如果在调试器中运行,则Visual Studio中的数据未正确对齐

Question

我已经和SSE合作了一段时间了,我已经看到了我的对齐问题.然而,这超出了我的理解:

无论我是使用F5(调试)运行程序还是在调试器外运行它(Ctrl + F5),我都会得到不同的对齐方式!

一些背景信息:我正在使用包装器来启用SSE数据类型 - 使用重载运算符和自定义分配器(重载new和delete运算符使用_mm_malloc和_mm_free).但是在下面的例子中,我已经设法进一步减少问题,即即使我不使用自定义分配器也会发生问题.

如下所示,在main()中,我在堆上动态分配一个TestClass对象,该对象包含一个SSEVector类型对象.我正在使用一个虚拟float[2]成员变量来"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,对齐方式是不同的(即不是16字节).使用Ctrl-F5时对齐是否正确只是巧合？我正在使用带有新项目的Visual Studio 2010(默认设置).

如果我在堆栈上声明对象,即TestClass myObject;,此问题不会出现.使用__declspec(align(16))也无济于事.

我用来重现问题的代码:

#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.

设置_NO_DEBUG_HEAP=1在您的环境设置,看看是否有所帮助.

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

但是,使用malloc或new分配时无法保证对齐.在VS中解决这个问题的"正确"方法就是使用_aligned_malloc.

如果希望SSEVector作为另一个结构的成员,则需要更改此结构的打包(使用#pragma pack)或SSEVector的__declspec(align).

请参见如何对齐数据打包

您的情况会发生什么(除了看似巧合的调试器/非调试器差异):

SSEVector宣布未对齐.如果直接使用_aligned_malloc它,它将被对齐.TestClass也是未对齐的,并使用默认打包.如果使用它进行分配_aligned_malloc,则TestClass实例将正确对齐.这根本没有帮助,因为您希望SSEVector 成员变量对齐.

上添加一个对齐要求SSEVector使用__declspec(align)会告诉编译器SSEVector堆栈变量必须对齐,并且其SSEVector作为一个结构部件必须对齐的结构/类内.现在,如果您分配TestClass使用_aligned_malloc,它将正确对齐.SSEVector由于declspec,结构中的偏移量也正确对齐,因此SSEVector的绝对地址对您的使用是正确的.