在文件 file1.c 中，调用了在文件 file2.c 中实现的函数。
当我将 file1.o 和 file2.o 链接到可执行文件时，如果 file2 中的函数非常小，链接器是否会自动检测到函数很小并且内联它的调用？
最佳答案
除了 Jame McNellis 提到的对链接时间代码生成 (LTCG) 的支持外，GCC 工具链还支持链接时间优化。从 4.5 版开始，GCC 支持启用链接时间优化 (LTO) 的 -flto 开关，这是一种整体程序优化形式，允许它从单独的目标文件中内联函数(以及编译器可能进行的任何其他优化)如果它正在编译所有目标文件，就好像它们来自单个 C 源文件一样。
这是一个简单的例子:
测试.c:
void print_int(int x);
int main(){
print_int(1);
print_int(42);
print_int(-1);
return 0;
}
print_int.c:
#include <stdio.h>
void print_int( int x)
{
printf( "the int is %d\n", x);
}
首先使用 GCC4.5.x 编译它们 - GCC 文档中的示例使用 -O2，但为了在我的简单测试中获得可见结果，我不得不使用 -O3:
C:\temp>gcc --version
gcc (GCC) 4.5.2
# compile with preparation for LTO
C:\temp>gcc -c -O3 -flto test.c
C:\temp>gcc -c -O3 -flto print_int.c
# link without LTO
C:\temp>gcc -o test-nolto.exe print_int.o test.o
要获得 LTO 的效果，您甚至应该在链接阶段使用优化选项 - 链接器实际上调用编译器来编译编译器在上述第一步中放入目标文件的中间代码片段。如果您在此阶段也不通过优化选项，编译器将不会执行您要查找的内联。
# link using LTO
C:\temp>gcc -o test-lto.exe -flto -O3 print_int.o test.o
没有链接时间优化的版本反汇编。请注意，调用是对 print_int() 函数进行的:
C:\temp>gdb test-nolto.exe
GNU gdb (GDB) 7.2
(gdb) start
Temporary breakpoint 1 at 0x401373
Starting program: C:\temp/test-nolto.exe
[New Thread 3324.0xdc0]
Temporary breakpoint 1, 0x00401373 in main ()
(gdb) disassem
Dump of assembler code for function main:
0x00401370 <+0>: push %ebp
0x00401371 <+1>: mov %esp,%ebp
=> 0x00401373 <+3>: and $0xfffffff0,%esp
0x00401376 <+6>: sub $0x10,%esp
0x00401379 <+9>: call 0x4018ca <__main>
0x0040137e <+14>: movl $0x1,(%esp)
0x00401385 <+21>: call 0x401350 <print_int>
0x0040138a <+26>: movl $0x2a,(%esp)
0x00401391 <+33>: call 0x401350 <print_int>
0x00401396 <+38>: movl $0xffffffff,(%esp)
0x0040139d <+45>: call 0x401350 <print_int>
0x004013a2 <+50>: xor %eax,%eax
0x004013a4 <+52>: leave
0x004013a5 <+53>: ret
反汇编具有链接时间优化的版本。请注意，对 printf() 的调用是直接进行的:
C:\temp>gdb test-lto.exe
GNU gdb (GDB) 7.2
(gdb) start
Temporary breakpoint 1 at 0x401373
Starting program: C:\temp/test-lto.exe
[New Thread 1768.0x126c]
Temporary breakpoint 1, 0x00401373 in main ()
(gdb) disassem
Dump of assembler code for function main:
0x00401370 <+0>: push %ebp
0x00401371 <+1>: mov %esp,%ebp
=> 0x00401373 <+3>: and $0xfffffff0,%esp
0x00401376 <+6>: sub $0x10,%esp
0x00401379 <+9>: call 0x4018da <__main>
0x0040137e <+14>: movl $0x1,0x4(%esp)
0x00401386 <+22>: movl $0x403064,(%esp)
0x0040138d <+29>: call 0x401acc <printf>
0x00401392 <+34>: movl $0x2a,0x4(%esp)
0x0040139a <+42>: movl $0x403064,(%esp)
0x004013a1 <+49>: call 0x401acc <printf>
0x004013a6 <+54>: movl $0xffffffff,0x4(%esp)
0x004013ae <+62>: movl $0x403064,(%esp)
0x004013b5 <+69>: call 0x401acc <printf>
0x004013ba <+74>: xor %eax,%eax
0x004013bc <+76>: leave
0x004013bd <+77>: ret
End of assembler dump.
这是使用 MSVC 进行的相同实验(首先使用 LTCG):
C:\temp>cl -c /GL /Zi /Ox test.c
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 16.00.40219.01 for 80x86
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
test.c
C:\temp>cl -c /GL /Zi /Ox print_int.c
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 16.00.40219.01 for 80x86
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
print_int.c
C:\temp>link /LTCG test.obj print_int.obj /out:test-ltcg.exe /debug
Microsoft (R) Incremental Linker Version 10.00.40219.01
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
Generating code
Finished generating code
C:\temp>"\Program Files (x86)\Debugging Tools for Windows (x86)"\cdb test-ltcg.exe
Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.12.0002.633 X86
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
CommandLine: test-ltcg.exe
// ...
0:000> u main
*** WARNING: Unable to verify checksum for test-ltcg.exe
test_ltcg!main:
00cd1c20 6a01 push 1
00cd1c22 68d05dcd00 push offset test_ltcg!__decimal_point_length+0x10 (00cd5dd0)
00cd1c27 e8e3f3feff call test_ltcg!printf (00cc100f)
00cd1c2c 6a2a push 2Ah
00cd1c2e 68d05dcd00 push offset test_ltcg!__decimal_point_length+0x10 (00cd5dd0)
00cd1c33 e8d7f3feff call test_ltcg!printf (00cc100f)
00cd1c38 6aff push 0FFFFFFFFh
00cd1c3a 68d05dcd00 push offset test_ltcg!__decimal_point_length+0x10 (00cd5dd0)
00cd1c3f e8cbf3feff call test_ltcg!printf (00cc100f)
00cd1c44 83c418 add esp,18h
00cd1c47 33c0 xor eax,eax
00cd1c49 c3 ret
0:000>
现在没有 LTCG。请注意，对于 MSVC，您必须在没有 /GL 的情况下编译 .c 文件，以防止链接器执行 LTCG - 否则链接器会检测到指定了 /GL，并且它将强制使用 /LTCG 选项(嘿，这就是你第一次使用 /GL 时所说的):
C:\temp>cl -c /Zi /Ox test.c
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 16.00.40219.01 for 80x86
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
test.c
C:\temp>cl -c /Zi /Ox print_int.c
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 16.00.40219.01 for 80x86
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
print_int.c
C:\temp>link test.obj print_int.obj /out:test-noltcg.exe /debug
Microsoft (R) Incremental Linker Version 10.00.40219.01
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\temp>"\Program Files (x86)\Debugging Tools for Windows (x86)"\cdb test-noltcg.exe
Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.12.0002.633 X86
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
CommandLine: test-noltcg.exe
// ...
0:000> u main
test_noltcg!main:
00c41020 6a01 push 1
00c41022 e8e3ffffff call test_noltcg!ILT+5(_print_int) (00c4100a)
00c41027 6a2a push 2Ah
00c41029 e8dcffffff call test_noltcg!ILT+5(_print_int) (00c4100a)
00c4102e 6aff push 0FFFFFFFFh
00c41030 e8d5ffffff call test_noltcg!ILT+5(_print_int) (00c4100a)
00c41035 83c40c add esp,0Ch
00c41038 33c0 xor eax,eax
00c4103a c3 ret
0:000>
Microsoft 的链接器在 LTCG 中支持但 GCC 不支持(据我所知) 的一件事是 Profile Guided Optimization (PGO)。该技术允许 Microsoft 的链接器根据从以前的程序运行中收集的分析数据进行优化。这允许链接器执行一些操作，例如将“热门”函数收集到相同的内存页上，并将很少使用的代码序列收集到其他内存页上，以减少程序的工作集。
编辑(2011 年 8 月 28 日):GCC 使用 -fprofile-generate 和 -fprofile-use 等选项支持配置文件引导优化，但我完全不知道他们。
感谢 Konrad Rudolph 向我指出这一点。
关于链接器可以内联函数吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/55532338/