최적화로 인한 오류를 방지하기 위해 C에서 명령문 실행 순서를 어떻게 보장할 수 있습니까?

C에서 명령문 순서 보장

배경:

문에 특정 실행 순서 적용 C에서는 프로그램 동작이 정확한 타이밍이나 초기화 순서에 따라 달라질 때 매우 중요합니다. 그러나 특히 최적화 수준 2(-O2)에서 C의 공격적인 최적화 기술은 명령문의 순서를 변경하여 잠재적으로 의도한 실행을 방해할 수 있습니다.

문제 설명:

가정 다음과 같이 특정 순서로 실행되어야 하는 일련의 명령문이 있습니다.

auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
foo();                  // Statement 2
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

컴파일러는 명령문 2가 다른 명령문과 독립적이라고 추측하여 코드를 작성하고 다음과 같이 재정렬합니다.

foo();                  // Statement 2
auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

이 재정렬로 인해 잘못된 시간 측정이 발생할 수 있습니다.

해결책:

1. 정의되지 않은 동작에 의존:

C 표준은 정의되지 않은 동작이 발생할 때 프로그램의 동작을 정의하지 않습니다. 따라서 일부 컴파일러는 초기화되지 않은 메모리에 액세스하는 등 정의되지 않은 동작으로 이어질 수 있는 최적화를 방지하는 옵션을 제공할 수 있습니다. 그러나 정의되지 않은 동작에 의존하는 것은 일반적으로 권장되지 않습니다.

2. 메모리 장벽 사용:

std::atomic_thread_fence와 같은 메모리 장벽은 컴파일러가 장벽 전체에서 특정 유형의 메모리 작업 순서를 변경하는 것을 방지할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 산술 및 논리 연산의 순서 변경을 방지하는 데는 효과적이지 않습니다.

3. 외부 도구:

Valgrind의 Memcheck와 같은 외부 도구를 사용하면 컴파일러가 예기치 않은 방식으로 명령문을 재정렬한 사례를 감지하고 보고할 수 있습니다. 그러나 이러한 도구는 애초에 재주문을 방지할 수 없습니다.

4. 불투명 데이터 구조:

불투명 액세스를 적용하는 데이터 구조는 컴파일러가 구조의 데이터와 관련된 특정 작업을 최적화하지 못하게 할 수 있습니다. 예를 들어, 기본 데이터에 액세스하기 위해 명시적인 작업이 필요한 핸들 기반 데이터 구조는 컴파일러가 핸들을 통해 볼 수 있도록 작업이 구현되지 않으면 재정렬을 방지할 수 있습니다.

5 . 컴파일러 내장 함수:

일부 컴파일러는 프로그래머가 메모리 액세스 또는 명령 실행 순서를 명시적으로 제어할 수 있는 내장 함수를 제공합니다. 예를 들어 Intel의 _mm_sfence 및 _mm_lfence 내장 함수를 사용하여 x86 어셈블리 코드에서 메모리 펜스를 설정할 수 있습니다.

6. 마이크로 벤치마킹 기법:

특정 작업의 정확한 타이밍이 중요한 마이크로 벤치마킹을 수행할 때는 컴파일러가 측정된 작업을 최적화하지 못하도록 방지하는 기술을 사용하는 것이 중요합니다. 여기에는 일반적으로 불투명한 데이터 구조를 사용하고 입력 및 출력 데이터가 최적화 프로그램에 노출되지 않도록 하는 작업이 포함됩니다.

결론:

C에서 명령문 순서를 적용하는 것은 어려울 수 있습니다. 컴파일러의 공격적인 최적화 기술로 인해. 불투명한 데이터 구조, 컴파일러 내장 함수, 마이크로 벤치마킹 기술 등 몇 가지 기술을 사용할 수 있지만 컴파일러 최적화가 프로그램의 정확성에 미칠 수 있는 영향을 신중하게 고려하는 것이 중요합니다.

위 내용은 최적화로 인한 오류를 방지하기 위해 C에서 명령문 실행 순서를 어떻게 보장할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!