如果在调试器中运行，则数据在 Visual Studio 中无法正确对齐

Question

我与 SSE 合作已经有一段时间了，我也看到了一些一致性问题。然而，这超出了我的理解范围：

无论我是否 使用 F5（调试）运行程序或 我是否在调试器之外运行它 （Ctrl+F5）！

一些背景信息： 我正在使用支持 SSE 的数据类型的包装器 - 具有重载运算符和自定义分配器（使用 _mm_malloc 和 < 重载 new 和 delete 运算符代码>_mm_free）。但在下面的示例中，我成功地进一步减少了问题，即即使我不使用自定义分配器，问题也会发生。

如下所示，在 main() 中，我在堆上动态分配了一个 TestClass 对象，其中包含一个 SSEVector 类型对象。我使用虚拟 float[2] 成员变量来稍微“错位”堆栈。

当我使用 F5 运行时，我获得以下输出：

object address 00346678
_memberVariable1 address 00346678
_sseVector address 00346688

如果我使用 Ctrl+F5 运行：

object address 00345B70
_memberVariable1 address 00345B70
_sseVector address 00345B80

如您所见，当我在调试器中运行它时，对齐方式不同（即不是 16 字节）。使用 Ctrl-F5 时对齐正确只是巧合吗？我正在将 Visual Studio 2010 与新项目一起使用（默认设置）。

如果我在堆栈上声明对象，即 TestClass myObject;，则不会出现此问题。使用 __declspec(align(16)) 也没有帮助。

我用来重现该问题的代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <xmmintrin.h>  // SSE
//#include "DynAlignedAllocator.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////
class SSEVector /*: public DynAlignedAllocator<16>*/
{
public:
    SSEVector() { }

    __m128 vec;
};

class TestClass
{
public:
    TestClass() { }

    /*__declspec(align(16))*/ float _memberVariable1 [2];
    SSEVector _sseVector;
};

//////////////////////////////////////////////////////////////
int main (void)
{
    TestClass* myObject = new TestClass;

    std::cout << "object address " << myObject << std::endl;
    std::cout << "_memberVariable1 address " << &(myObject->_memberVariable1) << std::endl;
    std::cout << "_sseVector address " << &(myObject->_sseVector) << std::endl;

    delete myObject;

    // wait for ENTER
    std::string dummy;
    std::getline(std::cin, dummy);

    return 0;
}

非常感谢任何提示或评论。提前致谢。

Answer 1

在调试器下运行时，您正在使用调试堆，这可能会影响对齐。

在环境设置中设置 _NO_DEBUG_HEAP=1，看看这是否有帮助。

请参阅例如 http://msdn.microsoft.com /en-us/library/aa366705%28v=vs.85%29.aspx

但是，使用 malloc 或 new 分配时不保证对齐。在 VS 中解决这个问题的“正确”方法是使用_aligned_malloc。

当您希望 SSEVector 作为另一个结构的成员时，您需要更改该结构的打包（使用#pragma pack），或 SSEVector 的 __declspec(align)。

请参阅align 如何与数据打包配合使用

在您的情况下会发生什么（除了看似巧合的调试器/非调试器差异）：

SSEVector 被声明为未对齐。如果直接使用_aligned_malloc分配它，它将被对齐。 TestClass 也是未对齐的，并使用默认包装。如果使用_aligned_malloc分配它，TestClass实例将正确对齐。这对您没有任何帮助，因为您希望 SSEVector 成员变量 对齐。

使用 __declspec(align) 在 SSEVector 上添加对齐要求将告诉编译器 SSEVector 堆栈变量必须对齐，和 作为结构成员的SSEVector 必须在结构/类内对齐。现在，如果您使用 _aligned_malloc 分配 TestClass，它将正确对齐。由于 declspec，结构中的 SSEVector 偏移量也正确对齐，因此 SSEVector 的绝对地址对于您的使用来说是正确的。