c# - 非托管内存分配给托管对象

Question

我想知道在 C# 中将内存分配给指针(C/C++ 样式)的正确方法。然后，长时间保留该内存。此外，此分配的内存用于调用 DeviceIoControl()。考虑这个类:

class Example {
    const uint memCommit = 0x1000;
    const uint pgReadWrite = 0x04;

    [DllImport("Kernel32.dll", SetLastError = true)]
    public static extern IntPtr VirtualAlloc(IntPtr lpAddress, UIntPtr dwSize, uint flAllocationType, uint flProtect);

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    struct AStruct {
        uint val1;
        uint val2;
        uint val3;
    }

    private static unsafe AStruct* pStruct = (AStruct*)VirtualAlloc(IntPtr.Zero, (UIntPtr)(sizeof(AStruct)), memCommit, pgReadWrite).ToPointer();


    public static unsafe void ReadFromDevice() {
        // setup the structure for the IOCTL call
        pStruct->val1 = 70; //
        pStruct->val2 = 0;
        pStruct->val3 = 0x0f;

        // call P/Invoked DeviceIoControl() here with pStruct as both the in/out pointers

        // check that all is well
    }
}

这整件事对我来说“感觉”不对，但多年来我学到了足够多的知识，不会在不研究它的情况下立即质疑实现。这就是我来到这个论坛的原因。我看到了我以前从未见过的行为。

使用调试器，我在通过调用 VirtualAlloc() 实例化指针的位置放置了一个断点。我记下了给我的地址(例如，0x03bf78cc)。我还在调用上述方法 ReadFromDevice() 的另一个函数处放置了一个断点。当我单步执行 ReadFromDevice() 时，我注意到 pStruct 包含的地址与程序首次启动时分配的地址不同。 pStruct 的值已从我上面的数字更改为，比方说，0x03cd9004。

我之前曾调用过 Kernel32 函数 DeviceIoControl()，其中使用的方法是将固定 GCHandle 实例化到调用 DeviceIoControl() 时使用的数据结构，进行调用，复制出适当的数据，然后释放句柄。这种方法似乎不太容易出错，并且与尽快分配和释放非托管内存的模型保持一致。

正如我提到的，我现在使用的代码中使用的方法“感觉”不对，但我不确定原因。我在谷歌上搜索“c sharp memory address changed after alloc”之类的东西什么也没找到。这种方法应该改变吗？ (在过去，我使用固定的 GC 句柄。)上述方法合理吗？无论如何，为什么指针会在程序启动期间说一个内存地址，然后在实际执行 ReadFromDevice() 调用时说另一个？当我写这篇文章时，我想知道地址的变化是否像我最初想的那样“奇怪”。尽管如此，我仍然质疑这种指针的使用。请指教。

谢谢，安迪

Answer 1

这不是必需的，您可以将其留给 pinvoke 编码器来做正确的事情。只需提供函数的重载以传递参数，定制以适应调用。例如:

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
static extern bool DeviceIoControl(
    IntPtr hDevice, uint dwIoControlCode,
    IntPtr lpInBuffer, uint nInBufferSize,
    out AStruct lpOutBuffer, uint nOutBufferSize,
    out uint lpBytesReturned, IntPtr lpOverlapped);

你会这样调用它:

AStruct result;
uint resultSize = Marshal.SizeOf(result);
uint bytesReturned;
bool okay = DeviceIoControl(hDev, somecode, IntPtr.Zero, 0, 
               out result, resultSize,
               out bytesReturned, IntPtr.Zero);
if (!okay) throw new Win32Exception();
System.Diagnostic.Debug.Assert(bytesReturned == resultSize);