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C/C++의 const 어레이와 static const 어레이의 차이점은 무엇입니까?

itsource 2022. 7. 2. 23:30
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C/C++의 const 어레이와 static const 어레이의 차이점은 무엇입니까?

Visual Studio 2015(Win7, x64, 디버깅 구성)에서 다음 코드를 컴파일하는 데 매우 오랜 시간(즉, 10분 이상)이 소요되었습니다.

double tfuuuuuuu(int Ind)
{
  const double Arr[600 * 258] = {3.5453, 45.234234234, 234234.234,// extends to 258 values for each line
                                // 599 lines here.....
                                };                     
  return Arr[Ind];
}

근데 제가 이 곡을 넣었을 때static키워드, 컴파일에는 0.5초가 걸렸다.

double tfuuuuuuu(int Ind)
{
  static const double Arr[600 * 258] = {3.5453, 45.234234234, 234234.234,// extends to 258 values for each line
                                // 599 lines here.....
                                };                     
  return Arr[Ind];
}

나는 그것을 알고 있습니다.static변수가 호출 간에 값을 유지하지만 배열이 다음과 같은 경우const어쨌든, 내가 더한다고 뭐가 달라지겠어?static컴파일 시간이 크게 바뀌는 이유는 무엇입니까?

편집:

실제 코드는 여기서 확인할 수 있습니다(컴파일은 디버깅모드입니다).

다음과 같이 선언된 로컬 변수static에는 실행 중인 프로그램 전체의 수명이 있으며 일반적으로 데이터 세그먼트에 저장됩니다.컴파일러는 값을 포함하는 섹션을 사용하여 이를 구현합니다.

static으로 선언되지 않은 로컬 변수는 일반적으로 스택에 존재하며 변수의 범위를 입력할 때마다 초기화해야 합니다.

의 어셈블리를 보고 있습니다.staticMSVC 2015는 다음을 출력합니다.

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.00.24215.1 

    TITLE   MyLBP.c
    .686P
    .XMM
    include listing.inc
    .model  flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

CONST   SEGMENT
?Arr@?1??tfuuuuuuu@@9@9 DQ 04060c00000000000r   ; 134   ; `tfuuuuuuu'::`2'::Arr
    DQ  03fe15efd20a7955br      ; 0.542845
    DQ  03fdf59701e4b19afr      ; 0.489834
    DQ  0bfd8e38e9ab7fcb1r      ; -0.388889
    DQ  0bfe59f22c01e68a1r      ; -0.675676
    DQ  0bfeb13b15d5aa410r      ; -0.846154
    DQ  0bfe2c2355f07776er      ; -0.586207
    DQ  03fefffffbf935359r      ; 1
    ...
    ORG $+1036128
CONST   ENDS
PUBLIC  _tfuuuuuuu
EXTRN   __fltused:DWORD
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT   SEGMENT
_Ind$ = 8                       ; size = 4
_tfuuuuuuu PROC
; File c:\users\dennis bush\documents\x2.c
; Line 4
    push    ebp
    mov ebp, esp
; Line 106
    mov eax, DWORD PTR _Ind$[ebp]
    fld QWORD PTR ?Arr@?1??tfuuuuuuu@@9@9[eax*8]
; Line 107
    pop ebp
    ret 0
_tfuuuuuuu ENDP
_TEXT   ENDS
END

gcc 4.8.5는 다음을 출력합니다.

    .file   "MyLBP.c"
    .text
    .globl  tfuuuuuuu
    .type   tfuuuuuuu, @function
tfuuuuuuu:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    cltq
    movq    Arr.1724(,%rax,8), %rax
    movq    %rax, -16(%rbp)
    movsd   -16(%rbp), %xmm0
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   tfuuuuuuu, .-tfuuuuuuu
    .section    .rodata
    .align 32
    .type   Arr.1724, @object
    .size   Arr.1724, 1238400
Arr.1724:
    .long   0
    .long   1080082432
    .long   547853659
    .long   1071734525
    .long   508238255
    .long   1071602032
    .long   2595749041
    .long   -1076305010
    .long   3223218337
    ...
    .ident  "GCC: (GNU) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-16)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

따라서 둘 다 데이터를 글로벌하게 정의하고 해당 글로벌 어레이를 직접 참조합니다.

이제 비정적 코드를 살펴보겠습니다.VSMC2015 최초:

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.00.24215.1 

    TITLE   MyLBP.c
    .686P
    .XMM
    include listing.inc
    .model  flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

PUBLIC  _tfuuuuuuu
PUBLIC  __real@3e45798ee2308c3a
PUBLIC  __real@3f40e1cf9350aa3c
PUBLIC  __real@3f43b1f90beff84b
PUBLIC  __real@3f4c6220dc6e8066
PUBLIC  __real@3f4ea4c648794089
PUBLIC  __real@3f50023666188dc0
PUBLIC  __real@3f53957e56f300e9
PUBLIC  __real@3f55235d7d33b25f
PUBLIC  __real@3f5828f66e5bd33a
PUBLIC  __real@3f5c044284dfce31
PUBLIC  __real@3f5c87c05341c674
...
EXTRN   @__security_check_cookie@4:PROC
EXTRN   __chkstk:PROC
EXTRN   _memset:PROC
EXTRN   ___security_cookie:DWORD
EXTRN   __fltused:DWORD
;   COMDAT __real@bff0000000000000
CONST   SEGMENT
__real@bff0000000000000 DQ 0bff0000000000000r   ; -1
CONST   ENDS
;   COMDAT __real@bfefffffdfc9a9ad
CONST   SEGMENT
__real@bfefffffdfc9a9ad DQ 0bfefffffdfc9a9adr   ; -1
CONST   ENDS
;   COMDAT __real@bfefffffbf935359
CONST   SEGMENT
__real@bfefffffbf935359 DQ 0bfefffffbf935359r   ; -1
CONST   ENDS
;   COMDAT __real@bfefffff9f5cfd06
CONST   SEGMENT
__real@bfefffff9f5cfd06 DQ 0bfefffff9f5cfd06r   ; -1
CONST   ENDS
;   COMDAT __real@bfefffff7f26a6b3
CONST   SEGMENT
__real@bfefffff7f26a6b3 DQ 0bfefffff7f26a6b3r   ; -1
CONST   ENDS
;   COMDAT __real@bfefffff5ef05060
CONST   SEGMENT
__real@bfefffff5ef05060 DQ 0bfefffff5ef05060r   ; -1
CONST   ENDS
...
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT   SEGMENT
_Arr$ = -1238404                    ; size = 1238400
__$ArrayPad$ = -4                   ; size = 4
_Ind$ = 8                       ; size = 4
_tfuuuuuuu PROC
; File c:\users\dennis bush\documents\x2.c
; Line 4
    push    ebp
    mov ebp, esp
    mov eax, 1238404                ; 0012e584H
    call    __chkstk
    mov eax, DWORD PTR ___security_cookie
    xor eax, ebp
    mov DWORD PTR __$ArrayPad$[ebp], eax
; Line 5
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4060c00000000000
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@3fe15efd20a7955b
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+8], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@3fdf59701e4b19af
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+16], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@bfd8e38e9ab7fcb1
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+24], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@bfe59f22c01e68a1
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+32], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@bfeb13b15d5aa410
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+40], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@bfe2c2355f07776e
    movsd   QWORD PTR _Arr$[ebp+48], xmm0
    ...
    push    1036128                 ; 000fcf60H
    push    0
    lea eax, DWORD PTR _Arr$[ebp+202272]
    push    eax
    call    _memset
    add esp, 12                 ; 0000000cH
; Line 106
    mov ecx, DWORD PTR _Ind$[ebp]
    fld QWORD PTR _Arr$[ebp+ecx*8]
; Line 107
    mov ecx, DWORD PTR __$ArrayPad$[ebp]
    xor ecx, ebp
    call    @__security_check_cookie@4
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret 0
_tfuuuuuuu ENDP
_TEXT   ENDS
END

이니셜라이저는 아직 글로벌하게 저장됩니다.단, 각 값에는 내부 이름이 지정되며 어레이 내의 각 값에 대해 2개의 이동 명령이 생성됩니다.이러한 이름과 명시적인 이동을 생성하면 코드를 생성하는 데 시간이 오래 걸립니다.

gcc 4.8.5 버전은 다음과 같습니다.

    .file   "MyLBP.c"
    .section    .rodata
    .align 32
.LC0:
    .long   0
    .long   1080082432
    .long   547853659
    .long   1071734525
    .long   508238255
    .long   1071602032
    .long   2595749041
    .long   -1076305010
    .long   3223218337
    .long   -1075470558
    ...
    .text
    .globl  tfuuuuuuu
    .type   tfuuuuuuu, @function
tfuuuuuuu:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    subq    $1238416, %rsp
    movl    %edi, -1238404(%rbp)
    leaq    -1238400(%rbp), %rax
    movl    $.LC0, %ecx
    movl    $1238400, %edx
    movq    %rcx, %rsi
    movq    %rax, %rdi
    call    memcpy                       ;   <--------------  call to memcpy
    movl    -1238404(%rbp), %eax
    cltq
    movq    -1238400(%rbp,%rax,8), %rax
    movq    %rax, -1238416(%rbp)
    movsd   -1238416(%rbp), %xmm0
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   tfuuuuuuu, .-tfuuuuuuu
    .ident  "GCC: (GNU) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-16)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

gcc는 각 값을 복사하기 위한 명시적인 명령을 생성하는 것이 아니라 호출만 합니다.memcpy글로벌 데이터에서 로컬 어레이로 값을 복사하기 때문에 초기화 코드를 생성하는 속도가 훨씬 빠릅니다.

이 이야기의 교훈은 MSVC가 지역 변수를 초기화하는 데 있어 매우 비효율적이라는 것입니다.

또, 코멘트에도 기재되어 있듯이, VS 2019에 수정 예정인 확인 버그입니다.

const아니, 아니, 비-static함수가 입력되고 선언에 도달할 때마다 함수 local을 생성해야 합니다.컴파일러는 실행 시 이 작업을 수행하기 위해 코드를 생성하는 데 시간을 소비하고 있으며, 이니셜라이저가 매우 길면 매우 힘들 수 있습니다.

반대로 말하면,static실행 시 스핀업할 필요 없이 이 폼의 초기 값을 실행 파일에 삽입할 수 있습니다.

실제로 빌드 시간(특히 1.2)에 큰 차이가 있는 경우 컴파일러의 QOI 문제처럼 들릴 수 있습니다.MB는 그렇게 많은 데이터는 아니지만, 두 개의 코드 조각은 근본적으로 다르며, "스택 위에" 존재하는 것을 위한 거대한 이니셜라이저는 일반적으로 피해야 할 것입니다.

언급URL : https://stackoverflow.com/questions/56057662/whats-the-difference-between-const-array-and-static-const-array-in-c-c

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