C++からC#への移行について、ポインタ→class変換できません。

Question

C言語で書かれているコードをC＃で再現したいのですが、
C言語初心者の為に、教えてください。
開発環境は、VS2022
x64環境で出力したDLLを使用しています。

▽▽▽C言語側▽▽▽

typedef struct {
  uint8_t data_type;       /**「RawPoint」or「SpherPoint」のType */
  uint8_t timestamp[8];        
  uint8_t data[1];              /**< Point cloud data. */
} EthPacket ;

typedef struct {
  int32_t x;            
  int32_t y;            
  int32_t z;            
  uint8_t reflectivity; 
} RawPoint;

typedef struct {
  uint32_t depth;       
  uint16_t theta;      
  uint16_t phi;         
  uint8_t reflectivity; 
} SpherPoint;

//デリゲートメソッド
void GetData(uint8_t handle, EthPacket *data, uint32_t data_num, void *client_data) {
  if (data) {
      if(data ->data_type == enumData.Raw) {
        RawPoint *p_point_data = (RawPoint *)data->data;  <-ここでは x y z reflectivityの値が入っている
      }else if ( data ->data_type == enumData.Spher) {
        SpherPoint *p_point_data = (SpherPoint *)data->data;
      }
  }
}

▽▽▽C#側▽▽▽

 [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
 public class EthPacket
 {
    public byte data_type;　　　  /**「RawPoint」or「SpherPoint」のType */　　　
     [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
     public byte[] timestamp;  
     public IntPtr data;     /**< Point cloud data. */
 }

 [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
 public class RawPoint
 {
     public int x;           
     public int y;           
     public int z;          
     public byte reflectivity; 
 }

 [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
 public class SpherPoint
 {
     public uint depth;      
     public ushort theta;     
     public ushort phi;        
     public byte reflectivity; 
 }

void GetData(byte handle, IntPtr ptr, uint data_num, IntPtr client_data)
{
   if (ptr != IntPtr.Zero)
   {
        EthPacket data = (EthPacket)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(EthPacket));
        GCHandle gch = GCHandle.Alloc(data.data, GCHandleType.Pinned);
        if (data.data_type == (byte)enumData.Raw)
        {
             RawPoint p_point_data = (RawPoint)Marshal.PtrToStructure(gch.AddrOfPinnedObject(), typeof(RawPoint));　　<-ここでは x y のみ値が入っている
        }
        else if (data.data_type == (byte)enumData.Spher
        {
             SpherPoint p_point_data = (SpherPoint)Marshal.PtrToStructure(gch.AddrOfPinnedObject(), typeof(SpherPoint));
         }
         gch.Free();
    }
}

RawPoint p_point_data = (RawPoint)Marshal.PtrToStructure(gch.AddrOfPinnedObject(), typeof(RawPoint));
でデータを確認すると、x , y のみ値が入っていますが、 Z , reflectivityのデータが0のままです。

ポインタからclassへの変換方法が間違っているのかが解からず困っています。
C++ C#への移行に詳しい方、ご教授ください。

Comments

[KOZ6.0]

なぜわざわざクラスにしているのでしょうか？
クラスでなく、構造体を使えば、Marshal.PtrToStructure で事足りる気がします。

[you_design]

KOZ6.0　さん
ありがとうございます。
public class EthPacket　→　public struct EthPacket
public class RawPoint　→　public struct RawPoint
public class SpherPoint　→　public struct SpherPoint
に変更しても結果は同じでした。。。

また、data.data = Intptr なので、
RawPoint p_point_data =(RawPoint)Marshal.PtrToStructure(data.data, typeof(RawPoint));
で良いのではと思いましたが、結果は
「System.AccessViolationException」とアクセスできませんでした。。

参照へのアクセス方法も異なるのでしょうか？

[KOZ6.0]

引数の ptr には EthPacket 構造体のアドレスが入っているのでしょうけど、どのように値をセットしているのでしょうか？
また、C++ は 32bit 前提の構造体になっていますが 32bit でコンパイルする必要は無いのでしょうか？

[you_design]

>引数の ptr には EthPacket 構造体のアドレスが入っているのでしょうけど、どのように値をセットしているのでしょうか？
値をセットいる箇所を見つけました。
一部、転記します。
void DataHandler::OnDataCallback(uint8_t handle, void *data, uint16_t size) {
EthPacket *eth_data = (EthPacket *)data;
if (eth_data == NULL) {
return;
}
if (handle >= callbacks_.size()) {
return;
}
DataCallback cb = callbacks_[handle];
switch (eth_data->data_type) {
case kRaw:
size = (size - kPrefixDataSize) / sizeof(RawPoint);
break;
case kSpherical:
size = (size - kPrefixDataSize) / sizeof(SpherPoint);
break;
default:
return;
}
if (cb) {
cb(handle, eth_data, size, client_data_[handle]); ←ここでC#側に通知k
}
}

void DataHandlerImpl::OnData(socket_t sock, void *client_data) {
struct sockaddr addr;
int addrlen = sizeof(addr);
uint8_t handle = static_cast<uint8_t>(reinterpret_cast<uintptr_t>(client_data));
if (handle > data_buffers_.size()) {
return;
}
std::unique_ptr<char[]> &buf = data_buffers_[handle];
if (buf.get() == NULL) {
buf.reset(new char[kMaxBufferSize]);
}

int size = kMaxBufferSize;
size = util::RecvFrom(sock, reinterpret_cast<char *>(buf.get()), kMaxBufferSize, 0, &addr, &addrlen);
if (size <= 0) {
return;
}
if (handler_) {
handler_->OnDataCallback(handle, buf.get(), size); ←ここでCallBack
}

>また、C++ は 32bit 前提の構造体になっていますが 32bit でコンパイルする必要は無いのでしょうか？
C++側は別の人が作ったのですが、64bit版しか無いようです。。
私に作成するノウハウがあれば良いのですが、C#側しか触ったことが無いために、C+側に手を入れる事が出来ておりません。。

[KOZ6.0]

質問は編集できますので補足情報は質問側に記述してください。
C# のコードが出てくるものと思っていましたが、C++/CLR から C# の DLL を呼び出しているんですか？
肝心の EthPacket 構造体の data メンバをセットしている箇所が見当たりませんし、64ビットのアドレスを uint8_t で保持できるのか疑問です。

[KOZ6.0]

なんだか、unsafe を使ったほうがいいような気がしてきました。
「C#でポインタを使用する方法」
https://so-zou.jp/software/tech/programming/c-sharp/grammar/type/pointer/
EthPacket は、おそらく可変長で data メンバにアドレスが入っているのではなく、これ以降 RawPoint 構造体もしくは SpherPoint 構造体が入ってくるのかなと思います。

[you_design]

>EthPacket は、おそらく可変長で data メンバにアドレスが入っているのではなく
なるほど！！
アドレスかと思いMarshal.PtrToStructureメソッドを呼んでいましたが、構造体だったのですね！！

Answer 1

これでどうでしょう？unsafe を使わない方法です。

        [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
        public struct EthPacket
        {
            public byte data_type;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
            public byte[] timestamp;
        }

        [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Explicit)]
        public struct EthPacket1
        {
            [FieldOffset(0)] public EthPacket eth;
            [FieldOffset(9)] public RawPoint raw;
        }

        [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Explicit)]
        public struct EthPacket2
        {
            [FieldOffset(0)] public EthPacket eth;
            [FieldOffset(9)] public SpherPoint spher;
        }

        [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
        public struct RawPoint
        {
            public int x;
            public int y;
            public int z;
            public byte reflectivity;
        }

        [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
        public struct SpherPoint
        {
            public uint depth;
            public ushort theta;
            public ushort phi;
            public byte reflectivity;
        }

        public enum enumData
        {
            Raw,
            Spher
        }

        void GetData(byte handle, IntPtr ptr, uint data_num, IntPtr client_data) {
            if (ptr != IntPtr.Zero) {
                EthPacket data = (EthPacket)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(EthPacket));
                if (data.data_type == (byte)enumData.Raw) {
                    EthPacket1 data1 = (EthPacket1)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(EthPacket1));
                    RawPoint p_point_data = data1.raw;
                } else if (data.data_type == (byte)enumData.Spher) {
                    EthPacket2 data2 = (EthPacket2)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(EthPacket2));
                    SpherPoint p_point_data = data2.spher;
                }
            }
        }

Comments

[you_design]

ありがとうございます！！
FieldOffsetで別けたところ、うまく取得できました。
他にも取得出来ていなかった箇所もありますので、参考にさせて頂きます。