c++ - 为什么 GCC 6 假设数据是 16 字节对齐的？

Question

(很抱歉未能将我的问题简化为一个简单的失败测试用例...)

我在升级到 GCC 6.3.0 以构建我们的代码库时遇到了问题(相关标志:-O3 -m32)。

具体来说，由于 GCC 优化，我的应用程序在 struct ctor 调用中出现段错误。

在这个构造函数中，GCC 使用了 movaps :

movaps %xmm0,0x30a0(%ebx)

movaps 要求操作数16 字节对齐。但此时，%ebx 指向我的对象，它不一定是 16 字节对齐。来自 glibc:

“The address of a block returned by malloc or realloc in GNU systems is always a multiple of eight (or sixteen on 64-bit systems).“

因此出现段错误(当使用 -O3 -m32 构建时)。

为什么 GCC 似乎假设分配的对象是 16 字节对齐的？我是不是误会了什么？

注意事项:

• 此结构上没有对齐提示或属性
• 对象已经通过默认的new操作符初始化
• 取决于优化级别:
  • 通过:-m32 -O2
  • 失败:-m32 -O2 -ftree-slp-vectorize
  • 通过:-m32 -O3 -fno-tree-slp-vectorize
  • 失败:-m32 -O3

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这个其他项目似乎遇到了类似的问题:https://github.com/godotengine/godot/issues/4623

他们的调查指向-fvect-cost-model=dynamic。对我的代码库的调查指向 -ftree-slp-vectorize。

Answer 1

编译器可能有理由认为对象的对齐长度≥ 16 字节。通过使用 C++11 中的 alignof() 运算符，可以找出编译器认为对齐是什么。 GCC 有一个扩展 __alignof__，它在 C 和更早的 C++ 版本中可用。

递归地，结构的对齐方式是其中任何内容的最高对齐方式。那里可能有比预期更高对齐的东西。

虽然 C++11 标准保证 new 返回的内存与任何对象的“基本对齐要求”所需的值对齐，但这仅适用于标准类型和由他们。使用 C++11 alignas() 或 __attribute__((aligned(x))) GCC 扩展来请求更高的对齐可能会超过 new提供。

对此的解决方案是使用 std::aligned_alloc()(C++11 或更高版本)或 posix_memalign()(仅 POSIX 但 < C++11) 以获得对齐的内存。这可以与 new 运算符的放置形式相结合，以在该内存中构造对象，或者与 new 和 delete 的类特定运算符重载相结合。