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- 1. What does const fn actually do?
- 2. The REAL advantages of
const fn - 3. What const fn is NOT good for
- 4. Mental model (best way to remember)
- 5. (표로 비교해서 보기) Comparison with C / C++
- 6. When you should care (based on your questions)
What are the advantages of playing const fn?
- I’ll explain what you gain by using const fn, when it matters, and when it does not, with concrete systems-level intuition (C/C++ style).
- const fn을 사용하여 얻는 것, 중요한 경우, 그렇지 않은 경우를 구체적인 시스템 수준의 직관(C/C++ 스타일)으로 설명해 드리겠습니다.
1. What does const fn actually do?|🔝|
- const fn은 실제로 무엇을 하나요?
A
const fncan be executed at compile time or at runtime.- ‘const fn’은 컴파일 시간이나 런타임에 실행될 수 있습니다.
Think of const fn as “this function is pure enough that the compiler is allowed to run it early.”
const fn을 다음과 같이 생각하세요 “이 함수는 컴파일러가 조기에 실행할 수 있을 만큼 충분히 순수합니다.”
- Example:
const fn add(a: usize, b: usize) -> usize {
a + b
}
const N: usize = add(3, 5);- The compiler literally computes
N = 8while compiling.
2. The REAL advantages of const fn|🔝|
🔹 1) Zero runtime cost (literally zero)|🔝|
- With const fn:
const STACK: Stack<i32, 64> = Stack::new();There is:
- ❌ no runtime initialization
- ❌ no constructor call
- ❌ no code executed at program start
The data already exists in the binary.
This matters in:
- kernels
- embedded
- hot-start services
- real-time systems
In C terms: this is like
.bss/.data, notmain()code.
있습니다:
- ❌ 런타임 초기화 없음
- ❌ 생성자 호출 없음
- ❌ 프로그램 시작 시 실행되는 코드 없음
데이터는 이미 바이너리에 존재합니다.
이것은 중요합니다:
- 커널
- 내장된
- 핫 스타트 서비스
- 실시간 시스템
C 용어로: 이것은 ‘메인()’ 코드가 아니라 ‘.bss’ / ‘.data’와 같습니다.
🔹 2) Enables static and const data structures|🔝|
- Without
const fn:
static S: Stack<i32, 8> = Stack::new(); // ❌ illegal- With
const fn:
static S: Stack<i32, 8> = Stack::new(); // ✅This unlocks:
- global caches
- lock-free queues
- interrupt-safe buffers
- allocator-free subsystems
In Rust, global state is intentionally hard — const fn is how you do it safely.
잠금이 해제됩니다:
- 글로벌 캐시
- 잠금 해제 대기열
- 인터럽트 안전 버퍼
- 할당자 없는 하위 시스템
Rust에서는 글로벌 상태가 의도적으로 어렵습니다 — 안전하게 수행하는 방법은 const fn입니다.
🔹 3) Stronger correctness guarantees|🔝|
🔹 3) 더 강력한 정확성 보장
If something is allowed in
const fn, then:- no heap allocation
- no I/O
- no locks
- no syscalls
- no hidden global state
This is a semantic guarantee, not just performance.
“If it compiles as const, it cannot do spooky action at a distance.”
This is stronger than
inline,#[pure], orconstexprin C++.const fn에서 어떤 것이 허용된다면:- 힙 할당 없음
- 입출력 없음
- 자물쇠 없음
- 시스콜 없음
- 숨겨진 글로벌 상태 없음
이것은 단순한 성능이 아니라 의미론적 보증입니다.
“만약 그것이 일정한 값으로 컴파일된다면, 먼 거리에서는 으스스한 행동을 할 수 없습니다.”
- 이것은 C++에서
inline,#[pure], 또는constexpr보다 더 강합니다.
🔹 4) Better optimizations (even at runtime)|🔝|
🔹 4) 더 나은 최적화(실행 시에도)
Even when called at runtime, a
const fn:- is easier to inline
- has fewer side effects
- is more aggressively constant-folded
Example:
런타임에 호출되더라도,
const fn:- 인라인이 더 쉽습니다
- 부작용이 적습니다
- 보다 공격적으로 일정한 folded을 유지합니다
예:
fn f() {
let x = Stack::<i32, 8>::new(); // compiler may still const-fold
}- The optimizer can materialize the struct directly instead of calling code.
- 옵티마이저는 코드를 호출하는 대신 구조를 직접 구현할 수 있습니다.
🔹 5) Enables type-level programming patterns|🔝|
- Rust uses const fn everywhere internally:
struct Buffer<const N: usize> {
data: [u8; N],
}- You can compute values for types:
const fn next_pow2(n: usize) -> usize {
n.next_power_of_two()
}
struct Table<const N: usize> {
data: [u8; next_pow2(N)],
}- This is impossible without
const fn.
🔹 6) Essential for embedded / no_std|🔝|
In
no_stdenvironments:- there may be no allocator
main()may not even exist- initialization order matters
const fnlets you build everything at compile time.This is why:
spin::Mutex- heapless
- embedded-hal
- OS kernels
heavily depend on const fn.
🔹 6) 임베디드 / no_std에 필수적인 요소|🔝|
no_std환경에서는:- 할당자가 없을 수 있습니다
- ‘메인 ()‘는 존재하지 않을 수도 있습니다
- 초기화 순서 문제
const fn을 사용하면 컴파일 시 모든 것을 빌드할 수 있습니다.이것이 바로 이유입니다:
spin::Mutex- 힙리스
- 내장된 할
- OS 커널
const fn에 크게 의존합니다.
3. What const fn is NOT good for|🔝|
Important to avoid cargo-culting:
❌ 1) Business logic
❌ 2) Anything involving I/O
❌ 3) Code that must run dynamically
❌ 4) Complex mutation (today)
- ‘const fn’이 좋지 않은 이유
화물 재배를 피하는 것이 중요합니다:
❌ 1) 비즈니스 논리
❌ 2) I/O와 관련된 모든 것
❌ 3) 동적으로 실행되어야 하는 코드
❌ 4) 복합 돌연변이 (오늘날)
Example anti-pattern:
const fn calculate_tax(x: f64) -> f64 { ... } // ❌ pointless- This gives no real benefit.
4. Mental model (best way to remember)|🔝|
const fnturns code into data.
If something:
- is always the same
- does not depend on runtime state
- is required early
- must exist globally
→ it belongs in
const fn.- 정신 모델 (기억하는 가장 좋은 방법)
‘const fn’은 코드를 데이터로 변환합니다.
만약 어떤 것이:
- 항상 동일합니다
- 런타임 상태에 의존하지 않습니다
- 조기에 필요합니다
- 전 세계적으로 존재해야 합니다
→ ‘const fn’에 속합니다.
5. Comparison with C / C++|🔝|
| Feature | Rust const fn | C static init | C++ constexpr |
|---|---|---|---|
| Memory safety | ✅ | ❌ | ❌ |
| Heap allowed | ❌ | ❌ | ❌ |
| Side-effect free | Enforced | Not enforced | Weakly enforced |
| Works with generics | ✅ | ❌ | Partial |
| Zero-cost guarantee | ✅ | Maybe | Maybe |
- Rust is the strictest and safest here.
6. When you should care (based on your questions)|🔝|
Given your interest in:
- lock-free structures
- channels
- static buffers
- kernel / low-level Rust
- performance
👉 const fn is not optional knowledge — it’s core.
You’re already thinking at the right abstraction level.
- 당신이 신경 써야 할 때 (질문에 근거하여)
관심을 가져주셔서 감사합니다:
- 잠금 장치가 없는 구조물
- 채널
- 정적 버퍼
- 커널 / 로우 레벨 러스트
- 성능
👉 const fn은 선택적 지식이 아니라 핵심입니다.
당신은 이미 올바른 추상화 수준에서 생각하고 있습니다.