未托管内存分配到托管对象

Question

我想了解在C#中从内部分配内存给指针（C/C++风格）的正确方式，以及将该内存保留一段时间。此外，这个分配的内存是用于调用DeviceIoControl()的。考虑以下类：

class Example {
    const uint memCommit = 0x1000;
    const uint pgReadWrite = 0x04;

    [DllImport("Kernel32.dll", SetLastError = true)]
    public static extern IntPtr VirtualAlloc(IntPtr lpAddress, UIntPtr dwSize, uint flAllocationType, uint flProtect);

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    struct AStruct {
        uint val1;
        uint val2;
        uint val3;
    }

    private static unsafe AStruct* pStruct = (AStruct*)VirtualAlloc(IntPtr.Zero, (UIntPtr)(sizeof(AStruct)), memCommit, pgReadWrite).ToPointer();


    public static unsafe void ReadFromDevice() {
        // setup the structure for the IOCTL call
        pStruct->val1 = 70; //
        pStruct->val2 = 0;
        pStruct->val3 = 0x0f;

        // call P/Invoked DeviceIoControl() here with pStruct as both the in/out pointers

        // check that all is well
    }
}

整个事情让我感觉不对劲，但多年来我已经学到了不立即质疑实现方法的教训，需要先进行研究。这就是我来到这个论坛的原因。我看到了以前从未见过的行为。

使用调试器，在指针通过调用VirtualAlloc()实例化的点上设置断点。我记录下给我的地址（例如0x03bf78cc）。我还在另一个调用上设置了断点，该调用调用了上面的ReadFromDevice()方法。当我逐步执行ReadFromDevice()时，我注意到pStruct包含的地址与程序最初开始时分配的地址不同。pStruct的值已从上面的数字更改为，假设为0x03cd9004。

我之前曾经使用过调用Kernel32函数DeviceIoControl()的方法，并且在调用DeviceIoControl()时使用的方法是将数据结构实例化为固定的GCHandle，进行调用，复制出适当的数据，然后释放句柄。这种方法似乎更少出错，并保持了尽快分配和释放非托管内存的模式的一致性。

正如我所提到的，我现在正在使用的代码方法让我感觉不对劲，但我不确定原因。在Google上搜索" c sharp memory address changed after alloc "等内容也没有找到任何信息。应该更改这种方法吗？（过去，我使用固定的GC句柄。）上述方法是否可靠？无论如何，在程序启动时指针为什么会显示一个内存地址，而在实际执行ReadFromDevice()调用时会显示另一个内存地址？当我写这篇文章时，我在想，地址的更改是否像我最初想的那么“奇怪”。尽管如此，我仍然对这种指针使用方式提出质疑。请给予建议。

谢谢， Andy

- Andrew Falanga

Answer 1

这并非必须，您可以将其留给PInvoke Marhaller自行处理。只需提供函数重载以传递参数，以便满足调用要求即可。例如：

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
static extern bool DeviceIoControl(
    IntPtr hDevice, uint dwIoControlCode,
    IntPtr lpInBuffer, uint nInBufferSize,
    out AStruct lpOutBuffer, uint nOutBufferSize,
    out uint lpBytesReturned, IntPtr lpOverlapped);

然后你可以这样调用它：

AStruct result;
uint resultSize = Marshal.SizeOf(result);
uint bytesReturned;
bool okay = DeviceIoControl(hDev, somecode, IntPtr.Zero, 0, 
               out result, resultSize,
               out bytesReturned, IntPtr.Zero);
if (!okay) throw new Win32Exception();
System.Diagnostic.Debug.Assert(bytesReturned == resultSize);

- Hans Passant

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这也是我习惯的做法。或者，正如我在帖子中提到的那样，通过使用固定对象来实现。基本上，我想知道使用的实现是否好，还是应该改为您发布的内容？我在想，使用这种方法是否存在危险；即像那样具有静态不安全指针？ - Andrew Falanga

Answer 2

它工作还是不工作？ 你是在修复一些正在工作的东西还是什么？

我在C#中从未需要过VirtualAlloc。如果您需要一个内存缓冲区，为什么不直接在C#中分配它。我认为您不需要VirtualAlloc。要么在C#中直接分配非托管固定数组，要么通过编组将其分配给IOCTL函数的常规数组。

- Al Kepp

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它认为它可以工作，大部分时间似乎也是这样。我正在处理一个缺陷，我相信它直接与这种使用未管理的内存有关。 - Andrew Falanga