c#/c++ 如何将结构的结构与 marshal.sizeof 联合

Posted 2023-02-22

【中文标题】c#/c++ 如何将结构的结构与 marshal.sizeof 联合

【英文标题】：How to union struct of struct with marshal.sizeof c#/c++

【发布时间】：2012-11-29 09:19:38

【问题描述】：

问题是我试图在我的 c# 程序中使用 c++ 结构。

我们正在使用 Mail slot 与用户界面进行通信，但由于复杂性和年代久远，没有其他方法可以做到这一点，并且它在全球 1000 多台机器上运行。

我们的结构是这样的

// Message data
typedef struct _t_messageData

    t_messageHeader header;
    t_messageBody body;
    t_messageParameter parameter;
 t_messageData;

typedef struct _t_messageHeader 

    UCHAR  stx;
    UCHAR  packetType;
    USHORT packetCount;
    USHORT checksum;
    UCHAR  sourceAddress;
    USHORT sourcePID;
    UCHAR  destinationAddress;
    USHORT destinationPID;
    UCHAR  destinationNet;
    USHORT packetSequenceNumber;
    USHORT packetID;
 t_messageHeader;

// Message body
typedef struct _t_messageBody 

    char    order[4];
    USHORT  module;
    USHORT  station;
    USHORT  part;
    USHORT  position;
 t_messageBody;

// Message parameter
typedef union _t_messageParameter 

    t_internalProcessData internalProcess;
    char data[PACKET_DATA_SIZE];
 t_messageParameter;


typedef struct _t_internalProcessData

    USHORT command;
    UCHAR data[PACKET_DATA_SIZE-2];
 t_internalProcessData;

在 c# 中，所有大小都由这些值固定。

public const int PACKET_HEADER_SIZE = 17;
public const int PACKET_BODY_SIZE = 12;
public const int PACKET_COMPLETE_SIZE = 4204;
public const int PACKET_DATA_SIZE = PACKET_DATA_SIZE = 4175;

现在问题不在于标题或正文，这很容易管理。 问题出在工会上。

class MailslotData

    // Message header
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack=1)]
    public struct SMessageHeader
    
        public byte stx;
        public byte packetType;
        public ushort packetCount;
        public ushort checksum;
        public byte sourceAddress;
        public ushort sourcePID;
        public byte destinationAddress;
        public ushort destinationPID;
        public byte destinationNet;
        public ushort packetSequenceNumber;
        public ushort packetID;
    ;

    // Message body
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack=1)]
    public struct SMessageBody
    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 4)]
        public char[] order;
        public ushort placeHolder1;     // Old ModuleNbr
        public ushort station;
        public ushort part;
        public ushort placeHolder2;     // Old PositionNbr
    ;

现在问题来了。工会。 使用 Fieldoffset，我可以将具有相同大小的字节数组和击球粘贴到同一位置。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)]
public struct SMessageParameter

    [FieldOffset(0)]
    public SInternalProcessData strInternalProcess;
    [FieldOffset(0)]
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = PACKET_DATA_SIZE)]
    public byte[] data;
;

以这种方式定义它时，我在CalculateChecksum() 处得到一个ArgumentException。 我用 new 声明我的结构，我只使用 SInternalProcess ，就像这里看到的那样。

public void CreateInternalProcessMessage(ushort station, ushort part, ushort command)

    CreateMessageHeader(PACKETTYPE_SINGLE_PACKET, ADDRESS_USERINT, PID_USERINT, DESTINATIONNET_USERINT, 0);

    CreateMessageBody (INTERNAL_PROCESS_MESSAGE.ToCharArray(), station, part);

    messageData.parameter.strInternalProcess.command = command;
    messageData.header.packetCount += (ushort)Marshal.SizeOf (messageData.parameter.strInternalProcess.command);

    messageData.parameter.strInternalProcess.data = new byte[PACKET_DATA_SIZE - 2];

    messageData.parameter.strInternalProcess.data[0] = (byte)ETX;
    messageData.header.packetCount += 1;
    CalculateChecksum();

在CalculateChecksum()中我会得到ArgumentException“类型不能被封送，因为嵌入数组实例的长度与布局中声明的长度不匹配。”

您可以在此处的图片中看到。

//这是本来有图片的部分，但我没有足够的声誉。 所以我必须把它写下来。 :-(我会尽快发布我的repu达到10。

unsafe void CalculateChecksum()

    int i = 0;
    ushort checksum = 0;
    i = Marshal.SizeOf(messageData);
    i = sizeof(ushort);

    byte[] byteArray = new byte[Marshal.SizeOf(messageData)];


    fixed (byte* pArray = byteArray)Marshal.StructureToPtr(messageData, new IntPtr (pArray), false);

    // Calculate the checksum
    messageData.header.checksum = 0;
    for (byte u = 0; u < messageData.header.packetCount; u++)
        checksum += byteArray[u];

    messageData.header.checksum = checksum;

*messageData.parameter.data -> 0x00cc1bfc 和 *messageData.parameter.strInternalProcess.data -> 0x00cc1bfc

两个数据数组都指向同一个位置，这是错误的，因为 ushort 命令应该至少有 2 个字节的偏移量。

我的 byte[] byteArray 是 4204

因此，在阅读了更多内容并尝试自己弄清楚之后，我找到了 2 个可能的解决方案。 但是每个解决方案都有一个我自己无法解决的问题。

首先，我到目前为止所做的所有事情都做错了什么，或者我发布的代码是否有一个简单的解决方案。

所以现在我将讨论我想到的可能的解决方案，但我将在这篇文章下方单独发布它们。

感谢您的所有帮助。我感谢每一个答案，因为我在这一点上停留了一个多星期，不知道还有什么可以尝试的。

【参考方案1】：

问题的可能解决方案是一个我自己无法解决的新问题。

我改变了以下的定义：

    public byte[] data;   
    to look as followed
    public fixed byte data[PACKET_DATA_SIZE];

在这里你可以看到整个变化

public unsafe struct SInternalProcessData

    public ushort command;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = PACKET_DATA_SIZE - 2)]
    public fixed byte data[PACKET_DATA_SIZE - 2];
;

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)]
public unsafe struct SMessageParameter

    [FieldOffset(0)]
    public SInternalProcessData strInternalProcess;
    [FieldOffset(0)]
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = PACKET_DATA_SIZE)]
    public fixed byte data[PACKET_DATA_SIZE];
;


public const int PACKET_HEADER_SIZE = 17;
public const int PACKET_BODY_SIZE = 12;
public const int PACKET_COMPLETE_SIZE = 4204;
public const int PACKET_DATA_SIZE = PACKET_COMPLETE_SIZE - PACKET_HEADER_SIZE - PACKET_BODY_SIZE;
//value PACKET_DATA_SIZE = 4175 

这解决了我在两个数据数组都指向同一位置时遇到的问题。 正如你在图片中看到的那样。但它会产生一个新问题。

Type 'GettingStartedClient.MailslotData+SMessageData' cannot 
be marshaled as an unmanaged structure; no meaningful size or offset can be computed.

所以我使用了 [MarshalAs(UnmanagedType.) 的设置。但我找不到可以正常工作的配置。

我使用结构中的一个子集测试了所有设置 Marshal.SizeOf(messageData.parameter.data)

所以这是我的问题，我需要一些帮助。

【讨论】：

找到了我的解决方案。一旦我知道如何用语言表达就会分享它。

【参考方案2】：

Type 'GettingStartedClient.MailslotData+SMessageData' 不能 编组为非托管结构；没有有意义的大小或偏移量可以 被计算出来。

所以我使用了 [MarshalAs(UnmanagedType. 但我 找不到可以正常工作的配置。

现在我知道为什么了。 因此，了解背景可以使一切变得清晰。 我试图混搭一个固定的数组。 mashel 所做的是重新排列结构，使其看起来像您已经决定的样子。这是 mashal 命令无法对固定数组执行的操作。

所以解决方案非常简单。删除捣碎和瞧。一切正常。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = PACKET_DATA_SIZE, Pack = 1)]
public unsafe struct SInternalProcessData

    [FieldOffset(0)]
    public ushort command;
    [FieldOffset(1)]
    public fixed byte data[PACKET_DATA_SIZE - 2];
;

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = PACKET_DATA_SIZE, Pack = 1)]
public unsafe struct SMessageParameter

    [FieldOffset(0)]
    public SInternalProcessData strInternalProcess;
    [FieldOffset(0)]
    public fixed byte data[PACKET_DATA_SIZE];
;