托管结构和非托管结构的大小不同

Question

我正在通过 P/Invoke 使用非托管库，它使用三个结构（尽管它们都具有相同的基本布局，所以我只发布一个）：

struct Agraph_t {
    int tag:4;
    int kind:4;
    int handle:24;
    char **attr;
    char *didset;
    char *name;
    Agdata_t *univ;
    Dict_t *nodes, *inedges, *outedges;
    Agraph_t *root;
    Agnode_t *meta_node;
    Agproto_t *proto;
    Agraphinfo_t u;
};

由于我的包装器使用这些对象的方式，我必须参考到 Agraph_t 内部的结构作为 IntPtr。我添加了一些属性，使访问位字段的值变得更加容易。

public struct Agraph_t {
    public uint tag_kind_handle;
    public IntPtr attr;
    public string didset;
    public string name;
    public IntPtr univ;
    public IntPtr nodes, inedges, outedges;
    public IntPtr root;
    public IntPtr meta_node;
    public IntPtr proto;
    public IntPtr u;

    public uint Tag {
        get { return (tag_kind_handle & 15u); }
    }

    public uint Kind {
        get { return (tag_kind_handle & 240u) / 16; }
    }

    public uint Handle {
        get { return (tag_kind_handle & 4294967040u) / 256; }
    }
}

在执行任何操作之前，我必须通过为非托管库提供三个结构中每个结构的大小来初始化它。

aginitlib(Marshal.SizeOf(typeof(Agraph_t)), ..., ...);

这样做时我没有收到错误，并且可以很好地使用该库。但是，库的一部分使用非托管结构的大小自行调用 aginitlib （我无法控制这一点）。此时，该库警告我它已使用两种不同的大小进行初始化，这使其不稳定（在某些操作后抛出 AccessViolationException ）。

添加的属性是否被考虑到结构的大小中并使其比非托管版本更大？我会删除它们并看看会发生什么，但我的代码严重依赖它们，这使得这变得很困难。

我是否需要将 StructLayoutAttribute 与 Size 属性一起使用？唯一让我困惑的是 IntPtr。该库严格是 32 位的，所以我可以继续安全地假设这些字段始终是 32 位吗？

Answer 1

区别在于 u 的声明。非托管声明具有以下内容：

Agraphinfo_t u;

这意味着 Agraphinfo_t 是在 Agraph_t 结构中内联分配的。例如，如果 Agraphinfo_t 的大小为 16 个字节，那么它将向 sizeof(Agraph_t) 贡献 16 个字节。

但是，在托管声明中，您像这样声明 u：

public IntPtr u;

这意味着在 Agraph_t 结构中分配了一个指针。在 32 位系统上，这将为 sizeof(Agraph_t) 贡献 4 个字节。因此，为 Agraph_t 计算的两个大小不同步。

要解决此问题，请声明一个与 Agraphinfo_t 等效的托管对象，并在 Agraph_t 中创建它的实例：

public struct Agraphinfo_t
{
  // fields go here as per unmanaged definition
}

public struct Agraph_t
{
  // ....
  public Agraphinfo_t u;
}

Answer 2

IntPtr 在 32 位代码中为 4 字节宽，在 64 位模式中为 8 字节长。

您可以使用 IntPtr.Size 属性来确定大小，该属性报告当前运行时的值的大小。

至于您的其他问题，您确实应该使用 StructLayoutAttribute 来确保托管和非托管结构以相同的方式在内存中布局，并具有相同的填充和字段大小。

您还需要从结构中删除属性，因为它们会影响内存中结构的大小。