매크로 상수를 변경하기 쉽게 바꾸는 편법
globals.h 고쳐도 전체 빌드 안하기

int main()
{
  printf("%d\n", FOO + 123);

프로젝트를 진행하면 아무리 설계를 잘해도 여러 파일에서 사용되는 상수를 피할수 없다. 이때는 보통 공유하는 상수/함수 등을 모아서 별도의 헤더 파일을 만들어서 관리한다.

예를 들어 위의 코드에서는 FOO 이 상수이다. 그리고 간단하게 매크로를 이용해서 상수를 구현했다.

#define FOO 321

작은 규모에서는 이런식으로 상수를 사용해도 별 문제가 없다. 하지만 프로젝트가 커지면 심각한 문제가 생긴다.

예를 들어 현재 작업하고 있는 프로젝트를 전체 다시 빌드하면 10분 걸린다고 가정하자. 위의 프로젝트 전체에서 쓰이는 헤더파일에서 상수값 하나를 바꿔야될 일이 생겼다. 상수를 고치면 헤더파일이 바뀌었기때문에 의존성이 걸린 소스파일을 전부 다시 빌드해야된다. 상수값 하나 바꿨다고 10분이 사라진다. 상수를 바꾸고 테스트해봤는데 아무래도 잘못고친거 같은면 다시 10분을 기다려야한다.

COMPILING

상수값을 바꿔도 전체 빌드하는걸 피할수 있도록 코드를 고쳐보자.

매크로와 변수를 연결시키기

#define FOO g_foo
const int g_foo = 321;

상수를 헤더에 때려박아서 상수값을 바꿀때 헤더가 바뀌는게 문제다. 그렇다면 헤더를 고정하고 소스파일에 값을 넣으면 되지 않을까? 이렇게 하면 상수값을 바꾸면 소스 파일만 고치고 변경된 파일에 대해서만 새로 컴파일 하면된다.

  1. 전역변수, 싱글턴 등을 적절히 준비
  2. 매크로를 전역변수, 싱글턴으로 연결
  3. 상수를 사용하는 코드는 영향을 받지 않는다.

매크로와 함수를 연결시키기

일반적인 경우는 매크로와 변수를 연결하는거로 충분하다. 하지면 약간의 기능이 더 필요할때가 있다. 다음의 상황을 어떻게 구현할지 생각해보자.

  • APP_URL 이라는 상수가 있다. 상수에는 http://en.libsora.so 이 연결되어있다.
  • APP_URL 을 사용하는 곳이 한두군데가 아니다. 프로젝트 전체에서 APP_URL 상수가 사용된다.
  • 어쩌다보니 다국어 지원을 해야된다. 옵션에서 한국어로 설정하면 http://kr.libsora.so 를 써야한다.
  • 이제와서 APP_URL 상수를 사용하는곳이 너무 많아서 전부다 손보는건 좀 아닌거같은데…

APP_URL 은 상수긴 하지만 상수라고 하긴 미묘하다. 컴파일 시간에 값이 정해지지 않는다. 어떤 값이 될지는 런타임이 되어야 알수있다. 그런데 이제와서 코드를 다 뜯어고기치긴 귀찮다. 이럴때는 매크로==치환 이라는 점을 이용해서 매크로를 함수에 연결하면 된다.

#define FOO get_foo()

int get_foo();
void change_env(int env);
static int s_env = 0;
#ifdef USE_SIMPLE_VER
#include "simple_macro.h"
#endif

#ifdef USE_VARIABLE_VER
#include "variable_is_macro.h"
#endif

#ifdef USE_FUNCTION_VER
#include "function_is_macro.h"
#endif
  1. 원하는 상수값을 얻을수 있는 전역함수, 싱글턴 등을 적절히 준비
  2. 런타임에 상수를 조작할수 있는 함수를 심어둔다.
  3. 매크로를 함수에 연결
  4. 상수를 사용하는 코드는 영향을 받지 않는다.

단점

이렇게만 쓰면 만능의 기법처럼 보이지만 세상에 장점만 있는 기법이 어디 있을까? 상수가 숫자로 연결되는 것을 변수, 함수로 연결시켰기 때문에 최적화 측면에서는 불리할수 있다. 어떻게 컴파일 되는지 확인하기 위해서 clang 3.4, -O3 옵션으로 최적화시킨 어셈블리를 확인해보자.

매크로와 숫자를 연결

.Ltmp1:
	.cfi_def_cfa_offset 16
	movl	$.L.str, %edi
	movl	$444, %esi              # imm = 0x1BC
	xorl	%eax, %eax
	callq	printf

실행하고자 하는 코드는 printf("%d\n", FOO + 123); 이다. 전처리기를 거치면 FOO가 321로 바뀌어서 코드는 printf("%d\n", 321 + 123); 이 된다. 컴파일러가 적절히 최적화 해서 321 + 123 를 계산해서 코드가 printf("%d\n", 444); 로 바뀐다. 그래서 어셈블리어에는 444를 찍는 코드만 남아있다.

매크로와 변수를 연결

.Ltmp1:
	.cfi_def_cfa_offset 16
	movl	g_foo(%rip), %esi
	addl	$123, %esi
	movl	$.L.str, %edi
	xorl	%eax, %eax
	callq	printf

movl g_foo(%rip), %esi, addl $123, %esi 를 볼때 변수를 읽어서 123을 더하는 작업을 수행한다.

매크로와 함수를 연결

.Ltmp1:
	.cfi_def_cfa_offset 16
	xorl	%eax, %eax
	callq	get_foo
                                        # kill: EAX<def> EAX<kill> RAX<def>
	leal	123(%rax), %esi
	movl	$.L.str, %edi
	xorl	%eax, %eax
	callq	printf

callq get_foo, leal 123(%rax), %esi 을 볼때 함수를 호출해서 상수값을 가져온 다음에 덧셈을 수행한다.

Sample Source

define constant macro refactoring

See Also

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