为什么 GCC 6 假设数据是 16 字节对齐的？

Question

（很抱歉未能将我的问题简化为一个简单的失败测试用例......）

我在升级到 GCC 6.3.0 以构建我们的代码库时遇到了问题（相关标志：-O3 -m32）。

具体来说，由于 GCC 优化，我的应用程序在 struct ctor 调用中出现段错误。

在这个ctor中，GCC使用了movaps：

movaps %xmm0,0x30a0(%ebx)

movaps 要求操作数16字节对齐。但此时，%ebx 指向我的对象，该对象不一定是 16 字节对齐。来自 glibc：

“在 GNU 系统中 malloc 或 realloc 返回的块地址总是 8 的倍数（或 64 位系统中的 16）。”

因此出现段错误（使用 -O3 -m32 构建时）。

为什么 GCC 似乎假定分配的对象是 16 字节对齐的？我是不是误会了什么？

注意事项：

• 此结构没有对齐提示或属性
• 对象已通过默认 new 运算符初始化
• 取决于优化级别：
  • 通过：-m32 -O2
  • 失败：-m32 -O2 -ftree-slp-vectorize
  • 通过：-m32 -O3 -fno-tree-slp-vectorize
  • 失败：-m32 -O3

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这个其他项目，似乎也遇到了类似的问题：https://github.com/godotengine/godot/issues/4623

他们的调查指向-fvect-cost-model=dynamic。对我的代码库的调查宁愿指向-ftree-slp-vectorize。

Answer 1

编译器可能有理由认为对象的对齐方式≥ 16 字节。通过在 C++11 中使用 alignof() 运算符，可以找出编译器认为的对齐方式。 GCC 有一个扩展 __alignof__，它在 C 和更早的 C++ 版本中可用。

一个结构的对齐方式是其中任何东西的最高对齐方式，递归。那里可能有比预期更高的对齐方式。

虽然 C++11 标准保证 new 返回的内存与任何对象的“基本对齐要求”所需的值对齐，但这仅适用于标准类型和由它们构成的对象。使用 C++11 alignas() 或 __attribute__((aligned(x))) GCC 扩展来请求更高的对齐可能会超过 new 提供的。

对此的解决方案是使用std::aligned_alloc()（C++11 或更高版本）或posix_memalign()（仅限 POSIX，但 new 运算符的放置形式相结合，以在该内存中构造对象或new 和delete 的类特定运算符重载。