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<div style='display: inline'> <h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>.NET 8 - 함수 포인터에 대한 Reflection 정보 조회</h1> <p> 문서를 보면,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Reflection improvements ; <a target='tab' href='https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/core/whats-new/dotnet-8#reflection-improvements'>https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/core/whats-new/dotnet-8#reflection-improvements</a> </pre> <br /> .NET 5/C# 9.0에 추가되었던 함수 포인터에 대해,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > C# 9.0 - (6) 함수 포인터(Function pointers) ; <a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12374'>https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12374</a> </pre> <br /> Reflection 대응이 가능해졌다고 합니다. 예제를 위해,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > C++의 inline asm 사용을 .NET으로 포팅하는 방법 ; <a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1267'>https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1267</a> </pre> <br /> 저 글의 CPUID를 구하는 코드를 (기존의 System.Delegate를 사용하던 방식 대신) 함수 포인터를 이용해 다음과 같이 처리해 보겠습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public class SystemInfo { // ...[생략]... <span style='color: blue; font-weight: bold'>delegate* unmanaged[Cdecl]<byte*, void> _cpuIdFunc;</span> public SystemInfo() { byte[] codeBytes = (IntPtr.Size == 4) ? x86CpuIdBytes : x64CpuIdBytes; _codePointer = VirtualAlloc(IntPtr.Zero, new UIntPtr((uint)codeBytes.Length), AllocationType.COMMIT | AllocationType.RESERVE, MemoryProtection.EXECUTE_READWRITE ); Marshal.Copy(codeBytes, 0, _codePointer, codeBytes.Length); <span style='color: blue; font-weight: bold'>_cpuIdFunc = (delegate* unmanaged[Cdecl]<byte*, void>)_codePointer;</span> } // ...[생략]... } </pre> <br /> .NET 7까지는 "delegate* unmanaged[Cdecl]<byte*, void>" 타입은 단순히 포인터에 불과했지만, .NET 8부터는 함수 포인터 타입으로써의 정보를 구할 수 있게 바뀐 것인데요, 그렇다고 해서 _cpuIdFunc 필드에 대고 GetType을 할 수는 없습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Type type = _cpuIdFunc.GetType(); // 컴파일 오류: CS1061 // 또는, Type type = typeof(_cpuIdFunc); // 컴파일 오류 </pre> <br /> 대신 delegate 정의에 대해 직접 타입을 구하거나,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Type type = <span style='color: blue; font-weight: bold'>typeof(delegate* unmanaged[Cdecl, SuppressGCTransition]<byte*, void>)</span>; </pre> <br /> 클래스의 멤버 필드로 조회해 타입을 구할 수 있습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > <span style='color: blue; font-weight: bold'>FieldInfo fieldType</span> = <span style='color: blue; font-weight: bold'>typeof(SystemInfo)</span>.GetField( <span style='color: blue; font-weight: bold'>nameof(SystemInfo._cpuIdFunc)</span>, BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance); Type type = fieldType.FieldType; </pre> <br /> 특이한 점은, 타입으로써의 Name도 없고 BaseType도 없다는 점입니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Console.WriteLine(type.IsClass); // True (타입이긴 해도!) Console.WriteLine(type.FullName ?? "(null)"); // (null) Console.WriteLine(type.BaseType ?? "(null)"); // (null) Console.WriteLine(type); // System.Void(System.Byte*) </pre> <br /> 단지 해당 타입이 포인터라는 점과,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Console.WriteLine(type.IsFunctionPointer); // True Console.WriteLine(type.IsUnmanagedFunctionPointer); // True Console.WriteLine(type.IsPointer); // False (그렇다고 해서 포인터는 아니라는!) </pre> <br /> "함수"를 가리키기 때문에 그에 대한 매개변수 정보, 반환값 정보를 구할 수 있도록 했습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Console.WriteLine(type.GetFunctionPointerReturnType()); // System.Void (반환 타입) foreach (Type parameterType in type.GetFunctionPointerParameterTypes()) // 매개변수 타입 { Console.WriteLine($"Parameter type: {parameterType}"); // Parameter type: System.Byte* } </pre> <br /> 재미있는 점은, delegate* 타입에 부여한 calling convention 정보를 가져오기 위해 Type이 아닌, FieldInfo의 (.NET 8에 새롭게 추가된) <a target='tab' href='https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.reflection.fieldinfo.getmodifiedfieldtype'>GetModifiedFieldType 메서드</a>를 통해서만 가능하다는 점입니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > FieldInfo fieldInfo = typeof(SystemInfo).GetField( nameof(SystemInfo._cpuIdFunc), BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance); Type type = fieldInfo.FieldType; Type modifiedType = <span style='color: blue; font-weight: bold'>fieldInfo.GetModifiedFieldType();</span> Console.WriteLine(type == modifiedType); // False Console.WriteLine(type == modifiedType.UnderlyingSystemType); // True foreach (Type callConv in <span style='color: blue; font-weight: bold'>modifiedType.GetFunctionPointerCallingConventions()</span>) { Console.WriteLine($"Calling convention: {callConv}"); // Calling convention: System.Runtime.CompilerServices.CallConvCdecl } </pre> <br /> 결국, "delegate*"로부터 구한 타입의 경우에는 그 안에 Calling convention에 대한 정보가 있음에도 불구하고 그 정보를 구할 수 없다는 요상한 경우가 나옵니다. <br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Type type = typeof(delegate* unmanaged[<span style='color: blue; font-weight: bold'>Cdecl</span>]<byte*, void>); Console.WriteLine($"{type.GetFunctionPointerCallingConventions().Length}"); // 0 </pre> <br /> 마찬가지로, 매개변수에 대한 접근자 정보 역시 GetModifiedFieldType으로 구한 타입으로만 조회할 수 있습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > // 제가 만든 예제 코드에서는 modifier가 없으므로 결과가 없습니다. var modifiers = <span style='color: blue; font-weight: bold'>modifiedType.GetFunctionPointerParameterTypes</span>()<span style='color: blue; font-weight: bold'>[0]</span>.GetRequiredCustomModifiers(); foreach (Type modreq in modifiers) // [0] 번째 인자의 modifier를 열거 { Console.WriteLine($"Required modifier for first parameter: {modreq}"); } </pre> <br /> <hr style='width: 50%' /><br /> <br /> 사실 개인적으로는, 함수 포인터의 Reflection 조회 자체에 대해서는 별로 관심은 없었고, 해당 문서를 보면서 보게 된 코드가 더 흥미로웠습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public delegate* unmanaged<span style='color: blue; font-weight: bold'>[Cdecl, SuppressGCTransition]</span><in int, void> _fp; </pre> <br /> 처음 C# 9에서 함수 포인터 구문을 접했을 땐,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > delegate* managed<int, int, int> p1 = null; delegate* unmanaged<span style='color: blue; font-weight: bold'>[Stdcall]</span><int, int, int> p2 = null; </pre> <br /> 저렇게 "[", "]" 대괄호 안에 올 수 있는 것은 특별히 Calling Convention에 한해서 가능한 거라고 생각했는데요, 실제로는 마치 특성(Attribute)처럼 지정할 수 있다는 것이 흥미로웠습니다.<br /> <br /> 그런데, 저기에 지정된 Stdcall같은 타입들은 실제로 단순히 class로만 정의돼 있는 것이 맞습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public class CallConvCdecl { public CallConvCdecl() { } } public class CallConvFastcall { public CallConvFastcall() { } } public class CallConvStdcall { public CallConvStdcall() { } } </pre> <br /> 게다가, 함께 지정 가능한 SuppressGCTransition은 특성이 맞습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > [AttributeUsage(AttributeTargets.Method, Inherited = false)] public sealed class SuppressGCTransitionAttribute : Attribute { public SuppressGCTransitionAttribute() { } } </pre> <br /> 오호~~~ 그렇다면 아마도 마이크로소프트 측은 처음부터 저 구문에 특성을 지정할 수 있게 만들지는 않았을 거로 보이는데요, 테스트를 위해 .NET 5 프로젝트를 만들어 다음의 코드를 컴파일해 보면,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > using System; namespace ConsoleApp1 { internal unsafe class Program { delegate* unmanaged[Cdecl, <span style='color: blue; font-weight: bold'>SuppressGCTransition</span>]<byte*, void> _cpuIdFunc; // 컴파일 오류 static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Hello World!"); } } [AttributeUsage(AttributeTargets.Method, Inherited = false)] public sealed class SuppressGCTransitionAttribute : Attribute // .NET 6부터 정의됐으므로 일부러 추가 { public SuppressGCTransitionAttribute() { } } } </pre> <br /> 이런 오류가 발생합니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > error CS8890: Type 'CallConvSuppressGCTransition' is not defined. </pre> <br /> 즉, 이름 규칙을 "CallConv" 접두사를 붙인 것들만 허용한 것입니다. 그렇다고 해서 CallConvSuppressGCTransition 타입을 정의해도 여전히 오류는 발생합니다. 이거저거 테스트해 보면, 결국 .NET 6부터 delegate*에 지정 가능한 특성(?)은 기존에 정의된 Calling Convention 타입들과 특별히 SuppressGCTransition 특성만 지정하도록 제한돼 있는 것을 알 수 있습니다. (일례로, .NET 8.0에서도 AttributeTargets.Method인 사용자 정의 특성을 설정하면 컴파일 오류가 발생합니다.)<br /> <br /> 뭐랄까, 약간 하드 코딩을 했다는 느낌마저 드는데요, 그렇다고 해도 저런 코드를 작성하게 된 것은 환영할 만합니다.<br /> <br /> 왜냐하면, delegate* + <a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13401'>SuppressGCTransition</a> 조합이야말로 닷넷 세계에서 현존하는 Native API 호출 방식 중 가장 빠른 유형이기 때문입니다.<br /> <br /> (<a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=2120&boardid=331301885'>첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함</a>합니다.)<br /> </p><br /> <br /><hr /><span style='color: Maroon'>[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]</span> </div>
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