c# - 编码(marshal)结构数组和 IntPtr

Question

我的问题已经非常非常接近解决方案，但我需要一些关于收尾工作的指导，以使一切正常。在过去的一周里，我学到了很多关于

作为引用，我上周就同一主题问了一个类似的问题，但由于我这边的巨大疏忽，我问错了问题。

我正在尝试使用一个非托管的 c++ dll，它是与连接的设备进行通信的 API。我已经成功创建了包装器和大多数其他函数调用，但最后一个让我发疯。

一些背景信息(可能不需要回答这个问题 - 请记住我当时的基本思维过程是有缺陷的)在这里:Calling un-managed code with pointer (Updated)

在我原来的问题中，我问的是创建一个 IntPtr 到一个包含一个 struct(2) 数组的 struct(1).... 事实上，struct(1) 根本不包含一个数组，它包含指向数组的指针。

这是我尝试实现的 API 的文档作为引用:

extern “C” long WINAPI PassThruIoctl
(
    unsigned long ChannelID,
    unsigned long IoctlID,
    void *pInput,
    void *pOutput
)


// *pInput Points to the structure SCONFIG_LIST, which is defined as follows:
// *pOutput is not used in this function and is a null pointer

typedef struct
{
    unsigned long NumOfParams; /* number of SCONFIG elements */
    SCONFIG *ConfigPtr; /* array of SCONFIG */
} SCONFIG_LIST

// Where:
// NumOfParms is an INPUT, which contains the number of SCONFIG elements in the array pointed to by ConfigPtr.
// ConfigPtr is a pointer to an array of SCONFIG structures.

// The structure SCONFIG is defined as follows:
typedef struct
{
    unsigned long Parameter; /* name of parameter */
    unsigned long Value; /* value of the parameter */
} SCONFIG

这是我目前定义的结构体定义

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)] // Also tried with Pack=1
public struct SConfig 
{
   public UInt32 Parameter;
   public UInt32 Value;
}



[StructLayout(LayoutKind.Sequential)] // Also tried with Pack=1
public struct SConfig_List
{
    public UInt32 NumOfParams;
    public IntPtr configPtr;

    public SConfig_List(UInt32 nParams, SConfig[] config)
    {
        this.NumOfParams = nParams;

        //  I have tried these 2 lines together
        IntPtr temp = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(MyNameSpace.SConfig)) * (int)nParams);
        this.configPtr = new IntPtr(temp.ToInt32());

        // I have tried this by itself
        // this.configPtr  = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(MyNameSpace.SConfig)) * (int)nParams);


        // and this line
        // this.configPtr = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(SConfig)*(int)nParams);  // this only complies with unsafe struct
    }
}

这是将这些设置为变量并调用与 API 接口(interface)的函数的代码片段

SConfig[] arr_sconfig;
arr_sconfig = new SConfig[1];

arr_sconfig[0].Parameter = 0x04;
arr_sconfig[0].Value = 0xF1;
SConfig_List myConfig = new SConfig_List(1, arr_sconfig);

m_status = m_APIBox.SetConfig(m_channelId, ref myConfig);

最后，这里是将此信息传递给 dll 的函数:

public APIErr SetConfig(int channelId, ref SConfig_List config)
{
    unsafe
    {
        IntPtr output = IntPtr.Zero; // Output not used, just a null pointer for this function

        //   These 2 lines of code cause API dll to yell about invalid pointer (C# is happy but it doesnt work with dll)
        //   IntPtr temp = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(J_2534_API.SConfig_List)));
        //   IntPtr input = new IntPtr(temp.ToInt32());

        //  The following 2 lines only compile with unsafe - but API dll "likes" the pointer - but I am not getting desired results
        //  The dll is properly getting the Number of Parameters (NumOfParams), but the data within the array is not being
        //  referenced correctly
        IntPtr input = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(SConfig_List)); // Only works with unsafe
        Marshal.StructureToPtr(config, input, true);

        APIErr returnVal = (APIErr)m_wrapper.Ioctl(channelId, (int)Ioctl.SET_CONFIG, input, output);

        return returnVal;
    }
}

在我意识到我对基本思想的巨大疏忽之前，我从来没有让 C# 高兴过，要么我的语法错误，代码无法编译，要么编译但给出运行时错误(甚至从未调用外部 dll)

这些问题都在我身后。代码现在可以正常编译，并且执行时没有任何运行时错误。此外，我正在使用的 dll 具有日志记录功能，所以我可以看到我实际上调用了正确的函数。我什至正确地向它传递了一些数据。函数正在正确读取 NumOfParams 变量，但结构数组似乎是垃圾数据。

我在这里阅读了一篇非常有用的文章:http://limbioliong.wordpress.com/2012/02/28/marshaling-a-safearray-of-managed-structures-by-pinvoke-part-1/

我一直在阅读 MSDN，但到目前为止我还没有找到使这件事起作用的神奇代码组合，所以我再次寻求帮助。

我很确定我的问题是我没有正确设置 IntPtr 变量，它们没有指向内存中的正确区域。

我尝试过各种不安全和安全代码的组合。另外，我知道我此时并没有明确释放内存，所以关于这方面的指示也会有所帮助。在我的研究中，这里有一些可能有用的想法，但我似乎无法让它们恰到好处

[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)]

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=...)]

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, ArraySubType = UnmanagedType.Struct, SizeConst=100)]

最后一个问题:我假设由于 c++ 声明是无符号长型，那么 UInt32 是 C# 中的正确类型吗？

Answer 1

代码段中的 SConfig_List 构造函数有很多问题。最大的问题是它为数组分配内存但也完全忘记了复制结构。因此， native 代码可以正常获取指针，但会查看未初始化的内存。您可以这样修复它:

    public SConfig_List(SConfig[] config) {
        this.NumOfParams = config.Length;
        int size = Marshal.SizeOf(config[0]);
        IntPtr mem = this.configPtr = Marshal.AllocHGlobal(size * config.Length);
        for (int ix = 0; ix < config.Length; ++ix) {
            Marshal.StructureToPtr(config[ix], mem, false);
            mem = new IntPtr((long)mem + size);
        }
    }

请务必不要在调用完成后再次调用 Marshal.FreeHGlobal()，否则您将泄漏内存。

避免编码 SConfig_List 的最简单方法是为 C 函数提供更好的声明:

[DllImport(...)]
private static extern ApiErr PassThruIoctl(
    int channelID, 
    uint ioctlID,
    ref SConfig_List input,
    IntPtr output);

这使得一个像样的包装器方法看起来像这样:

public APIErr SetConfig(int channelId, SConfig[] config) {
    var list = new SConfig_List(config);
    var retval = PassThruIoctl(channelId, Ioctl.SET_CONFIG, ref list, IntPtr.Zero);
    Marshal.FreeHGlobal(list.configPtr);
    return retval;
}