Есть некая структура, преобразовывается в массив байт, далее необходимо сделать покрытие тестами данные упаковки и распаковки на локальной машине. Все бы ничего, но иногда случается так, что необходимо полностью сверить массив fixed byte UserData[4192]
на факт повреждения данных при передачи через сеть. Тут случаются следующие проблемы, хотелось бы сравнить полностью все байты содержащиеся в пакете с данными. Попытки обратиться к byte*
через []
не дают такого сделать, описывая это тем что необходимо использовать выражение fixed
. При попытке копировать указатель в выражении fixed
:
for (int i = 0; i < endPacket.PacketSize; i++)
{
fixed (byte* id = endPacket.UserData)
{
fixed (byte* d = _packet.UserData)
{
Assert.AreEqual(id[i], d[i]);
}
}
}
error CS0213: Получить адрес фиксированного выражения с помощью оператора fixed невозможно.
Что само себе противоречит выдавая ошибки если его не использовать, т.е. обращаться так:
for (int i = 0; i < endPacket.PacketSize; i++)
{
Assert.AreEqual(_packet.UserData[i], endPacket.UserData[i]);
}
При этом, если поместить указатель на структуру в выражение fixed
вот так:
fixed (Network.Packet* ptr = &_packet)
{
for (int i = 0; i < endPacket.PacketSize; i++)
{
Assert.AreEqual(ptr->UserData[i], endPacket.UserData[i]);
}
}
то все прекрасно работает.
Почему так происходит, и почему только так можно обращаться к данным содержащимся в структуре?
Структура:
public enum PacketType
{
Voice,
Text,
Command,
Exit
}
public unsafe struct Packet
{
public PacketType PacketType;
public bool IsPartial;
public fixed byte UserData[MaxBufferSize];
public readonly int PacketSize;
public const int MaxBufferSize = 4192;
public Packet(PacketType packetType, byte[] userMessage, out int bufferOutSize)
{
int userMessageSize = userMessage.Length;
PacketSize = userMessageSize > MaxBufferSize ? MaxBufferSize : userMessageSize;
bufferOutSize = PacketSize;
IsPartial = userMessageSize > MaxBufferSize;
PacketType = packetType;
fixed (Packet* a = &this)
{
for (int i = 0; i < PacketSize; i++)
{
a->UserData[i] = userMessage[i];
}
}
#if DEBUG // Для теста на случай провала
for (int i = 0; i < PacketSize; i++)
{
Debug.WriteLine($"UserData[{i}] = {UserData[i]}");
}
#endif
}
}
Upd: Имеется решение костылем, для упаковки распаковки структуры, т.к. Marshal.PtrToStruct
а так же Marshal.StructToPtr
не дали необходимых результатов:
Структура:
public enum PacketType
{
Voice,
Text,
Command,
Exit
}
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public unsafe struct Packet
{
[FieldOffset(0)] private readonly int _packetType;
[FieldOffset(4)] private readonly bool _isPartial;
[FieldOffset(8)] private readonly int _packetSize;
[FieldOffset(12)] private fixed byte _userData[4192];
/// <exception cref="IndexOutOfRangeException"></exception>
internal byte this[int i]
{
get
{
if (i > _packetSize)
{
throw new IndexOutOfRangeException(
$"Max value of index cannot be greater than value of PacketSize. Current value is {PacketSize}");
}
byte data;
fixed (void* self = &this)
{
data = Marshal.ReadByte(new IntPtr(self), 12 + i);
}
return data;
}
set
{
fixed (void* self = &this)
{
Marshal.WriteByte(new IntPtr(self), 12 + i, value);
}
}
}
public PacketType Type
{
get
{
PacketType result;
fixed (void* self = &this)
{
result = Marshal.ReadInt32(new IntPtr(self), 0).To<PacketType>();
}
return result;
}
internal set
{
fixed (void* self = &this)
{
Marshal.WriteInt32(new IntPtr(self), 0, (int) value);
}
}
}
public int PacketSize
{
get
{
int result;
fixed (void* self = &this)
{
result = Marshal.ReadInt32(new IntPtr(self), 8);
}
return result;
}
internal set
{
fixed (int* data = &_packetSize)
{
*data = value;
}
}
}
public bool IsPartial
{
get
{
bool result;
fixed (void* self = &this)
{
result = Marshal.ReadInt32(new IntPtr(self), 4) == 1;
}
return result;
}
internal set
{
fixed (bool* data = &_isPartial)
{
*data = value;
}
}
}
public Packet(PacketType packetType, byte[] userMessage, out int bufferOutSize)
{
int userMessageSize = userMessage.Length;
_packetSize = userMessageSize > 4192 ? 4192 : userMessageSize;
bufferOutSize = _packetSize;
_isPartial = userMessageSize > 4192;
_packetType = packetType.To<int>();
for (int i = 0; i < _packetSize; i++)
{
this[i] = userMessage[i];
}
}
}
Да, выглядит сумбурно и странно, но такая работа с памятью гарантирует мне что упаковка и распаковка данных произойдет корректно.
Расширения упаковки/распаковки структуры:
public static class Extensions
{
public static T To<T>(this object self)
{
return (T) self;
}
public static unsafe byte[] Zip(ref this Packet obj)
{
const int size = 4 + 4 + 4 + 4192;
byte[] bytes = new byte[size];
IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(size);
try
{
Marshal.WriteInt32(ptr, 0, obj.Type.To<int>());
Marshal.WriteInt32(ptr, 4, obj.IsPartial ? 1 : 0);
Marshal.WriteInt32(ptr, 8, obj.PacketSize);
for (int i = 0; i < obj.PacketSize; i++)
{
Marshal.WriteByte(ptr, 12 + i, obj[i]);
}
Marshal.Copy(ptr, bytes, 0, size);
}
catch (Exception exception)
{
Marshal.FreeHGlobal(ptr);
throw exception;
}
Marshal.FreeHGlobal(ptr);
return bytes;
}
public static Packet Unzip(this byte[] bytes)
{
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned);
IntPtr ptr = handle.AddrOfPinnedObject();
try
{
Packet theStructure = new Packet
{
Type = Marshal.ReadInt32(ptr, 0).To<PacketType>(),
IsPartial = Marshal.ReadInt32(ptr, 4) == 1,
PacketSize = Marshal.ReadInt32(ptr, 8)
};
for (int i = 0; i < theStructure.PacketSize; i++)
{
theStructure[i] = Marshal.ReadByte(ptr, 12 + i);
}
handle.Free();
return theStructure;
}
catch (Exception exception)
{
handle.Free();
throw exception;
}
}
}
Надеюсь есть решения таких задач попроще :)
endPacket.UserData
имеет типfixed array
, то есть его не нужно дополнительно фиксировать._packet
являетсяvoid*
указателем по аналогии сС
, его надозакастить
в какой-нибудь тип, а вС#
это делается черезfixed
в том числе. Типичное приведение к типу, на мой взгляд._packet
является структурой с перегруженным индексатором.