在构造函数中复制 __m256d 会导致段错误

Question

下面的代码是导致我在代码中看到的错误的简化案例。当我手动调用A(const A&) 的构造函数时，一切都很好，但是当我尝试将一个vector<A> 复制到另一个时，我在A(const A& in) : vec(in.vec) {} 行出现段错误。

为什么会发生这种情况，我该如何处理我的代码？

编辑：所以我通过 @mpromonet 添加了代码，它现在运行完成，但是 1. 它要慢得多（超过 3 倍）和 2. 当我使用 -pg 编译以找出原因时，调用 _mm256_add_pd 时出现段错误。

#include <immintrin.h>
#include <vector>
using std::vector;


struct A {
    union {
        struct {
            double a, b, c;
        };
        __m256d vec;
    };

    A() : a(0), b(0), c(0) {}
    A(const A& in) : vec(in.vec) {}
};

int main() {
    vector<A> e(10);
    vector<A> b;
    b = e;
}

编辑： 这段代码在我的程序中占了大部分时间。使用g++ --std=c++11 -ffast-math -march=native -O3 -fno-inline -g -pg 编译。请参阅下面的调用图。我有一个Electron 对象数组，其中包含两个用__attribute__((aligned(32))) 声明的Vector 对象。为了使数组对齐，我这样做了

Electron* data_orig = new Electron[s+3]; 
Electron* data = (Electron*)((void*)data_orig + 64 - (size_t)data_orig % 64);

没有 AVX

struct Vector {
    double x;
    double y;
    double z;

    Vector(double a, double b, double c) :
        x(a), y(b), z(c)
        {}

    Vector(const Vector& u) :
        x(u.x), y(u.y), z(u.z)
        {}


    Vector(const UnitVector& u);


    Vector operator*=(const double m) { x*=m; y*=m; z*=m; return *this; }
    Vector operator+=(const Vector& in) {
        x+=in.x; y+=in.y; z+=in.z;
        return *this;
    }
    ostream& operator<<(ostream& os) {
        os << "x:" << x << " y:" << y << " z:" << z;
        return os;
    }

};
Vector::Vector(const UnitVector& u) :
        x(u.x*u.mag), y(u.y*u.mag), z(u.z*u.mag)
        {}

使用 AVX

struct Vector {
    union {
        struct {
            double x;
            double y;
            double z;
        };
        __m256d vec __attribute__ ((aligned (32)));
    };

    Vector(double a, double b, double c) :
        x(a), y(b), z(c)
        {}

    Vector(const Vector& in) : vec(in.vec) {}
    //: x(in.x), y(in.y), z(in.z) {}


    Vector(const UnitVector& u);

    Vector operator*=(const double m) {
        vec = _mm256_mul_pd(vec, _mm256_set1_pd(m));
        return *this;
    }

    Vector operator+=(const Vector& in) {
        vec = _mm256_add_pd(vec, in.vec);
        return *this;
    }
    ostream& operator<<(ostream& os) {
        os << "x:" << x << " y:" << y << " z:" << z;
        return os;
    }

};
Vector::Vector(const UnitVector& u) { vec = _mm256_mul_pd(u.vec, _mm256_set1_pd(u.mag));}

Answer 1

问题在于您系统的分配器不保证 32B 对齐，而您的编译器假设 __m256d 类型。

听起来您的目标是 clang？如果是这样，请执行以下操作：

typedef double __attribute__((vector_size(32),aligned(16))) m256d_unaligned;

然后在你的结构定义中使用这个：

m256d_unaligned vec;

告诉编译器不要假设向量是对齐的。 （如果您使用的系统甚至不能保证 16B 对齐 - 不太可能 - 您可能需要进一步减少对齐参数）。

一种更具侵入性（但可能更高效）的解决方案是使用自定义分配器，以保证需要它的类型的 32B 对齐。