Question

我有一个mat4类，一个使用sse内在函数的4x4矩阵。此类使用_MM_ALIGN16对齐，因为它将矩阵存储为一组__m128。问题是，当我声明atomic<mat4>时，我的编译器对我大吼：

f:\program files (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\atomic(504): error C2719: '_Val': formal parameter with __declspec(align('16')) won't be aligned

当我尝试将与_MM_ALIGN16对齐的任何类作为函数的参数传递时（不使用const &），这是我得到的相同错误。

如何声明mat4类的原子版？

Answer 1

MSC编译器从未支持x86堆栈上的参数超过4个字节的对齐，并且没有解决方法。

您可以通过编译

自行验证

struct A { __declspec(align(4)) int x; }; 
void foo(A a) {}

对，

// won't compile, alignment guarantee can't be fulfilled
struct A { __declspec(align(8)) int x; };

对，

// __m128d is naturally aligned, again - won't compile
struct A { __m128d x; };

MSC通常由以下内容解除，

您无法指定功能参数的对齐方式。

align (C++)

并且您无法指定对齐方式，因为MSC编写者希望保留决定对齐的自由，

x86编译器使用不同的方法来对齐堆栈。通过   默认情况下，堆栈是4字节对齐的。虽然这是空间   高效，你可以看到有一些数据类型需要   8字节对齐，并且为了获得良好的性能，16字节   有时需要对齐。编译器可以在某些上确定   场合，即动态8字节堆栈对齐   有益的 - 特别是当堆栈上有双值时。

编译器以两种方式执行此操作。首先，编译器可以使用   链接时代码生成（LTCG），由用户指定时   编译和链接时间，生成完整的调用树   程序。有了它，它可以确定调用树的区域在哪里   8字节堆栈对齐将是有益的，并且它确定   呼叫站点，其中动态堆栈对齐获得最佳回报。该   当函数在堆栈上加倍时使用第二种方法，但是，   无论出于何种原因，尚未进行8字节对齐。编译器   应用启发式（随着每次迭代而改进）   编译器）确定该函数是否应该是动态的   8字节对齐。


Windows Data Alignment on IPF, x86, and x64

因此，只要您将MSC与32位平台工具集一起使用，这个问题就不可避免了。

x64 ABI明确指出了对齐，定义了一些大小的非平凡结构或结构作为指针参数传递。这在Section 3.2.3 of the ABI中有详细说明，MSC必须实现这一点才能与ABI兼容。

路径1：使用其他Windows编译器工具链：GCC或ICC。

路径2：转移到64位平台MSC工具集

路径3：使用std::atomic<T>将用例减少到T=__m128d，因为可以跳过堆栈并直接在XMM寄存器中传递变量。 < / p>

Answer 2

atomic<T>可能有一个构造函数，它将T的副本作为(formal) parameter传递。例如，在与GCC 4.5打包的atomic标头中：

97: atomic(_Tp __i) : _M_i(__i) { }

这是有问题的，原因与任何其他具有内存对齐类型作为参数的函数完全相同：函数跟踪堆栈中的内存对齐数据会非常复杂和缓慢。

即使编译器允许，这种方法也会incur a significant performance penalty。假设您正在尝试优化速度，我将实现一种不太精细的内存访问方法。在执行一系列计算时锁定对大块内存的访问，或者明确地设计程序，以便线程永远不会尝试访问同一块内存。

Answer 3

我在MSVC中使用Agner Fog's vectorclass遇到了类似的问题。问题发生在32位模式下。如果您在64位模式释放模式下编译，我认为您不会遇到此问题。在Windows和Unix中，堆栈上的所有变量在64位模式下都与16字节对齐，但不一定在32位模式下。在编写时错误的手册中，他写了

“错误C2719：带__declspec的形式参数（对齐（'16'））将不会对齐”。 Microsoft编译器无法将向量作为函数参数处理。该最简单的解决方案是将参数更改为const引用，例如： Vec4f my_function（Vec4f const＆amp; x）{ ......}

因此，如果在将类传递给函数时使用const引用（如上所述），它也应该在32位模式下工作。

编辑：基于此Self-contained, STL-compatible implementation of std::vector我认为你可以使用“瘦包装”。像。的东西。

template <typename T>
struct wrapper : public T
{
    wrapper() {}
    wrapper(const T& rhs) : T(rhs) {}
};

struct __declspec(align(64)) mat4
{
    //float x, y, z, w;
};

int main()
{
    atomic< wrapper<mat4> > m;  // OK, no C2719 error
    return 0;
}

Answer 4

我不自称理解__declspec(align(foo))应该如何运作，但是this standard C++ program compiles and runs fine in gcc & clang using alignas(16)：

struct alignas(16) mat4 {
    float some_floats[4][4];
};

std::atomic<mat4> am4;
static_assert(alignof(decltype(am4)) == 16,
              "Jabberwocky is killing user.");

int main() {
    static const mat4 foo = {{
        { 1, 2, 3, 4 },
        { 1, 2, 3, 4 },
        { 1, 2, 3, 4 },
        { 1, 2, 3, 4 }
    }};
    am4 = foo;
}

将std :: atomic与对齐的类一起使用

4 个答案: