SIMD和动态内存分配[重复]

Posted 2023-02-16

【中文标题】SIMD和动态内存分配[重复]

【英文标题】：SIMD and dynamic memory allocation [duplicate]

【发布时间】：2012-10-03 16:37:39

【问题描述】：

可能重复：SSE, intrinsics, and alignment

我是 SIMD 编程的新手，所以如果我问一个明显的问题，请原谅。

我进行了一些试验，结果想将 SIMD 值存储在动态分配的结构中。

代码如下：

struct SimdTest

    __m128      m_simdVal;

    void setZero()
    
        __m128 tmp = _mm_setzero_ps(); 
        m_simdVal = tmp; // <<--- CRASH ---
    
;

TEST( Plane, dynamicallyAllocatedPlane )

    SimdTest* test = new SimdTest();

    test->setZero();

    delete test;

当执行带有 CRASH 注释的方法时，代码会崩溃，并出现以下异常：

Unhandled exception at 0x775315de in test-core.exe: 0xC0000005: Access violation reading location 0x00000000

有人可以解释一下为什么赋值操作会中断，以及应该如何动态分配包含 SIMD 的对象以使其正常工作？

我需要补充一点，如果我静态实例化 SimdTest 对象并调用 setZero 方法，一切正常。

谢谢， 帕克萨斯

【问题讨论】：

看起来你是最新的错位受害者。 new 没有充分对齐 16 个字节。

在外面的某个地方一定有一个很好的副本。

是的——肯定是这样。当我将自定义分配器添加到将分配的内存地址与 16 字节边界对齐的类时，一切都开始正常工作了。

尝试：__declspec(align(16)) SimdTest * test = ...

@stark 不，那宁愿对齐指针变量本身，这不是必需的，它是分配的内存，其地址分配给需要对齐的指针。

【参考方案1】：

它死了，因为结构没有对齐。 CRT 分配器只承诺与 8 对齐，此处需要 16。您需要在 MSVC 上使用 _aligned_malloc() 来获得正确对齐的堆分配内存。

有两种方法。由于这是一个 POD 结构，您可以直接转换：

#include <malloc.h>
...
    SimdTest* test = (SimdTest*)_aligned_malloc(sizeof SimdTest, 16);
    test->setZero();
    _aligned_free(test);

或者您可以覆盖结构的新/删除运算符：

struct SimdTest

    void* operator new(size_t size)  return _aligned_malloc(size, 16); 
    void operator delete(void* mem)  return _aligned_free(mem); 
    // etc..
;

【讨论】：

附带说明，这些重载的实现通常还有更多内容，其他new/delete 版本也应该有重载（同样还有std::allocator 的特化）。我知道你知道这一点，只是为了向其他读者评论，所以无论如何都要 +1。

【参考方案2】：

MSDN 声明 _m128 自动对齐 16 个字节，而不是 __m128，而是 _m128。但无论如何我猜其他人是对的，因为我记得有两种移动指令，一种用于对齐的 movAps，一种用于未对齐的 - movUps。首先需要 16b 对齐，其他不需要。不知道编译器是否能够同时使用两者，但我尝试过这种 _m128 类型。

其实有专门的型号：_M128A。

【讨论】：

我认为不存在 _m128 或 _M128A 类型。而__m128 自动对齐到 16 个字节，但这并不总是有效（例如，在进行动态分配时）。

__m128 类型（是的，它是 __m128 而不是 _m128，我从来没有听说过）如果在堆栈上分配（例如作为自动变量）是正确对齐的。但这在动态分配它们时无济于事（例如使用new）。