Marshal.PtrToStructure（および再び戻る）およびエンディアンスワッピングの一般的なソリューション
リモートエージェントが（組み込みCシステムから）シリアル化された構造を送信して、IP/UDPを介して読み取りおよび保存するシステムがあります。場合によっては、同じ構造タイプを返送する必要があります。 Marshal.PtrToStructure（受信）とMarshal.StructureToPtr（送信）を使用して、すばらしい設定ができたと思いました。ただし、小さな落とし穴は、ネットワークのビッグエンディアン整数をローカルで使用するためにx86リトルエンディアン形式に変換する必要があることです。私がそれらを再び送り出すとき、ビッグエンディアンが行く方法です。
問題の関数は次のとおりです。
private static T BytesToStruct<T>(ref byte[] rawData) where T: struct
{
T result = default(T);
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(rawData, GCHandleType.Pinned);
try
{
IntPtr rawDataPtr = handle.AddrOfPinnedObject();
result = (T)Marshal.PtrToStructure(rawDataPtr, typeof(T));
}
finally
{
handle.Free();
}
return result;
}
private static byte[] StructToBytes<T>(T data) where T: struct
{
byte[] rawData = new byte[Marshal.SizeOf(data)];
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(rawData, GCHandleType.Pinned);
try
{
IntPtr rawDataPtr = handle.AddrOfPinnedObject();
Marshal.StructureToPtr(data, rawDataPtr, false);
}
finally
{
handle.Free();
}
return rawData;
}
そして、このように使用される可能性のある構造の簡単な例：
byte[] data = this.sock.Receive(ref this.ipep);
Request request = BytesToStruct<Request>(ref data);
問題の構造は次のようになります。
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi, Pack = 1)]
private struct Request
{
public byte type;
public short sequence;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5)]
public byte[] address;
}
構造をマーシャリングするときに、エンディアンを交換するにはどのような（一般的な）方法がありますか？この例でローカルに保存されている「request.sequence」は、ユーザーに表示するためのリトルエンディアンである必要があります。これは一般的な問題であるため、構造固有の方法でエンディアンを交換する必要はありません。
私が最初に考えたのはReflectionを使用することでしたが、その機能についてはあまり詳しくありません。また、誰かが私を指すことができるより良い解決策があることを望みました。前もって感謝します ：）
リフレクションは、あなたが求めていることを達成するための唯一の本当の方法のように思えます。
以下にいくつかのコードをまとめました。構造体のフィールドレベルで適用できるEndianAttributeという属性を作成します。この属性の定義とそれに関連する列挙型、およびそれを使用するために必要なコードへの変更を含めました。
ちなみに、rawDataをrefパラメータとして定義する必要はありませんでした。
作業を行う関数でLINQと匿名型を使用しているため、これにはC＃3.0/.NET3.5を使用する必要があることに注意してください。ただし、これらの機能がなければ関数を書き直すことは難しくありません。
[AttributeUsage(AttributeTargets.Field)]
public class EndianAttribute : Attribute
{
public Endianness Endianness { get; private set; }
public EndianAttribute(Endianness endianness)
{
this.Endianness = endianness;
}
}
public enum Endianness
{
BigEndian,
LittleEndian
}
private static void RespectEndianness(Type type, byte[] data)
{
var fields = type.GetFields().Where(f => f.IsDefined(typeof(EndianAttribute), false))
.Select(f => new
{
Field = f,
Attribute = (EndianAttribute)f.GetCustomAttributes(typeof(EndianAttribute), false)[0],
Offset = Marshal.OffsetOf(type, f.Name).ToInt32()
}).ToList();
foreach (var field in fields)
{
if ((field.Attribute.Endianness == Endianness.BigEndian && BitConverter.IsLittleEndian) ||
(field.Attribute.Endianness == Endianness.LittleEndian && !BitConverter.IsLittleEndian))
{
Array.Reverse(data, field.Offset, Marshal.SizeOf(field.Field.FieldType));
}
}
}
private static T BytesToStruct<T>(byte[] rawData) where T : struct
{
T result = default(T);
RespectEndianness(typeof(T), rawData);
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(rawData, GCHandleType.Pinned);
try
{
IntPtr rawDataPtr = handle.AddrOfPinnedObject();
result = (T)Marshal.PtrToStructure(rawDataPtr, typeof(T));
}
finally
{
handle.Free();
}
return result;
}
private static byte[] StructToBytes<T>(T data) where T : struct
{
byte[] rawData = new byte[Marshal.SizeOf(data)];
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(rawData, GCHandleType.Pinned);
try
{
IntPtr rawDataPtr = handle.AddrOfPinnedObject();
Marshal.StructureToPtr(data, rawDataPtr, false);
}
finally
{
handle.Free();
}
RespectEndianness(typeof(T), rawData);
return rawData;
}
Linqを持たない私たちの場合、置換RespectEndianness()：
private static void RespectEndianness(Type type, byte[] data) {
foreach (FieldInfo f in type.GetFields()) {
if (f.IsDefined(typeof(EndianAttribute), false)) {
EndianAttribute att = (EndianAttribute)f.GetCustomAttributes(typeof(EndianAttribute), false)[0];
int offset = Marshal.OffsetOf(type, f.Name).ToInt32();
if ((att.Endianness == Endianness.BigEndian && BitConverter.IsLittleEndian) ||
(att.Endianness == Endianness.LittleEndian && !BitConverter.IsLittleEndian)) {
Array.Reverse(data, offset, Marshal.SizeOf(f.FieldType));
}
}
}
}
これが私のバリエーションです-配列が固定サイズであると仮定して、ネストされた構造体と配列を処理します。たとえば、[MarshalAs（UnmanagedType.ByValArray、SizeConst = N）]属性でマークされています。
public static class Serializer
{
public static byte[] GetBytes<T>(T structure, bool respectEndianness = true) where T : struct
{
var size = Marshal.SizeOf(structure); //or Marshal.SizeOf<T>(); in .net 4.5.1
var bytes = new byte[size];
var ptr = Marshal.AllocHGlobal(size);
Marshal.StructureToPtr(structure, ptr, true);
Marshal.Copy(ptr, bytes, 0, size);
Marshal.FreeHGlobal(ptr);
if (respectEndianness) RespectEndianness(typeof(T), bytes);
return bytes;
}
public static T FromBytes<T>(byte[] bytes, bool respectEndianness = true) where T : struct
{
var structure = new T();
if (respectEndianness) RespectEndianness(typeof(T), bytes);
int size = Marshal.SizeOf(structure); //or Marshal.SizeOf<T>(); in .net 4.5.1
IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(size);
Marshal.Copy(bytes, 0, ptr, size);
structure = (T)Marshal.PtrToStructure(ptr, structure.GetType());
Marshal.FreeHGlobal(ptr);
return structure;
}
private static void RespectEndianness(Type type, byte[] data, int offSet = 0)
{
var fields = type.GetFields()
.Select(f => new
{
Field = f,
Offset = Marshal.OffsetOf(type, f.Name).ToInt32(),
}).ToList();
foreach (var field in fields)
{
if (field.Field.FieldType.IsArray)
{
//handle arrays, assuming fixed length
var attr = field.Field.GetCustomAttributes(typeof(MarshalAsAttribute), false).FirstOrDefault();
var marshalAsAttribute = attr as MarshalAsAttribute;
if (marshalAsAttribute == null || marshalAsAttribute.SizeConst == 0)
throw new NotSupportedException(
"Array fields must be decorated with a MarshalAsAttribute with SizeConst specified.");
var arrayLength = marshalAsAttribute.SizeConst;
var elementType = field.Field.FieldType.GetElementType();
var elementSize = Marshal.SizeOf(elementType);
var arrayOffset = field.Offset + offSet;
for (int i = arrayOffset; i < arrayOffset + elementSize * arrayLength; i += elementSize) {
RespectEndianness(elementType, data, i);
}
}
else if (!field.Field.FieldType.IsPrimitive) //or !field.Field.FiledType.GetFields().Length == 0
{
//handle nested structs
RespectEndianness(field.Field.FieldType, data, field.Offset);
}
else
{
//handle primitive types
Array.Reverse(data, offSet + field.Offset, Marshal.SizeOf(field.Field.FieldType));
}
}
}
}
この質問は素晴らしく、私を大いに助けてくれました！構造体内の配列や構造体を処理していないようですが、エンディアンチェンジャーを拡張する必要がありました。
public struct mytest
{
public int myint;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 10)]
public int[] ptime;
}
public static void SwapIt(Type type, byte[] recvbyte, int offset)
{
foreach (System.Reflection.FieldInfo fi in type.GetFields())
{
int index = Marshal.OffsetOf(type, fi.Name).ToInt32() + offset;
if (fi.FieldType == typeof(int))
{
Array.Reverse(recvbyte, index, sizeof(int));
}
else if (fi.FieldType == typeof(float))
{
Array.Reverse(recvbyte, index, sizeof(float));
}
else if (fi.FieldType == typeof(double))
{
Array.Reverse(recvbyte, index, sizeof(double));
}
else
{
// Maybe we have an array
if (fi.FieldType.IsArray)
{
// Check for MarshalAs attribute to get array size
object[] ca = fi.GetCustomAttributes(false);
if (ca.Count() > 0 && ca[0] is MarshalAsAttribute)
{
int size = ((MarshalAsAttribute)ca[0]).SizeConst;
// Need to use GetElementType to see that int[] is made of ints
if (fi.FieldType.GetElementType() == typeof(int))
{
for (int i = 0; i < size; i++)
{
Array.Reverse(recvbyte, index + (i * sizeof(int)), sizeof(int));
}
}
else if (fi.FieldType.GetElementType() == typeof(float))
{
for (int i = 0; i < size; i++)
{
Array.Reverse(recvbyte, index + (i * sizeof(float)), sizeof(float));
}
}
else if (fi.FieldType.GetElementType() == typeof(double))
{
for (int i = 0; i < size; i++)
{
Array.Reverse(recvbyte, index + (i * sizeof(double)), sizeof(double));
}
}
else
{
// An array of something else?
Type t = fi.FieldType.GetElementType();
int s = Marshal.SizeOf(t);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
SwapIt(t, recvbyte, index + (i * s));
}
}
}
}
else
{
SwapIt(fi.FieldType, recvbyte, index);
}
}
}
}
このコードは、int、float、doubleで作成された構造体でのみテストされていることに注意してください。そこに文字列があると、おそらく混乱するでしょう！