问题描述

我有两个函数从__m256拷贝数据到float *再转到unsigned char，其中一个是单通道的，一个是三通道的，代码如下

typedef __m256 __m256f;
// 单通道版本
void _mm256_store_ps_to8(__m256f &_f256, unsigned char *p8, int &index, int &nMax)
{
    float *p = new float[8];
    _mm256_store_ps(p, _f256);
    for (size_t i = 0; i < 8; i++)
    {
        p8[MIN(nMax, index + i)] = static_cast<unsigned char>(p[i]);
    }
    delete[] p;
}

//3通道版本
void _mm256_store_ps_to8x3(__m256f &_f256_R, __m256f &_f256_G, __m256f &_f256_B,
                           unsigned char *p8, int &index, int &nMax)
{
    int nm = nMax * 3;
    int ni = index * 3;
    float *pR = new float[8];
    float *pG = new float[8];
    float *pB = new float[8];

    _mm256_store_ps(pR, _f256_R);
    _mm256_store_ps(pG, _f256_G);
    _mm256_store_ps(pB, _f256_B);
    for (size_t i = 0; i < 8; i++)
    {
        p8[MIN(nm, ni + i * 3 + 2)] = static_cast<unsigned char>(pR[i]);
        p8[MIN(nm, ni + i * 3 + 1)] = static_cast<unsigned char>(pG[i]);
        p8[MIN(nm, ni + i * 3)] = static_cast<unsigned char>(pB[i]);
    }
    delete[] pR;
    delete[] pG;
    delete[] pB;
}

其中单通道的方法能够正常工作，但是3通道就不行。会在_mm256_store_ps(pG, _f256_G);这一行报出Segmentation fault (core dumped)。

有效的解决方案

将原本的new的行改成如下即可

    size_t alignment = alignof(__m256f);
    float * pR = (float *) aligned_alloc(alignment, sizeof(float) * 8);
    float * pG = (float *) aligned_alloc(alignment, sizeof(float) * 8);
    float * pB = (float *) aligned_alloc(alignment, sizeof(float) * 8);

补充关于aligned_alloc

以下内容来源于aligned_alloc()函数-C/C++

函数签名

void *aligned_alloc(size_t alignment, size_t size);

函数定义在stdlib.h中
第一个参数alignment规定了分配空间的起始地址对齐的位置，由于地址是二进制的因此alignment也必须是2的整数次方．
比如时，分配地址的低8位为00000000．时，分配地址的低10位为0000000000．
第二个参数size为分配的具体空间大小．规定size必须为alignment的整数倍．

使用方法
一般来讲分配的空间会大于实际需要的空间．由于不知道要分配数据类型在系统中的大小所以会将size = alignment * sizeof(数据类型)．这就导致了分配空间大于实际需要的空间．
aligned_alloc()一般使用在intel的AVX指令集中，从内存中初始化向量．下面举两个例子说明如何使用该函数．

1. 分配int数组空间

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    int *p1 = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
    printf("default-aligned addr:   %p\n", (void*)p1);
    free(p1);

    int *p2 = (int *)aligned_alloc(1024, 1024 * sizeof(int));
    printf("1024-byte aligned addr: %p\n", (void*)p2);
    free(p2);
}

第一个例子给int数组分配了一段空间，可以从结果看到aligned_alloc()分配的空间起始地址对齐了0x7fffcbf35800，运行结果见下：

default-aligned addr:   0x7fffdd5c6260
1024-byte aligned addr: 0x7fffdd5c7400

2. 用aligned_alloc()分配的空间初始化向量

#include <immintrin.h>
#include "print.h"

int main()
{
    // 用float指针初始化向量
    int i;
    // 这个地方实际上多申请的很多空间
    float *aligned_float = (float *)aligned_alloc(32, 8 * 8 * sizeof(float));
    // 给申请的空间赋值
    for (i = 0; i < 8; ++i) aligned_float[i] = (float)(i) + 1;
    // 使用对齐的内存空间初始化AVX中的向量
    __m256 float_vec = _mm256_load_ps(aligned_float);

    return 0;
}