.net - Cómo poner a cero la memoria asignada por Marshal.AllocHGlobal?

memory unmanaged-memory

Question

Estoy asignando memoria no administrada en mi aplicación a través de Marshal.AllocHGlobal . Luego copio un conjunto de bytes en esta ubicación y convierto el segmento de memoria resultante en una struct antes de liberar la memoria nuevamente a través de Marshal.FreeHGlobal .

Este es el método:

public static T Deserialize<T>(byte[] messageBytes, int start, int length)
    where T : struct
{
    if (start + length > messageBytes.Length)
        throw new ArgumentOutOfRangeException();

    int typeSize = Marshal.SizeOf(typeof(T));
    int bytesToCopy = Math.Min(typeSize, length);

    IntPtr targetBytes = Marshal.AllocHGlobal(typeSize);
    Marshal.Copy(messageBytes, start, targetBytes, bytesToCopy);

    if (length < typeSize)
    {
        // Zero out additional bytes at the end of the struct
    }

    T item = (T)Marshal.PtrToStructure(targetBytes, typeof(T));
    Marshal.FreeHGlobal(targetBytes);
    return item;
}

Esto funciona en su mayor parte, sin embargo, si tengo menos bytes que el tamaño de la struct , entonces los valores ''aleatorios'' se asignan a los últimos campos (estoy usando LayoutKind.Sequential en la estructura de destino). Me gustaría poner a cero estos campos colgantes de la manera más eficiente posible.

Por contexto, este código está deserializando mensajes de multidifusión de alta frecuencia enviados desde C ++ en Linux.

Aquí hay un caso de prueba fallido:

// Give only one byte, which is too few for the struct
var s3 = MessageSerializer.Deserialize<S3>(new[] { (byte)0x21 });
Assert.AreEqual(0x21, s3.Byte);
Assert.AreEqual(0x0000, s3.Int); // hanging field should be zero, but isn''t

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi, Pack = 1)]
private struct S3
{
    public byte Byte;
    public int Int;
}

Ejecutar esta prueba repetidamente hace que la segunda afirmación falle con un valor diferente cada vez.

EDITAR

Al final, utilicé la sugerencia de stackalloc unsafe ser unsafe y usar stackalloc . Esto asignó una matriz de bytes que se puso a cero según sea necesario, y un rendimiento mejorado de entre 50% y 100%, dependiendo del tamaño del mensaje (los mensajes más grandes tuvieron un mayor beneficio).

El método final terminó pareciéndose a:

public static T Deserialize<T>(byte[] messageBytes, int startIndex, int length)
    where T : struct
{
    if (length <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException("length", length, "Must be greater than zero.");
    if (startIndex < 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex", startIndex, "Must be greater than or equal to zero.");
    if (startIndex + length > messageBytes.Length)
        throw new ArgumentOutOfRangeException("length", length, "startIndex + length must be <= messageBytes.Length");

    int typeSize = Marshal.SizeOf(typeof(T));
    unsafe
    {
        byte* basePtr = stackalloc byte[typeSize];
        byte* b = basePtr;
        int end = startIndex + Math.Min(length, typeSize);
        for (int srcPos = startIndex; srcPos < end; srcPos++)
            *b++ = messageBytes[srcPos];
        return (T)Marshal.PtrToStructure(new IntPtr(basePtr), typeof(T));
    }   
}

Lamentablemente, esto todavía requiere una llamada a Marshal.PtrToStructure para convertir los bytes en el tipo de destino.

Answer 1

¿Por qué no solo comprobar si start + length está dentro de typesize ?

Por cierto: me gustaría ir unsafe aquí y utilizar un bucle for para poner a cero la memoria adicional.

Eso también te dará el beneficio de usar stackalloc que es mucho más seguro y más rápido que AllocGlobal .

Answer 2

Creo que la mejor manera de poner a cero un búfer es esto, si no quieres, o no puedes ir por el otro camino:

for(int i=0; i<buffSize; i++)
{
    Marshal.WriteByte(buffer, i, 0x00);
}

Answer 3

Esto funcionará bien en Windows:

namespace KernelPInvoke
{
    /// <summary>
    /// Implements some of the C functions declared in string.h
    /// </summary>
    public static class MemoryWrapper
    {
        [DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "CopyMemory", SetLastError = false)]
        static extern void CopyMemory(IntPtr destination, IntPtr source, uint length);

        [DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "MoveMemory", SetLastError = false)]
        static extern void MoveMemory(IntPtr destination, IntPtr source, uint length);

        [DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "RtlFillMemory", SetLastError = false)]
        static extern void FillMemory(IntPtr destination, uint length, byte fill);
    }

    var ptr = Marshal.AllocHGlobal(size);
    try
    {
        MemoryWrapper.FillMemory(ptr, size, 0);
        // further work...
    }
    finally
    {
        Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    }
}

Answer 4

Nunca antes había hecho esto en C #, pero encontré Marshal.WriteByte (IntPtr, Int32, Byte) en MSDN. Pruébalo.

Answer 5

Sí, como dijo Jon Seigel , puedes ponerlo en cero usando Marshal.WriteByte

En el siguiente ejemplo, pongo a cero el búfer antes de copiar la estructura.

if (start + length > messageBytes.Length) 
    throw new ArgumentOutOfRangeException();   
int typeSize = Marshal.SizeOf(typeof(T));    
int bytesToCopy = Math.Min(typeSize, length);   
IntPtr targetBytes = Marshal.AllocHGlobal(typeSize);  
//zero out buffer
for(int i=0; i < typeSize; i++)
{
    Marshal.WriteByte(targetBytes, i, 0);
}
Marshal.Copy(messageBytes, start, targetBytes, bytesToCopy); 

Answer 6

for(int i=0; i < buffSize / 8; i += 8 )
{
    Marshal.WriteInt64(buffer, i, 0x00);
}

for(int i= buffSize % 8 ; i < -1 ; i-- )
{
    Marshal.WriteByte (buffer, buffSize - i, 0x00);
}

Creo que lo encontrará varias veces más rápido usando wrights de 64 bits en lugar de wrights de 8 bits (que aún necesita para los últimos bytes).

Answer 7

[DllImport("kernel32.dll")]
static extern void RtlZeroMemory(IntPtr dst, int length);
...
RtlZeroMemory(targetBytes, typeSize);