c++ - 编译器内联函数有多深？

Question

假设我有一些函数，每个函数大约有两行简单的代码，它们相互调用如下: A 调用 B 调用 C 调用 D ... 调用 K。 (所以基本上这是一连串的短函数调用。)编译器通常会在调用树中内联这些函数的深度是多少？

Answer 1

这个问题没有意义。

如果您考虑内联及其后果，您就会意识到:

• 避免函数调用(所有寄存器保存/帧调整)
• 向优化器公开更多上下文(死存储、死代码、公共(public)子表达式消除...)
• 重复代码(膨胀指令缓存和可执行文件大小等)

在决定是否内联时，编译器会在产生的潜在膨胀和预期的速度增益之间进行平衡。这种平衡行为受选项影响:对于 gcc，-O3 表示优化速度，而 -Oz 表示优化大小，在内联时它们具有准相反的行为!

因此，重要的不是“嵌套级别”，而是指令的数量(可能加权，因为并非所有的都是平等的)。

这意味着一个简单的转发函数:

int foo(int a, int b) { return foo(a, b, 3); }

从内联的角度来看基本上是“透明的”。

另一方面，计算一百行代码的函数不太可能内联。除了只调用一次的 static 自由函数是准系统内联的，因为在这种情况下它不会产生任何重复。

从这两个示例中，我们可以预知启发式的行为方式:

• 函数的指令越少，内联效果越好
• 调用越少，内联效果越好

之后，它们是您应该能够设置以影响一种或另一种方式的参数(MSVC as __force_inline 强烈暗示 inling，gcc 因为它们 -finline-limit 标志以“提高”指令计数的阈值等...)

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切线:你知道部分内联吗？

它是在 4.6 的 gcc 中引入的。顾名思义，这个想法是部分内联函数。大多数情况下，当函数被“保护”并且可能(在某些情况下)几乎立即返回时，避免函数调用的开销。

例如:

void foo(Bar* x) {
  if (not x) { return; } // null pointer, pfff!

  // ... BIG BLOC OF STATEMENTS ...
}

void bar(Bar* x) {
  // DO 1
  foo(x);
  // DO 2
}

可以“优化”为:

void foo@0(Bar* x) {
  // ... BIG BLOC OF STATEMENTS ...
}

void bar(Bar* x) {
  // DO 1
  if (x) { foo@0(x); }
  // DO 2
}

当然，内联的启发式方法再次适用，但它们的应用更具歧视性!

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最后，除非您使用 WPO(整个程序优化)或 LTO(链接时间优化)，否则只有在函数的定义与调用站点位于同一 TU(翻译单元)中时才能内联函数。