C# 中带有数组成员的元帅结构

Question

我使用 C# 和 P/Invoke 来访问 DLL 方法。该方法的定义如下：

[DllImport("userManager.dll")]
static extern int GetUsers(out IntPtr userList);

原始结构：

typedef struct user_list {
   unsigned short NumUsers;
   USER_LIST_ITEM List[VARLEN];
} USER_LIST

typedef struct user_list_item {
   char name[260];
   unsigned char address[256];
} USER_LIST_ITEM

我所做的结构布局如下：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public class USER_LIST
{
    public uint NumUsers;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray)]
    public USER_LIST_ITEM [] List;
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public class USER_LIST_ITEM
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 260)]
    public string name;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 256)]
    public string address;
};

但是当我尝试解组它时出现错误：

USER_LIST userList = new USER_LIST();
// Prepare pointer 
IntPtr uList = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(userList));
Marshal.StructureToPtr(userList, uList, false);
result = GetUsers(out uList);

Marshal.PtrToStructure(uList, userList); <--

运行时遇到致命错误。错误的地址位于线程 0x464 上的 0x79f82af6。错误代码为0xc0000005。此错误可能是 CLR 中的错​​误或用户代码的不安全或不可验证部分中的错误。此错误的常见来源包括 COM 互操作或 PInvoke 的用户编组错误，这可能会损坏堆栈。

我得到了 NumUsers 属性，但似乎在解组数组时发生了错误。有什么想法吗？

Answer 1

如果您在用作 out 参数的结构中指定一个数组，则需要告诉封送拆收器该数组的长度是多少。对于您的代码，封送拆收器可能会分配零长度数组或仅使用 null，这会导致崩溃。不幸的是，似乎无法将可变长度 out 数组指定为结构体的成员，因为 MarshalAs.SizeParamIndex 仅适用于方法。您可能会使用 MarshalAs.SizeConst 指定一个大的、恒定大小的数组，但通常您必须像这样解析（可能是被调用者分配的）返回缓冲区：

var count = Marshal.ReadInt32 (uList) ;
var users = new List<USER_LIST_ITEM>  () ;
var ptr   = (long)uList + 4 ;
for (int i = 0 ; i < count ; ++i)
{
    users.Add (Marshal.PtrToStructure (typeof (USER_LIST_ITEM), 
        new IntPtr (ptr))) ;
    ptr += Marshal.SizeOf (typeof (USER_LIST_ITEM)) ;
}

您必须特别注意对齐和填充以及 32/64 位问题。

Answer 2

这是因为 List 尚未分配。

您将需要初始化所有字段。

我看到的另一个问题是：

IntPtr uList = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(userList));
...
result = GetUsers(out uList);

您确定 out 不应该是 ref 吗？否则就没有意义（也不确定 ref 是否正确）。

更新：再次查看您的代码，您应该这样做（并避免内存泄漏刺痛您的眼睛）。

IntPtr uList;
var result = GetUsers(out uList);

var userlist = (USER_LIST) Marshal.PtrToStructure(ulist, typeof(USER_LIST));

Marshal.FreeHGlobal(ulist); // pray here or shoot the author of the C function

再次更新：

您的 p/invoke 签名可能是错误的，或者您对它的解释是错误的。

我可以猜测可能是这样的：

int GetUsers(USER_LIST* ulist);

而你所拥有的不是同一件事。

如果是这种情况，解决方案很简单。

将 USER_LIST 更改为一个类（但保持顺序布局）并使用

// pinvoke sig
int GetUsers(USER_LIST ulist);

var ulist = new USER_LIST();
// initialize fields
var r = GetUsers(ulist);

-- 或 --

通过 ref 调用它。

// pinvoke sig
int GetUsers(ref USER_LIST ulist);

var ulist = new USER_LIST();
// initialize fields
var r = GetUsers(ref ulist);

这样，您就不必搞乱手动编组，而且我看不到内存泄漏的可能性。

最终更新：

鉴于您发布的签名，看起来 GetUsers 返回一个指向 USER_LIST 列表的指针，返回值是计数。那里有很好的内存泄漏。

无论如何，我可能会在这里尝试一种不安全的方法，然后遍历结果，并确保所有内容都被释放。 （我仍然认为你应该射击作者）。

Answer 3

我认为您的原始代码可能没有那么错误。
您可能刚刚使用了 错误的重载 “http://msdn.microsoft.com/en-us/library/4ca6d5z7.aspx”rel="nofollow noreferrer">Marshal.PtrToStructure。

你试过这个吗？

[DllImport("userManager.dll")]
static extern int GetUsers(out IntPtr userList);

[DllImport("userManager.dll")]
static extern void UMFree(IntPtr userList);

static void Main()
{
    IntPtr userList;               // no need to allocate memory in managed code;
    GetUsers(out userList);        // memory is allocated by native function
    USER_LIST u = (USER_LIST)Marshal.PtrToStructure(userList, typeof(USER_LIST));
    UMFree(userList);
}

---

使用不安全的代码：

public unsafe struct USER_LIST
{
    public uint numUsers;
    public USER_LIST_ITEM* list;
}

public unsafe struct USER_LIST_ITEM
{
    public fixed byte name[260];
    public fixed byte address[256];
}

class Program
{
    [DllImport("userManager.dll")]
    static unsafe extern int GetUsers(USER_LIST** userList);

    [DllImport("userManager.dll")]
    static unsafe extern int UMFree(USER_LIST* userList);

    private static unsafe void Main()
    {
        USER_LIST* list;
        GetUsers(&list);
        UMFree(list);
    }
}