winsock2: Get port number and other information from /etc/services by service name (public domain)

NetServiceRepository.Windows.cs

// サービス名を使用して /etc/services からポート番号などを取得する
//
// Using C# to reference a port number to service name - Stack Overflow
// https://stackoverflow.com/questions/13246099/using-c-sharp-to-reference-a-port-number-to-service-name
//
// AccessViolationException when calling Marshal.PtrToStructure - Stack Overflow
// https://stackoverflow.com/questions/3618154/accessviolationexception-when-calling-marshal-ptrtostructure

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Sample
{
    /// <summary>
    /// ネットワークサービスの情報を取得するメカニズムを提供します。
    /// </summary>
    public static class NetServiceRepository
    {
        internal class NativeMethods
        {
            public const int WSADESCRIPTION_LEN = 256;

            public const int WSASYSSTATUS_LEN = 128;

            public const int WSANO_DATA = 11004;

            [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
            public struct WSAData
            {
                public short wVersion;
                public short wHighVersion;
                [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = WSADESCRIPTION_LEN + 1)] public string szDescription;
                [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = WSASYSSTATUS_LEN + 1)] public string wSystemStatus;
                public short wMaxSockets;
                public short wMaxUdpDg;
                public IntPtr dwVendorInfo;
            }

            [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
            public struct servent32
            {
                public string s_name;
                public IntPtr s_aliases;
                public short s_port;
                public string s_proto;
            }

            [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential)]
            public struct servent64
            {
                public string s_name;
                public IntPtr s_aliases;
                public string s_proto;
                public short s_port;
            }

            public static ushort MakeWord(byte low, byte high) => (ushort) ((ushort) (high << 8) | low);

            [DllImport("ws2_32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true, CharSet = CharSet.Ansi)]
            public static extern int WSAStartup(ushort wVersionRequested, out WSAData wsaData);

            [DllImport("ws2_32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
            public static extern int WSACleanup();

            [DllImport("ws2_32.dll", SetLastError = true, CharSet = CharSet.Ansi)]
            public static extern IntPtr getservbyname(string name, string proto);
        }

        /// <summary>
        /// サービスの名前からサービス情報を取得します。
        /// </summary>
        /// <param name="service">サービスの名前</param>
        /// <returns>サービス情報</returns>
        /// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="service"/> が <c>null</c> です。</exception>
        /// <exception cref="InvalidOperationException">サービスが見つかりませんでした。</exception>
        /// <exception cref="SocketException">サービスを解決するときにエラーが発生しました。</exception>
        public NetServiceEntry GetServiceByName(string service)
        {
            return GetServiceByName(service, null);
        }

        /// <summary>
        /// サービスの名前からサービス情報を取得します。
        /// </summary>
        /// <param name="service">サービスの名前</param>
        /// <param name="protocol">使用するプロトコルの名前</param>
        /// <returns>サービス情報</returns>
        /// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="service"/> が <c>null</c> です。</exception>
        /// <exception cref="InvalidOperationException">サービスが見つかりませんでした。</exception>
        /// <exception cref="SocketException">サービスを解決するときにエラーが発生しました。</exception>
        public NetServiceEntry GetServiceByName(string service, string protocol)
        {
            if (service == null)
                throw new ArgumentNullException(nameof(service));

            if (NativeMethods.WSAStartup(NativeMethods.MakeWord(2, 2), out _) != 0)
                throw new SocketException(Marshal.GetLastWin32Error());

            try
            {
                var serverEntryPtr = NativeMethods.getservbyname(service, protocol);
                if (serverEntryPtr == IntPtr.Zero)
                {
                    var errorCode = Marshal.GetLastWin32Error();
                    if (errorCode == NativeMethods.WSANO_DATA)
                        throw new InvalidOperationException(
                            $@"指定されたサービスが見つかりませんでした。 (サービス {service}, プロトコル {protocol})",
                            new SocketException(errorCode));
                    else
                        throw new SocketException(errorCode);
                }

                if (Environment.Is64BitProcess)
                {
                    var serverEntry = Marshal.PtrToStructure<NativeMethods.servent64>(serverEntryPtr);
                    return ConvertToServiceEntry(serverEntry);
                }
                else
                {
                    var serverEntry = Marshal.PtrToStructure<NativeMethods.servent32>(serverEntryPtr);
                    return ConvertToServiceEntry(serverEntry);
                }
            }
            finally
            {
                _ = NativeMethods.WSACleanup();
            }
        }

        /// <summary>
        /// アンマネージ構造体に格納されたサービス情報をマネージド型に変換します。
        /// </summary>
        /// <param name="nativeEntry">アンマネージ構造体に格納されたサービス情報</param>
        /// <returns>サービス情報</returns>
        private static NetServiceEntry ConvertToServiceEntry(NativeMethods.servent32 nativeEntry)
        {
            var name = nativeEntry.s_name;
            var aliases = (nativeEntry.s_aliases != IntPtr.Zero)
                ? PtrToStringArrayAnsi(nativeEntry.s_aliases)
                : Array.Empty<string>();
            var port = Convert.ToInt16(IPAddress.NetworkToHostOrder(nativeEntry.s_port));
            var protocolName = nativeEntry.s_proto;
            return new NetServiceEntry(name, aliases, port, protocolName);
        }

        /// <summary>
        /// アンマネージ構造体に格納されたサービス情報をマネージド型に変換します。
        /// </summary>
        /// <param name="nativeEntry">アンマネージ構造体に格納されたサービス情報</param>
        /// <returns>サービス情報</returns>
        private static NetServiceEntry ConvertToServiceEntry(NativeMethods.servent64 nativeEntry)
        {
            var name = nativeEntry.s_name;
            var aliases = (nativeEntry.s_aliases != IntPtr.Zero)
                ? PtrToStringArrayAnsi(nativeEntry.s_aliases)
                : Array.Empty<string>();
            var port = Convert.ToInt16(IPAddress.NetworkToHostOrder(nativeEntry.s_port));
            var protocolName = nativeEntry.s_proto;
            return new NetServiceEntry(name, aliases, port, protocolName);
        }

        /// <summary>
        /// ヌルで終端されたアンマネージ文字列へのポインターの配列をマネージド文字列の配列に変換します。
        /// </summary>
        /// <param name="ptr">アンマネージ文字列へのポインターの配列へのポインター</param>
        /// <returns>マネージド文字列の配列</returns>
        private static string[] PtrToStringArrayAnsi(IntPtr ptr)
        {
            var length = 0;
            while (Marshal.ReadIntPtr(IntPtr.Add(ptr, IntPtr.Size * length)) != IntPtr.Zero)
                length++;

            var values = new string[length];
            for (var i = 0; i < length; i++)
                values[i] = Marshal.PtrToStringAnsi(Marshal.ReadIntPtr(IntPtr.Add(ptr, IntPtr.Size * i)));

            return values;
        }
    }
}