带有联合和数组的 C# pinvoke 结构答案

【问题标题】：C# pinvoke structs with union and arrays带有联合和数组的 C# pinvoke 结构
【发布时间】：2013-11-28 20:28:27
【问题描述】：

我无法定义正确的 C# 代码以使用 C++ 库，该库定义了一个具有联合和数组的复杂结构，我在执行 C++ 代码时不断收到一些内存异常，我很确定这是由于这个原因。

c++ 结构如下，忽略枚举和其他结构定义（如果需要我会发布它们，但它们非常丰富）

typedef struct
{
DG_CCTALK_APP_EVT_CODE  eEventCode;
DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE  eEventType;
int         iTime;
int         iHandle;
unsigned char       uchAddress;
DG_CCTALK_BILL_INFO sBillInfo;
int         iBillAmount;
union
{
    long        lData;
    int     iData;
    unsigned char   ucArray[128];
    char        *cString;
    void        *pvoid;
} uData;
void            *_private;  // for use by cctalk app layer
} DG_CCTALK_APP_EVT, *PDG_CCTALK_APP_EVT;

C# 代码是这样的：

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Explicit)]
    public struct Anonymous_92d21a81_2a8b_42f4_af32_f7606aa9cf40
    {
        //deberian llevar todos 0, pero el array genera problemas al ponerle 0, y cambiandolo explota en otro lado...

        /// int
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
        public int lData;

        /// int
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
        public int iData;

        /// unsigned char[128]
        [System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128, ArraySubType = System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.I1)]
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(4)]
        public byte[] ucArray;

        /// char*
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
        public System.IntPtr cString;

        /// void*
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
        public System.IntPtr pvoid;
    }

    [System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Sequential)]
    public struct DG_CCTALK_APP_EVT
    {

        /// DG_CCTALK_APP_EVT_CODE->_DG_CCTALK_APP_EVT_CODE
        public DG_CCTALK_APP_EVT_CODE eEventCode;

        /// DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE->_DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE
        public DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE eEventType;

        /// int
        public int iTime;

        /// int
        public int iHandle;

        /// unsigned char
        public byte uchAddress;

        /// DG_CCTALK_BILL_INFO->_DG_CCTALK_BILL_INFO
        public DG_CCTALK_BILL_INFO sBillInfo;

        /// int
        public int iBillAmount;

        /// Anonymous_92d21a81_2a8b_42f4_af32_f7606aa9cf40
        public Anonymous_92d21a81_2a8b_42f4_af32_f7606aa9cf40 uData;

        /// void*
        public System.IntPtr _private;
    }

委托和函数导入

public delegate void DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER(ref DG_CCTALK_APP_EVT pEVT);

[System.Runtime.InteropServices.DllImportAttribute("cctalk.dll", EntryPoint = "cctalk_app_enable_device", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int cctalk_app_enable_device(ref DG_CCTALK_APP_EVT param0);

更新：asnwer 之后的新代码，仍然无法正常工作：错误是：“尝试读取或写入受保护的内存这通常表明其他内存已损坏”

奇怪的是，我可以在第一次事件调用时使用该结构，我打印所有字段并且它们似乎是正确的（lData 和 iData 具有相同的值，cData 有一个我发送的字符串）但是在事件之后结束程序死亡。好像我的 C# 代码破坏了结构或其他东西......

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Sequential, CharSet = System.Runtime.InteropServices.CharSet.Ansi)]
    public struct DG_CCTALK_APP_EVT
    {

        /// DG_CCTALK_APP_EVT_CODE->_DG_CCTALK_APP_EVT_CODE
        public DG_CCTALK_APP_EVT_CODE eEventCode;

        /// DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE->_DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE
        public DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE eEventType;

        /// int
        public int iTime;

        /// int
        public int iHandle;

        /// unsigned char
        public byte uchAddress;

        /// DG_CCTALK_BILL_INFO->_DG_CCTALK_BILL_INFO
        public DG_CCTALK_BILL_INFO sBillInfo;

        /// int            
        public int iBillAmount;            

        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
        public byte[] uData;

        #region setters y getters para mapeo

        public int lData
        {
            set
            {
                Array.Copy(BitConverter.GetBytes(value), uData, sizeof(int));
            }
            get
            {
                return BitConverter.ToInt32(uData, 0);
            }
        }

        public int iData
        {
            set
            {
                Array.Copy(BitConverter.GetBytes(value), uData, sizeof(int));
            }
            get
            {
                return BitConverter.ToInt32(uData, 0);
            }
        }

        public byte[] ucArray
        {
            set
            {
                Array.Copy(value, uData, 128);
            }
            get
            {
                return uData;

            }
        }

        public IntPtr cString
        {
            set
            {
                Array.Copy(BitConverter.GetBytes(value.ToInt32()), uData, 32);
            }
            get
            {
                return (IntPtr)BitConverter.ToInt32(uData, 0);
            }
        }

        public IntPtr pvoid
        {
            set
            {
                Array.Copy(BitConverter.GetBytes(value.ToInt32()), uData, 32);
            }
            get
            {
                return (IntPtr)BitConverter.ToInt32(uData, 0);
            }
        }


        #endregion

        /// void*
        public System.IntPtr _private;
    }

C++ 声明：

typedef void (*DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER)(PDG_CCTALK_APP_EVT pEVT);

DGCCTALK_PREFIX DG_ERROR cctalk_app_init(DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER pfnHandler);
DGCCTALK_PREFIX DG_ERROR cctalk_app_add_link(char *szPortName);

注意爸爸DGCCTALK_PREFIX被定义为__declspec(dllexport)

C# 代码：

public delegate void DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER(ref DG_CCTALK_APP_EVT pEVT);

[System.Runtime.InteropServices.DllImportAttribute("cctalk.dll", EntryPoint =     "cctalk_app_init", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
 public static extern int cctalk_app_init(DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER pfnHandler);

[System.Runtime.InteropServices.DllImportAttribute("cctalk.dll", EntryPoint = "cctalk_app_add_link", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int cctalk_app_add_link(System.IntPtr szPortName);

调用它们的 C# 代码

var handler = new DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER(this._handler);
var resultado = cctalk_app_init(handler);
cctalk_app_add_link(Marshal.StringToHGlobalAnsi("port=" + port));

C# 处理程序头

private void _handler(ref DG_CCTALK_APP_EVT pEVT)

【问题讨论】：

为什么使用 4 的偏移量？错误是什么？怎么调用函数？
原来是0，但是会导致无效aling异常。我这里没有错误，但它是关于访问程序没有读/写权限的内存。
另外我没有显式调用这个结构的方法，它实际上是一个从 c++ 库中触发的事件，它向我发送这个结构（这里没有错误），但是在事件完成后，作为 c++代码再次运行，它中断了。
所以不要费心定义联合。并使用 Marshal 类来挑选字段。仅将 0 更改为 4 不是答案。
不接收 ref 的结构。接收一个 IntPtr。然后手动挑选你需要的东西。

标签： c# c++ struct pinvoke unions

【解决方案1】：

正如您所发现的，封送拆收器不喜欢您在翻译联合时尝试将数组与其他字段重叠。您通过将数组的偏移量更改为 4 而不是 0 来抑制问题。但这无济于事。

现在，由于 marshaler 不会为您处理联合，因此您必须手动完成。我会通过省略联合的非数组成员来处理这个问题。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct DG_CCTALK_APP_EVT
{
    public DG_CCTALK_APP_EVT_CODE eEventCode;
    public DG_CCTALK_APP_EVT_TYPE eEventType;
    public int iTime;
    public int iHandle;
    public byte uchAddress;
    public DG_CCTALK_BILL_INFO sBillInfo;
    public int iBillAmount;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public byte[] uData;
    public IntPtr _private;
}

请注意，我已经删除了您声明的大部分冗长。我怀疑该类型是由工具自动生成的。但是所有这些冗长使得它很难阅读。

这将为结构生成正确的布局，但会让您有工作要做以访问联合中的其他字段。

那么，我们如何读取这些字段？好吧，数据包含在字节数组uData 中，所以只需从那里读取值。例如，您可以将以下属性添加到 DG_CCTALK_APP_EVT 结构：

public int lData
{
    get { return BitConverter.ToInt32(uData, 0); }
    set { uData = BitConverter.GetBytes(value); }
}

public int iData
{
    get { return BitConverter.ToInt32(uData, 0); }
    set { uData = BitConverter.GetBytes(value); }
}

// etc.

请注意，setter 将清除数组中除前 4 个字节之外的所有字节，因为它会覆盖 uData。我对本机代码的协议知之甚少，无法确定这是您想要的。如果这不是您想要的，那么您可以这样编写 setter：

Array.Copy(BitConverter.GetBytes(value), uData, sizeof(int));

您现在已经添加了互操作边界的 C++ 端。最明显的问题是您的 C# 委托似乎有错误的调用约定。它使用stdcall，但C++ 代码需要cdecl。这当然足以解释回调返回后发生的灾难性崩溃。您需要确保您的委托指定调用约定。

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
public delegate void DG_CCTALK_APP_EVT_HANDLER(ref DG_CCTALK_APP_EVT pEVT);

您对cctalk_app_add_link 的翻译也是错误的。应该是：

[DllImport("cctalk.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int cctalk_app_add_link(string szPortName);

这样做，您可以简单地传递一个字符串，从而避免您当前实现的内存泄漏。

【讨论】：

您将 SizeConst 变量设置为 128，但这只会保存 uData union 中定义的数组，那么其他字段呢？它实际上不应该更大吗？ lData 4 个字节（或 8 个字节，因为它很长？）| iData 4 个字节 ucArray 128 个字节 cString 4 个字节（如果在 64 位机器上工作，则为 8 个，因为它是一个指针） pvoid 4 个字节（同上）
我已经更新了我的问题，用你的答案，但它仍然不起作用，我真的迷路了。
不，工会覆盖成员。因此，您的工具生成的所有成员的 FieldOffset 为 0。我不太确定这里的“不起作用”是什么意思。你没有照我说的去做。您的代码有 144 而不是 128。
所有的 getter 和 setter 都需要在数组的开头工作。你应该再读一遍到底什么是联合。
IntPtr 怎么样？我该如何管理它们？我的演员表是否正确（假设我只在 32 位机器上工作）

【解决方案2】：

检查您的 int 和 long 字段。我认为 C int 是 16 位，而 C# int 是 32：

如果是这样，那么 iTime、iHandle 和 iBilAmount 在 C# 和 C 定义中都被定义为 int。
如果我错了，那么 lData 在 C 中定义为 long 而在 C# 中定义为 int（如果这是问题所在，那么不要忘记修复出现在 lData 之后）。

【讨论】：

不。在 Windows 上，C++ int 是 32 位
这是一个工会！偏移量均为 0。无需固定。在 Windows 上的 C++ 中，int 和 long 是 4 个字节宽。
对不起，你是对的。错过了128长的数组，没看出他用的是windows。