DEVMODE 结构中 C# StructLayout.Explicit 的对齐错误

Question

我正在尝试使用 EnumDisplaySettings，它使用 DEVMODE 结构作为结果结构。 DEVMODE 结构在内部使用了一些联合，这使得它在 C# 中的使用稍微复杂一些。并集用于对显示器或打印机进行编号。 StructLayout.Explicit 中的 FieldOffsets 应该可以解决使用联合的问题。

下面是从pinvoke.net复制的结构。显然，其他一些人也对这种结构有问题，并通过简单地使它们 StructLayout.Sequential 解决了联合问题，并创建了两个结构，一个用于显示，一个用于打印机。

抛出的异常发生在字段偏移量 70 上，这表明该字段未对齐或与另一个字段重叠。这就是我不明白的，当然字段可以与使用的显式布局重叠，而且字段偏移 68 之前的字段很短，不能重叠到 fieldoffset 70。这就是 Microsoft 定义的结构的工作方式。当将 fieldoffset 从 70 移动到 72 时，它起作用了。

所以我真的不想解决我的问题，但我对这里发生的事情的背景很感兴趣。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, CharSet = CharSet.Ansi)]
public struct DEVMODE3
{
    public const int CCHDEVICENAME = 32;
    public const int CCHFORMNAME = 32;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = CCHDEVICENAME)]
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(0)]
    public string dmDeviceName;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(32)]
    public Int16 dmSpecVersion;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(34)]
    public Int16 dmDriverVersion;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(36)]
    public Int16 dmSize;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(38)]
    public Int16 dmDriverExtra;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(40)]
    public uint dmFields;

    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(44)]
    Int16 dmOrientation;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(46)]
    Int16 dmPaperSize;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(48)]
    Int16 dmPaperLength;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(50)]
    Int16 dmPaperWidth;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(52)]
    Int16 dmScale;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(54)]
    Int16 dmCopies;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(56)]
    Int16 dmDefaultSource;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(58)]
    Int16 dmPrintQuality;

    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(44)]
    public POINTL dmPosition;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(52)]
    public Int32 dmDisplayOrientation;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(56)]
    public Int32 dmDisplayFixedOutput;

    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(60)]
    public short dmColor; // See note below!
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(62)]
    public short dmDuplex; // See note below!
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(64)]
    public short dmYResolution;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(66)]
    public short dmTTOption;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(68)]
    public short dmCollate; // See note below!
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(70)]
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = CCHFORMNAME)]
    public string dmFormName;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(102)]
    public Int16 dmLogPixels;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(104)]
    public Int32 dmBitsPerPel;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(108)]
    public Int32 dmPelsWidth;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(112)]
    public Int32 dmPelsHeight;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(116)]
    public Int32 dmDisplayFlags;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(116)]
    public Int32 dmNup;
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(120)]
    public Int32 dmDisplayFrequency;
}

Answer 1

70 是正确的偏移量。对于 CharSet = CharSet.Auto，它是 102，您应该始终喜欢它。

问题是代码不必要地使用了 [FieldOffset]。这不仅设置了编组结构中字段的偏移量，还降低了托管结构中字段的偏移量。

这是个大问题，70 无效，因为它会使内存中的字符串错位。 .NET 内存模型要求在 32 位模式下，引用类型引用需要对齐到 4 的倍数的地址。垃圾收集器非常讨厌未对齐的字段，对象引用需要能够自动更新和未对齐参考文献不能保证。它们可能跨越 L1 高速缓存线，这需要两个内存总线周期来设置值。导致撕裂，只能看到更新的一部分，这是一个无法调试的问题。

从 Reference Source 中删除所有 [FieldOffset] 属性或 copy/paste。另一个优点是，如果您的程序在 64 位模式下运行，您可以放心它仍然可以正常工作。

DEVMODE 结构中 C# StructLayout.Explicit 的对齐错误

Alignment error with C# StructLayout.Explicit in DEVMODE structure

c#

pinvoke

interop