C#中的C++并集——奇怪的行为

C++ union in C# — weird behaviour

本文关键字：C++ 并集 中的      更新时间：2023-10-16

我正在尝试使用C#中的vhd API创建一些vhd/vhdx文件。

有一个C++联合看起来像这样：

typedef struct _CREATE_VIRTUAL_DISK_PARAMETERS
{
CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION Version;
union
{
struct
{
GUID                  UniqueId;
ULONGLONG             MaximumSize;
ULONG                 BlockSizeInBytes;
ULONG                 SectorSizeInBytes;
PCWSTR                ParentPath;
PCWSTR                SourcePath;
} Version1;
struct
{
GUID                   UniqueId;
ULONGLONG              MaximumSize;
ULONG                  BlockSizeInBytes;
ULONG                  SectorSizeInBytes;
ULONG                  PhysicalSectorSizeInBytes;
PCWSTR                 ParentPath;
PCWSTR                 SourcePath;
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG OpenFlags;
VIRTUAL_STORAGE_TYPE   ParentVirtualStorageType;
VIRTUAL_STORAGE_TYPE   SourceVirtualStorageType;
GUID                   ResiliencyGuid;
} Version2;
struct
{
GUID                   UniqueId;
ULONGLONG              MaximumSize;
ULONG                  BlockSizeInBytes;
ULONG                  SectorSizeInBytes;
ULONG                  PhysicalSectorSizeInBytes;
PCWSTR                 ParentPath;
PCWSTR                 SourcePath;
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG OpenFlags;
VIRTUAL_STORAGE_TYPE   ParentVirtualStorageType;
VIRTUAL_STORAGE_TYPE   SourceVirtualStorageType;
GUID                   ResiliencyGuid;
PCWSTR                 SourceLimitPath;
VIRTUAL_STORAGE_TYPE   BackingStorageType;
} Version3;
};
} CREATE_VIRTUAL_DISK_PARAMETERS, *PCREATE_VIRTUAL_DISK_PARAMETERS;

我正在尝试将其转换为C#，但运气不太好。我对Version3一点也不感兴趣，所以我把它排除在外。

我尝试了很多事情，我能做的最好的事情就是让Version2工作(通过做一些非常奇怪的事情)，但我从未设法让Version1和Version2同时工作。

到目前为止，使用了最好结果的解决方案是这样的，但肯定有问题，因为Version1根本不起作用，Version1中的SectorSizeInBytes是ulong而不是uint(如果我像应该的那样将其更改为uint，我会破坏Version2，Version1仍然不起作用！)

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParameters
{
[FieldOffset(0)] public CreateVirtualDiskParametersVersion1 Version1;
[FieldOffset(0)] public CreateVirtualDiskParametersVersion2 Version2;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParametersVersion1
{
public CreateVirtualDiskVersion Version;
public Guid UniqueId;
public ulong MaximumSize;
public uint BlockSizeInBytes;
public ulong SectorSizeInBytes;
public string ParentPath;
public string SourcePath;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParametersVersion2
{
public CreateVirtualDiskVersion Version;
public Guid UniqueId;
public ulong MaximumSize;
public uint BlockSizeInBytes;
public uint SectorSizeInBytes;
public uint PhysicalSectorSizeInBytes;
public string ParentPath;
public string SourcePath;
public OpenVirtualDiskFlags OpenFlags;
public VirtualStorageType ParentVirtualStorageType;
public VirtualStorageType SourceVirtualStorageType;
public Guid ResiliencyGuid;
}

理论上，我知道Version字段应该设置在Version structs之外，我也尝试过，但它只会让事情变得更加有趣。。。

那么，有人能建议如何正确地将上面的内容翻译成C#，而不需要Version3结构吗？

使用Pack = 1到StructLayout属性可以消除struct成员之间的任何填充。在TCP连接中，结构通常在没有填充的情况下传递，这样所有使用该结构的程序都可以就其在内存中的布局达成一致。

然而，正如@David Heffernan所指出的，当将结构传递到Windows DLL时，情况可能并非如此。我没有测试对CreateVirtualDisk的实际调用，因为这似乎有点冒险，因为我以前没有使用过这个调用，而且如果我犯了错误，也不想破坏我的磁盘。根据以下引用，8字节的默认封装(默认为Pack = 0或Pack = 8)似乎是正确的设置。

请参阅64位Windows API结构对齐导致命名管道上的访问被拒绝错误

Windows SDK预计打包为8字节。从使用Windows标头

项目应该编译为使用默认的结构封装，目前为8字节，因为最大的整数类型为8字节。这样做可以确保头文件中的所有结构类型都以与Windows API期望的相同对齐方式编译到应用程序中。它还确保具有8字节值的结构正确对齐，并且不会在执行数据对齐的处理器上导致对齐错误。

Version移动到CreateVirtualDiskParameters的顶部。随后，两个工会紧随其后。两者具有相同的偏移CCD_ 14。

此外，SectorSizeInBytes是uint而不是ulong。

您可以让编组器使用属性(例如)填充string成员

[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] public string ParentPath;

或者，您可以将其表示为出现在内存中的形式，这是一个指向Unicode字符串的指针：

public IntPtr ParentPath;

然后用自己提取字符串

Marshal.PtrToStringAuto(vdp.Version1.ParentPath)

如果要将C#结构传递给外部DLL，请使用非托管字符串填充它

vdp.Version1.ParentPath = (IntPtr)Marshal.StringToHGlobalAuto("I am a managed string");

然后在完成后释放非托管字符串

Marshal.FreeHGlobal(vdp.Version1.ParentPath);

试试这个。

public enum CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION
{
CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION_UNSPECIFIED = 0,
CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION_1 = 1,
CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION_2 = 2
};
public enum OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG
{
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_NONE = 0x00000000,
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_NO_PARENTS = 0x00000001,
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_BLANK_FILE = 0x00000002,
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_BOOT_DRIVE = 0x00000004,
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_CACHED_IO = 0x00000008,
OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG_CUSTOM_DIFF_CHAIN = 0x00000010
};
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 8, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct VIRTUAL_STORAGE_TYPE
{
uint DeviceId;
Guid VendorId;
};
[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 8, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParameters
{
[FieldOffset(0)]
public CREATE_VIRTUAL_DISK_VERSION Version;
[FieldOffset(8))]
public CreateVirtualDiskParametersVersion1 Version1;
[FieldOffset(8))]
public CreateVirtualDiskParametersVersion2 Version2;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 8, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParametersVersion1
{
public Guid UniqueId;
public ulong MaximumSize;
public uint BlockSizeInBytes;
public uint SectorSizeInBytes;
//public IntPtr ParentPath;   // PCWSTR in C++ which is a pointer to a Unicode string
//public IntPtr SourcePath;   //string
[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] public string ParentPath;
[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] public string SourcePath;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 8, CharSet = CharSet.Unicode)]
public struct CreateVirtualDiskParametersVersion2
{
public Guid UniqueId;
public ulong MaximumSize;
public uint BlockSizeInBytes;
public uint SectorSizeInBytes;
public uint PhysicalSectorSizeInBytes;
//public IntPtr ParentPath;   //string
//public IntPtr SourcePath;   //string
[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] public string ParentPath;
[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] public string SourcePath;
public OPEN_VIRTUAL_DISK_FLAG OpenFlags;
public VIRTUAL_STORAGE_TYPE ParentVirtualStorageType;
public VIRTUAL_STORAGE_TYPE SourceVirtualStorageType;
public Guid ResiliencyGuid;
}
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