C++/CLI MSIL程序集中的指针数组

Question

我正在尝试包装一些遗留的C代码,以便与在.NET Core上运行的C#一起使用.我正在使用这里给出的方法来创建一个编译为纯MSIL的C++包装器.它适用于简单的函数,但我发现如果我的代码使用指针指针或指针数组,它会因内存违规而崩溃.它经常崩溃Visual Studio,我必须重新启动所有东西,这是乏味的.

例如,以下代码将导致崩溃:

public ref class example
    {
    public:

        static void test() {
            Console::WriteLine("\nTesting pointers.");

            double a[5] = {5,6,7,8,9}; //Array.
            double *b = a; //Pointer to first element in array.

            Console::WriteLine("\nTesting bare pointers.");
            Console::WriteLine(a[0]); //Prints 5.
            Console::WriteLine(b[0]); //Prints 5.

            Console::WriteLine("\nTesting pointer-to-pointer.");
            double **c = &b;
            Console::WriteLine(c == &b); //Prints true.
            Console::WriteLine(b[0]); //Works, prints 5.
            Console::WriteLine(**c); //Crashes with memory access violation.

            Console::WriteLine("\nTesting array of pointers.");
            double* d[1];
            d[0] = b;
            Console::WriteLine(d[0] == b); //Prints false???
            Console::WriteLine(b[0]); //Works, prints 5.
            Console::WriteLine(d[0][0]); //Crashes with memory access violation.

            Console::WriteLine("\nTesting CLI array of pointers.");
            cli::array<double*> ^e = gcnew cli::array<double*> (5);
            e[0] = b;
            Console::WriteLine(e[0] == b); //Prints false???
            Console::WriteLine(b[0]); //Works, prints 5.
            Console::WriteLine(e[0][0]); //Crashes with memory access violation.
        }
}

请注意,仅使用指针不会导致任何问题.只有当存在额外的间接层时才会这样.

如果我将代码放在CLR C++控制台应用程序中,它将完全按预期工作,不会崩溃.只有在clr:pure使用.NET核心应用程序将代码编译到MSIL程序集中时才会发生崩溃.

会发生什么事？

更新1:以下是Visual Studio文件:https://app.box.com/s/xejfm4s46r9hs0inted2kzhkh9qzmjpb这是两个项目.调用MSIL程序集library,它CoreApp是一个C#控制台应用程序,它将调用库.警告,运行它时可能会使Visual Studio崩溃.

更新2:我也注意到了这一点:

        double a[5] = { 5,6,7,8,9 };
        double* d[1];
        d[0] = a;
        Console::WriteLine(d[0] == a); //Prints true.
        Console::WriteLine(IntPtr(a)); //Prints a number.
        Console::WriteLine(IntPtr(d[0])); //Prints a completely different number.

Answer 1

这看起来像是该方法生成的 IL 中的问题test。在崩溃发生时，我们正在阅读**c，并且c是本地排名第 5 的。

IL_00a5  11 05             ldloc.s      0x5
IL_00a7  4a                ldind.i4    
IL_00a8  4f                ldind.r8    
IL_00a9  28 11 00 00 0a    call         0xA000011

所以在这里我们看到 IL 说要加载 的值c，然后加载一个 4 字节有符号整数，然后将该整数视为指针并加载一个 8 字节实数类型（双精度）。

在 64 位平台上，指针应该是大小中性的或 64 位的。所以这ldind.i4是有问题的，因为底层地址是 8 个字节。由于 IL 指定仅读取 4 个字节，因此 jit 必须扩展结果以获得 8 个字节的值。这里它选择签署扩展。

library.h @ 27:
00007ffd`b0cf2119 488b45a8        mov     rax,qword ptr [rbp-58h]
00007ffd`b0cf211d 8b00            mov     eax,dword ptr [rax]
00007ffd`b0cf211f 4863c0          movsxd  rax,eax   // **** sign extend ****
>>> 00007ffd`b0cf2122 c4e17b1000      vmovsd  xmm0,qword ptr [rax]
00007ffd`b0cf2127 e854f6ffff      call    System.Console.WriteLine(Double) (00007ffd`b0cf1780)

在完整框架上运行时，您显然很幸运，因为数组地址很小并且适合 31 位或更少，因此读取 4 个字节，然后符号扩展到 8 个字节仍然给出正确的地址。但在 Core 上却没有，这就是应用程序崩溃的原因。

看来您使用 Win32 目标生成了库。如果使用 x64 目标重建它，IL 将使用 64 位加载*c：

IL_00ab:  ldloc.s    V_5
IL_00ad:  ldind.i8
IL_00ae:  ldind.r8
IL_00af:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(float64)

并且应用程序运行得很好。

看来这是 C++/CLI 中的一个功能——即使在纯模式下，它生成的二进制文件也隐式依赖于体系结构。只能/clr:safe生成与体系结构无关的程序集，并且您不能将其与此代码一起使用，因为它包含无法验证的结构（如指针）。

另请注意，.Net Core 2.x 并不支持 C++/CLI 的所有功能。这个特定的示例避免了不支持的位，但更复杂的位可能不会。