在“托管到本地的过渡”期间到底发生了什么？

Question

我知道 CLR 在某些情况下需要进行封送处理，但假设我有：

using System.Runtime.InteropServices;
using System.Security;

[SuppressUnmanagedCodeSecurity]
static class Program
{
    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = false)]
    static extern int GetVersion();

    static void Main()
    {
        for (; ; )
            GetVersion();
    }
}

当我使用调试器闯入该程序时，我总是看到：

鉴于不需要进行任何编组（对吗？），有人可以解释一下这个“托管到本机的过渡”中实际发生的情况以及原因吗？这是 必要的？

Answer 1

首先，需要设置调用堆栈，以便可以发生 STDCALL。这是 Win32 的调用约定。

接下来，运行时将推送所谓的执行帧。有许多不同类型的框架：安全断言、GC 保护区域、本机代码调用……

运行时使用这样的框架来跟踪当前正在运行的本机代码。这对潜在的并发垃圾收集和其他可能的东西有影响。它还有助于调试器。

所以实际上这里并没有发生太多事情。这是一个非常精简的代码路径。

Answer 2

除了负责为您转换参数并确定调用约定的编组层之外，运行时还需要做一些其他事情来保持内部状态一致。

需要检查安全上下文，以确保允许调用代码访问本机方法。需要保存当前的托管堆栈帧，以便运行时可以执行堆栈回溯以进行调试和异常处理等操作（更不用说调用托管回调的本机代码）。需要设置内部状态位以指示我们当前正在运行本机代码。

此外，可能需要保存寄存器，具体取决于需要跟踪的内容以及调用约定保证恢复的内容。寄存器（局部变量）中的 GC 根可能需要以某种方式进行标记，以便它们不会在本机方法期间被垃圾回收。

因此，主要是堆栈处理和类型封送，以及一些安全性的内容。虽然内容不是很多，但它将代表了调用较小的本机方法的重大障碍。例如，尝试 P/Invoke 到优化的数学库很少会带来性能提升，因为开销足以抵消任何潜在的好处。 此处讨论了一些性能分析结果。

Answer 3

我意识到这个问题已经得到解答，但令我惊讶的是没有人建议您在调试窗口中显示外部代码。如果右键单击 [Native to Managed Transition] 行并勾选 Show external code 选项，您将准确看到在转换中调用了哪些 .NET 方法。这可能会给你一个更好的主意。下面是一个示例：

Answer 4

我真的看不出有什么必要做的。我怀疑它主要提供信息，向您表明调用堆栈的一部分显示本机函数，并且还表明 IDE 和调试器在该转换中可能表现不同（因为托管代码在调试器中的处理方式非常不同，并且您期望的某些功能可能无法工作）

但我想您应该能够简单地通过检查过渡周围的反汇编来找出答案。看看它是否做了任何异常的事情。

Answer 5

因为你正在调用一个dll。它需要走出托管环境。它正在进入Windows核心。您正在打破 .net 障碍并进入与 .NET 运行方式不同的 Windows 代码。