Компоновка типа значения .NET в памяти

Question

У меня есть следующие типы значений .NET:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 
public struct Date 
{ 
    public UInt16 V; 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 
public struct StringPair 
{ 
    public String A; 
    public String B; 
    public String C; 
    public Date D; 
    public double V; 
} 

У меня есть код, который передается указатель на тип значения для неуправляемого кода, наряду со смещениями, обнаруженных с помощью вызова системы .Runtime.InteropServices.Marshal.OffsetOf. Неуправляемый код заполняет дату и двойные значения.

Смещения, о которых сообщается в StringPair структуры именно то, что я хотел бы ожидать: 0, 8, 16, 24, 32

У меня есть следующий код в тестовой функции:

FieldInfo[] fields = typeof(StringPair).GetFields(BindingFlags.Instance|BindingFlags.Public); 

for (int i = 0; i < fields.Length; i++) 
{ 
    int offset = System.Runtime.InteropServices.Marshal.OffsetOf(typeof(StringPair), fields[i].Name).ToInt32(); 

    Console.WriteLine(String.Format(" >> field {0} @ offset {1}", fields[i].Name, offset)); 
} 

Который печатает именно эти смещения.

>> field A @ offset 0 
>> field B @ offset 8 
>> field C @ offset 16 
>> field D @ offset 24 
>> field V @ offset 32 

Я тогда иметь некоторый тестовый код: Еогеаспа (StringPair пару в паре) { Date D = pair.D; double v = pair.V; ...

которая имеет следующий ассемблер, связанный с ним в отладчик:

   Date d = pair.D; 
0000035d lea   rax,[rbp+20h] 
00000361 add   rax,20h 
00000367 mov   ax,word ptr [rax] 
0000036a mov   word ptr [rbp+000000A8h],ax 
00000371 movzx  eax,word ptr [rbp+000000A8h] 
00000378 mov   word ptr [rbp+48h],ax 

       double v = pair.V; 
0000037c movsd  xmm0,mmword ptr [rbp+38h] 
00000381 movsd  mmword ptr [rbp+50h],xmm0 

Это загружается поле D по смещению 32 (0x20) и поле V на смещение 24 (0x38-0x20). JIT изменил порядок вокруг. Отладчик Visual Studio также показывает этот инвертированный порядок.

Почему ?? Я тянул свои волосы, пытаясь понять, где моя логика идет не так. Если я поменяю порядок D и V в структуре, тогда все будет работать, но этот код должен иметь дело с архитектурой плагина, где другие разработчики определили структуру, и от них нельзя ожидать, чтобы они запоминали тайные правила макета.

Answer 1

Информация, которую вы получите от класса Marshal имеет значение только если тип фактически получает выстраивал. Структура внутренней памяти управляемой структуры не может быть обнаружена с помощью каких-либо документированных средств, кроме как, возможно, выглядящих на ассемблере.

Это означает, что CLR может свободно реорганизовать компоновку структуры и оптимизировать упаковку. При замене полей D и V ваша структура меньше из-за требований к выравниванию двойника. Он экономит 6 байтов на вашей 64-битной машине.

Не знаете, почему это было бы проблемой для вас, этого не должно быть. Рассмотрим Marshal.StructureToPtr(), чтобы получить структуру, которую вы планируете использовать.

Answer 2

Если вам нужно явное расположение ... использование явного расположения ...

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)] 
public struct StringPair 
{ 
    [FieldOffset(0)] public String A; 
    [FieldOffset(8)] public String B; 
    [FieldOffset(16)] public String C; 
    [FieldOffset(24)] public Date D; 
    [FieldOffset(32)] public double V; 
} 

Answer 3

Две вещи:

• StructLayout(Sequential) не гарантирует упаковки. Возможно, вы захотите использовать Pack=1, в противном случае 32 и 64-битные платформы могут отличаться.

• и строка - это ссылка, а не указатель.Если длина строки всегда фиксирована, вы можете использовать фиксированные массивы полукокса:

  public struct MyArray // This code must appear in an unsafe block 
  { 
      public fixed char pathName[128]; 
  }