將avx變數傳遞給std::function時引發bad_function_call和分段錯誤

這個問題是在寫一些計算機圖形相關的代碼時發現的，簡化版的代碼如下圖所示：

#include <bits/stdc  .h>

#define __AVX__ 1
#define __AVX2__ 1
#pragma GCC target("avx,avx2,popcnt,tune=native")
#include <immintrin.h>

namespace with_avx {
class vec {
   public:
    vec(double x = 0, double y = 0, double z = 0, double t = 0) {
        vec_data = _mm256_set_pd(t, z, y, x);
    }
    __m256d vec_data;
};
}  // namespace with_avx

namespace without_avx {
class vec {
   public:
    vec(double x = 0, double y = 0, double z = 0, double t = 0) {
        vec_data[0] = x, vec_data[1] = y, vec_data[2] = z, vec_data[3] = t;
    }
    double vec_data[4];
};
}  // namespace without_avx

#ifdef USE_AVX
using namespace with_avx;
#else
using namespace without_avx;
#endif

vec same(vec x) { return x; }
std::function<vec(vec)> stdfunc = same;

int main() { 
    vec rand_vec(rand(), rand(), rand());
    vec ret = stdfunc(rand_vec);
    std::cout<<(double)ret.vec_data[0];
}

如果我使用如下標志編譯代碼USE_AVX：

 g  -12 stdfunction_test.cpp -o ../build/unit_test -D USE_AVX -g

g 會輸出一些警告：

In file included from /usr/include/c  /12/functional:59,
                 from /usr/include/x86_64-linux-gnu/c  /12/bits/stdc  .h:71,
                 from stdfunction_test.cpp:2:
/usr/include/c  /12/bits/std_function.h: In member function ‘_Res std::function<_Res(_ArgTypes ...)>::operator()(_ArgTypes ...) const [with _Res = with_avx::vec; _ArgTypes = {with_avx::vec}]’:
/usr/include/c  /12/bits/std_function.h:587:7: note: the ABI for passing parameters with 32-byte alignment has changed in GCC 4.6
  587 |       operator()(_ArgTypes... __args) const
      |       ^~~~~~~~

然后，如果我運行代碼，有時會導致以下輸出導致分段錯誤：

[1]    12710 segmentation fault  ../build/unit_test

有時，bad_function_call 會拋出以下輸出：

terminate called after throwing an instance of 'std::bad_function_call'
  what():  bad_function_call
[1]    12678 IOT instruction  ../build/unit_test

執行此行時會出現這兩個錯誤：

vec ret = stdfunc(rand_vec);

然后我使用 gdb 進行回溯：

(gdb) bt
#0  0x00007ffff7e35521 in __cxa_throw () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc  .so.6
#1  0x00007ffff7e2c6f4 in std::__throw_bad_function_call() () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc  .so.6
#2  0x000055555555558b in std::function<with_avx::vec (with_avx::vec)>::operator()(with_avx::vec) const (this=0x7fffffffda74,
    __args#0=...) at /usr/include/c  /12/bits/std_function.h:590
#3  0x000055555555528d in main () at stdfunction_test.cpp:39

但是，如果我不添加標志，代碼將正常運行。

我認為這可能是由某種對齊問題引起的，例如警告說我只是不知道如何解決這個問題。

我的環境列在下面，希望對你有用：

• g 版本：g -12 (Ubuntu 12-20220319-1ubuntu1) 12.0.1 20220319 (experimental) [master r12-7719-g8ca61ad148f]
• 作業系統：在 WSL2 上運行的 Ubuntu-22.04

uj5u.com熱心網友回復：

在檔案中途更改目標體系結構會導致您的問題。據推測，部分std::function實作會隨著目標架構而改變。將您的編譯指示移到檔案的開頭可以解決問題：https ://godbolt.org/z/WP5ah38WP

如果您通過編譯器命令列（例如-mavx2）設定架構目標，通常會更安全，這將確保您的所有代碼都使用相同的架構編譯：https
://godbolt.org/z/z5j79c5eh 或者更好，使用-march=haswell或-march=native還要設定調整選項并啟用相關的 ISA 功能，如 BMI1/2，因為為什么 gcc 不能將 _mm256_loadu_pd 決議為單個 vmovupd？

當 AVX 可用時，傳遞 a double __attribute__((vector_size(32)))（例如）的呼叫約定會發生變化。__m256d

正如您在 Godbolt 上看到的，沒有 AVX，它通過隱藏指標（在 RDI 中）回傳到回傳值物件。假定 AVX 呼叫約定的呼叫者不會將 RDI 設定為有效指標，只需將其傳遞給 YMM0。（對于按值傳遞，在堆疊上與在 YMM0 中會導致錯誤的資料，但不會直接導致段錯誤。）

std::function成員函式是在沒有AVX的情況下定義的，因為您在此之前包含了 C 標準頭檔案pragma。但是您以后的代碼將與__m256d.

標籤：C 调试克 矢量化avx

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