c++ - 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)));

    // ...
}

这就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，然后通过保存一些 SSE 寄存器的当前内容(xmm6-xmm11)开始准备 playground入栈，以便后续代码可以自由使用。 xmm* 寄存器依次存储到从[rax-18h] 到[rax-68h] 的地址，它们很好地对齐到自 rax=0xe4d987f788 以来 16 个字节，但在存储 xmm11 寄存器之前，rax 增加了 18h，这会破坏对齐，从而导致崩溃。 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

我上传了一个 small compilable example这在我的 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 个字节，但几乎没有改进，而且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，其中没有一个 vector regs 是调用者保存的，所以他们没有生成代码来首先将 xmm{6..15} 保存在堆栈上。)

您的 IDEone 链接也没有显示崩溃，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 在自身上运行反汇编程序，您甚至可以从中获取 asm。 :P

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对于 rax 的任何可能值，您发布的 asm 输出保证崩溃:

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

考虑到 LEA，第二个存储地址是 [init_rax-50h]，与前面的存储仅相差 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