C언어 restrict 포인터, static 키워드

restrict 포인터

메모리 접근에 관한 최적화 기능.

Alias rule (메모리 상 같은 위치를 다른 변수로 나타낼 수 있는 규칙)에 부합하지 않는

명확한 상황이라고 판단되었을 때 메모리 위치를 확인하는 과정을 생략한다.

즉, restrict 키워드가 쓰여졌다면 각 변수가 같은 메모리 공간이 아니라는 것을 컴파일러에게 알려주는 것.

 

restrict 키워드를 쓰기 이전

void increase(int *a, int *b, int *x) 
{
    *a += *x;    // x를 역참조하여 가져온 값만큼 *a를 역참조하여 값을 증가시킴
    *b += *x;    // x를 역참조하여 가져온 값만큼 *b를 역참조하여 값을 증가시킴
}

아래와 같이 어셈블리어로 확인할 수 있다.

restrict 키워드는 c99 표준으로 -std=c99 Flag가 필요하다.

$ gcc -g -std=c99 -O3 -c increase.c
$ objdump -S increase.o

만약 인자를 아래와 같이 전달했다면,

int a = 1;
increase(&a, &a, &a);    // &a, &a, &a는 같은 공간을 가리킴

void increase(int *a, int *b, int *x)
{
    *a += *x;					// 1 + 1
   0:   8b 02                   mov    (%rdx),%eax    // x를 역참조하여 가져온 값을 eax에 저장
   2:   01 07                   add    %eax,(%rdi)    // eax의 값만큼 a를 역참조하여 값을 증가시킴
    *b += *x;					// 2 + 2
   4:   8b 02                   mov    (%rdx),%eax    // x를 역참조하여 가져온 값을 eax에 저장
   6:   01 06                   add    %eax,(%rsi)    // eax의 값만큼 b를 역참조하여 값을 증가시킴
   8:   c3                      retq
   
   // 연사의 결과 값은 4가 된다.
}

 

restrict 키워드를 쓴 이후

void increase(int *restrict a, int *restrict b, int *restrict x)
{
    *a += *x;
    *b += *x;
}

int a = 1;
int b = 1;
int x = 1;
increase(&a, &b, &x);    // &a, &b, &x는 다른 공간을 가리킴

// increase(&a, &a, &a);
// 위 주석의 경우에도, 컴파일러는 a가 다른 위치에 있는 것으로 판단하고
// 메모리 주소를 확인하지 않아 연산의 결과값이 3으로 동일하다. 따라서 사용에 주의해야 한다.

인자를 위와 같이 전달한 후,

void increase(int *restrict a, int *restrict b, int *restrict x)
{
    *a += *x;
   0:   8b 02                   mov    (%rdx),%eax
   2:   01 07                   add    %eax,(%rdi)
    *b += *x;
   4:   01 06                   add    %eax,(%rsi)
   6:   c3                      retq
   
   // 결과값은 3이 된다.
}

쓰기 이전과 비교한다면, 메모리 값을 확인하는 코드의 1줄이 줄어든 것을 확인할 수 있다.

 

static

• static (정적 전역 변수)변수는 자신이 선언된 소스 파일 안에서만 사용이 가능하다.
• static 변수는 프로그램이 시작될 때 생성되고, 프로그램이 종료될 때 사라진다.
• static 변수는 메모리의 data 영역에서 전역변수와 함께 관리된다.
• static 변수는 초기화를 하지 않아도 0으로 초기화된다.
• static 변수는 매개변수로 사용할 수 없다.
• static 변수는 외부에서 가져다 쓸 수 없다.
• 전역 변수에 static을 붙이면 변수의 범위를 파일 내로 제한하는 효과를 낸다.