内联与静态内联c

Question

以下是在 x86_64 上运行的一些简单测试，以显示使用内联语句时生成的汇编代码：

测试 1

static inline void
show_text(void)
{
  printf("Hello\n");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  show_text();
  return 0;
}

和汇编程序：

gcc -O0 -fno-asynchronous-unwind-tables -S -masm=att main.c  && less main.s

        .file   "main.c"
        .text
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "Hello"
        .text
        .type   show_text, @function
show_text:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        nop
        popq    %rbp
        ret
        .size   show_text, .-show_text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        subq    $16, %rsp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movq    %rsi, -16(%rbp)
        call    show_text
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 7.3.1 20180312"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

测试 1 结果：编译器未考虑内联建议

测试 2

与测试 1 相同的代码，但带有 -O1 优化标志

gcc -O1 -fno-asynchronous-unwind-tables -S -masm=att main.c  && less main.s

        .file   "main.c"
        .text
        .section        .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
        .string "Hello"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
        subq    $8, %rsp
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        movl    $0, %eax
        addq    $8, %rsp
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 7.3.1 20180312"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

测试 2 结果： 汇编器中不再定义 show_text 函数

测试 3 show_text 未声明为内联，-O1 优化标志

测试 3 结果： 汇编器中不再定义 show_text 函数，有或没有内联：生成的代码相同

测试 4

#include <stdio.h>
static inline void
show_text(void)
{
  printf("Hello\n");
  printf("Hello\n");
  printf("Hello\n");
  printf("Hello\n");
  printf("Hello\n");
  printf("Hello\n");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  show_text();
  show_text();
  return 0;
}

产生：

gcc -O1 -fno-asynchronous-unwind-tables -S -masm=att main.c  && less main.s

       .file   "main.c"
        .text
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "Hello"
        .text
        .type   show_text, @function
show_text:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        call    puts@PLT
        nop
        popq    %rbp
        ret
        .size   show_text, .-show_text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        subq    $16, %rsp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movq    %rsi, -16(%rbp)
        call    show_text
        call    show_text
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 7.3.1 20180312"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

测试 4 结果： show_text 在汇编程序中定义，未考虑内联建议

我了解 inline 关键字不会强制内联。但是对于 Test 1 结果，什么可以防止 show_text 在 main 中替换代码？

到目前为止，我曾经在我的 C 源代码中内联一些小的静态函数。但从这些结果来看，它似乎毫无用处。 为什么我在使用一些现代编译器（并且可能编译优化代码）时要声明我的一些小函数static inline？

Answer 1

这是 C 语言标准人员的那些有问题的决定之一...使用 inline 并不能保证内联函数...关键字仅向编译器建议该函数 可以 内联。

我与 ISO WG 就这个话题进行了长时间的交流；这遵循了 MISRA 指南，该指南要求使用 static 关键字在模块范围内声明所有 inline 函数。他们的逻辑是，可能存在编译器不需要内联函数的情况......同样，可能存在非内联函数需要具有全局范围的情况！

恕我直言，如果程序员添加了 inline 关键字，那么建议他们知道自己在做什么，并且该函数应该是内联的。

正如您所建议的，在当前形式下，inline 关键字实际上毫无意义，除非编译器认真对待它。

Answer 2

在您的第一次测试中，您禁用优化。内联是一种优化方法。不要指望它会发生。

另外，inline 关键字现在不像过去那样有效。我想说它的唯一目的是在头文件中包含函数，而不会出现关于重复符号的链接器错误（当多个 cpp 文件使用这样的头文件时）。

让你的编译器完成它的工作。只需启用优化（包括 LTO），无需担心细节。