MOVAPS 访问未对齐的地址

Question

出于某种原因，我的一个函数正在调用带有未对齐参数的 SSE 指令 movaps，这会导致崩溃。它发生在函数的第一行，其余部分只是为了发生崩溃，但为了清楚起见被省略了。

Vec3f CrashFoo(
    const Vec3f &aVec3,
    const float  aFloat,
    const Vec2f &aVec2)
{
    const Vec3f vecNew =
        Normalize(Vec3f(aVec3.x, aVec3.x, std::max(aVec3.x, 0.0f)));

    // ...
}

这是我在调试主程序中调用它的方式：

int32_t main(int32_t argc, const char *argv[])
{
    Vec3f vec3{ 0.00628005248f, -0.999814332f, 0.0182171166f };
    Vec2f vec2{ 0.947231591f, 0.0522233732f };
    float floatVal{ 0.010f };

    Vec3f vecResult = CrashFoo(vec3, floatVal, vec2);

    return (int32_t)vecResult.x;
}

这是从 CrashFoo 函数开始到它崩溃的行的反汇编：

00007FF7A7DC34F0  mov         rax,rsp  
00007FF7A7DC34F3  mov         qword ptr [rax+10h],rbx  
00007FF7A7DC34F7  push        rdi  
00007FF7A7DC34F8  sub         rsp,80h  
00007FF7A7DC34FF  movaps      xmmword ptr [rax-18h],xmm6  
00007FF7A7DC3503  movss       xmm6,dword ptr [rdx]  
00007FF7A7DC3507  movaps      xmmword ptr [rax-28h],xmm7  
00007FF7A7DC350B  mov         dword ptr [rax+18h],0  
00007FF7A7DC3512  mov         rdi,r9  
00007FF7A7DC3515  mov         rbx,rcx  
00007FF7A7DC3518  movaps      xmmword ptr [rax-38h],xmm8  
00007FF7A7DC351D  movaps      xmmword ptr [rax-48h],xmm9  
00007FF7A7DC3522  movaps      xmmword ptr [rax-58h],xmm10  
00007FF7A7DC3527  lea         rax,[rax+18h]  
00007FF7A7DC352B  xorps       xmm8,xmm8  
00007FF7A7DC352F  comiss      xmm8,xmm6  
00007FF7A7DC3533  movaps      xmmword ptr [rax-68h],xmm11

我的理解是，它首先执行通常的函数调用操作，然后通过将一些 SSE 寄存器 (xmm6-xmm11) 的当前内容保存到堆栈中来开始准备 playground，因此它们可以被后续代码自由使用。 xmm* 寄存器一个接一个地存储到从 [rax-18h] 到 [rax-68h] 的地址，这些地址从 rax=0xe4d987f788 开始很好地对齐到 16 个字节，但在 xmm11 寄存器之前被存储后，rax 增加了 18h，这打破了导致崩溃的对齐方式。 xorps 和 comiss 行是实际代码开始的地方（std::max 与 0 的比较）。当我删除 std::max 时，它运行良好。

您认为这种行为有什么原因吗？

附加信息

我上传的 small compilable example 在我的 Visual Studio 中崩溃了，但在 IDEone 中没有。

代码在 Visual Studio 2013 Update 5（x64 版本，v120）中编译。我已将项目的 "Struct Member Alignment" 设置设置为 16 字节，但几乎没有改进，并且在我使用的结构中没有打包 pragma。错误信息是：

First-chance exception at 0x00007ff7a7dc3533 in PG3Render.exe: 0xC0000005: Access violation reading location 0xffffffffffffffff.

Answer 1

gcc 和 clang 都很好，可以为您的示例制作不会崩溃的非矢量化代码。（当然，我正在为 Linux SysV ABI 进行编译，其中 none 的矢量 reg 是调用者保存的，因此它们不会生成代码来保存 xmm{6..15}堆叠在第一位。）

您的 IDEone link 也没有表现出崩溃，所以 IDK。我有一些在线编译和运行站点可以选择 MSVC。如果您的程序使用 system 到运行自身的反汇编程序，您甚至可以从中获取 asm。 :P

您发布的 asm 输出保证崩溃，对于任何可能的值 rax:

00007FF7A7DC3522  movaps      xmmword ptr [rax-58h],xmm10  
00007FF7A7DC3527  lea         rax,[rax+18h]  
...
00007FF7A7DC3533  movaps      xmmword ptr [rax-68h],xmm11

考虑到LEA，第二个store地址是[init_rax-50h]，与前面的store只相差8B。一个或另一个会出错。 这似乎是一个您应该报告的编译器错误。

我不知道为什么你的编译器会使用 lea 而不是 add rax, 18h。它在用 comiss

破坏标志之前就这样做了

MOVAPS 访问未对齐的地址

MOVAPS accesses unaligned address

c++

sse

memory-alignment

disassembly

visual-studio-2013

附加信息