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[ASP.net教程]UWP开发细节记录:DirectX::XMMATRIX 的坑


这两天写的代码概率性的崩溃在 XMMatrixMultiply() 函数,XMMatrixMultiply() 本身是 inline 函数可以看到崩溃处的代码:

vX = _mm_mul_ps(vX,M2.r[0]);

经查,_mm_mul_ps 是 SSE2 指令要求内存地址 16 字节对齐。猜想可能是字节未对齐引发的问题,打印出矩阵参数的地址,果然,发生崩溃时都是未对齐到 16 字节的情况。

XMMATRIX 声明中指定了对齐到 16 字节,如下:

__declspec(align(16)) struct XMMATRIX {  ...};

但是显然没起到效果,继续查发现是用到 XMMATRIX 变量被定义成了类成员变量,该类的实例是 new 出来的:

class MyClass{  XMMATRIX matrix_; };MyClass* ptr= new MyClass(); // 这里应该有一个编译警告

而 new 操作符只保证对齐到不大于 alignof(std::max_align_t)  也就是 8 字节,导致成员变量 matrix_ 也只能对齐到 8 字节。 解决方法先将成员变量 martix_ 赋值给一个局部变量,然后通过局部变量调用 XMMatrixMultiply() 函数。直接使用 new 会有一条对象可能无法对齐到 16 字节的警告信息,但因为我是用 std::make_shared 直接生成智能指针,编译器没能给出这条警告——这也是个坑,最终导致了前面的崩溃问题。

注意 XMMatrixMultiply() 的声明,第一个参数是值传参,第二个是引用传参,问题就处在引用传参上:

1 typedef const XMMATRIX FXMMATRIX2 typedef const XMMATRIX& CXMMATRIX;3 4 inline XMMATRIX XM_CALLCONV XMMatrixMultiply (FXMMATRIX M1, CXMMATRIX M2); //注意第二个参数是引用传参

MSDN 中对 XMMatrixMultiply 函数的声明和实际代码并不一致:

XMMATRIX XMMatrixMultiply( [in] XMMATRIX M1, [in] XMMATRIX M2);

如果真的两个参数都是值传参也就没有字节对齐的问题了。

最终结论:XMMATRIX 结构体要求 16 字节对齐,只能用作局部变量或全局变量——在静态存储区或栈上分配内存可以确保 align(16) 声明有效,永远不要用 new 分配堆内存,也不要用作类成员变量;如果需要在成员变量中保存矩阵可以用 DirectX::XMFLOAT4X4 ,使用时再转换为 XMMATRIX 。

 

顺便吐槽一下,MSDN 以前被称为写得最好的开发文档是当之无愧的,现在只能呵呵了。最近两年新增的文档(比如 UWP 和 DX11 的文档)明显敷衍了事,函数说明经常一句话了事,看文档和直接对着函数声明猜用法都没什么区别了,这次居然还出现了函数声明不一致的情况,这样下去吃枣药丸哪。