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打開Linux內核源代碼，會發現內核在定義C語言函數時，有很多都帶有“inline”關鍵字，請看下圖，那么這個關鍵字有什么作用呢？

inline關鍵字的作用

在C語言程序開發中，inline一般用于定義函數，inline函數也被稱作“內聯函數”，C99和GNUC均支持內聯函數。那么在C語言中，內聯函數和普通函數有什么不同呢？其實，從inline這個名字就應該能看出一點它的性質了——內聯函數會在它被調用的位置上展開，這一點表現的和define宏定義是非常相似的。

將被調用的函數代碼展開，操作系統就無需再在為被調用函數做申請棧幀和回收棧幀的工作，而且，由于編譯器會把被調用的函數代碼和函數本身放在一起優化，所以也有進一步優化C語言代碼，提升效率的可能。

每發生一次函數調用，操作系統就要在程序的?？臻g申請一塊內存區域（棧幀），供被調用函數使用，被調用函數執行完畢后，操作系統還要回收這些內存。

不過，天下沒有免費的午餐，C語言程序要實現內聯函數的上述特性是要付出一定的代價的。普通函數只需要編譯出一份，就可以被所有其他函數調用，而內聯函數沒有嚴格意義上的“調用”，它只是將自身的代碼展開到被調用處的，這么做無疑會使整個C語言代碼變長，也就意味著占用更多的內存空間，以及更多的指令緩存。

顯然，如果濫用內聯函數，cpu的指令緩存肯定是不夠用的，這會導致cpu緩存命中率降低，反而可能會降低整個C語言程序的效率。因此，建議把那些對時間要求比較高，且C語言代碼長度比較短的函數定義為內聯函數。如果在C語言程序開發中的某個函數比較大，又會被反復調用，并且沒有特別的時間限制，是不適合把它做成內聯函數的。

在Linux內核中，內聯函數常常使用static修飾，例如：

需要注意的是，內聯函數必須在使用之前就定義好，否則編譯器沒法把這個函數展開。Linux內核中經常像下面這樣，將內聯函數放在調用它的函數前面，請看C語言代碼：

所以，Linux內核常常把內聯函數定義在頭文件里，這樣在其他C語言代碼文件開頭包含頭文件時，能確保內聯函數在文件的最開始，無需再寫額外的聲明語句。

這也解釋了為什么Linux內核為何常常使用static修飾內聯函數，因為可以避免函數的重復定義。

前文提到內聯函數的表現有些像define宏定義，但是為了類型安全和易讀性，應優先使用內聯函數而不是復雜的宏。下面通過實例進一步分析inline內聯函數的特性。

inline內聯函數的“展開代碼”是什么意思？

使用過define寫C語言代碼的朋友應該都知道，編譯器在編譯C語言代碼時，會將define定義的宏展開，而不是像普通函數那樣使用call指令調用，例如下面這段C語言代碼：

使用gcc-E編譯這段C語言代碼，能夠得到預處理后的代碼如下，顯然define定義的宏被展開了，請看：

使用gcc-g命令編譯C語言代碼，得到可執行文件，然后調用objdump命令查看匯編代碼，得到如下結果：

從f_add()函數的匯編代碼也可以看出，程序首先將2個參數賦值給寄存器，然后使用call指令調用f_add()函數。而宏定義d_add()就簡單了，只有一行匯編代碼，這種情況下，使用define宏定義顯然效率更高。不過，宏定義沒有參數的類型檢查，使用起來不太安全，好在C語言還有inline函數，下面再定義一個inline函數，請看C語言代碼如下：

在main()函數中使用gcc-E命令查看添加inline函數后的C語言代碼預處理結果，如下：

可以看出，在預處理階段，inline函數并沒有像define宏那樣展開?，F在使用gcc-g命令編譯得到可執行文件，然后使用objdump查看匯編代碼，如下：

從匯編代碼可以看出，inline函數似乎并沒有起到作用，i_add()函數和f_add()函數的表現并沒有什么不同，繼續往上查看，發現編譯器也將i_add()函數的匯編代碼生成了，這無疑是將i_add()函數當作普通函數使用了：

怎么回事？不是說inline函數的表現和define宏相似，會將函數代碼展開嗎？其實，inline只是建議編譯器這么做，編譯器究竟會不會這么做就不一定了。這與編譯器的優化級別相關，請看下圖：

gcc的-O選項可以指定優化級別，我們上面編譯程序時沒有使用-O選項，因此編譯器執行的是默認的-O0，也即無優化編譯。那能否在-O0優化級別也使用inline函數的特性呢？當然是可以的，只需要在定義inline函數時，添加__attribute__((always_inline))即可，例如：

現在再來編譯C語言程序并查看匯編代碼，得到如下結果：

這種情況下，編譯器并沒有為i_add()函數生成響應的匯編代碼。雖然inline函數在預處理階段沒有像define宏定義那樣展開，但是在生成匯編代碼階段展開了，而且參與了調用它的代碼部分的優化，這顯然會讓整個C語言程序的效率提高。

inline函數雖然表現上很像define宏定義，但是卻并不能完全取代define宏定義，這一點在我之后的文章里會討論，敬請關注。

小結

在C語言程序開發中，建議把那些對時間要求比較高，且C語言代碼長度比較短的函數定義為inline函數，這么做常?？梢蕴嵘绦虻男?。在默認的-O0編譯優化項不能確保inline一定起作用，但是可以添加添加__attribute__((always_inline))強制編譯器對inline函數做相應的處理。因為inline函數會將自己展開，所以編譯器通常不會再為inline生成匯編代碼，不過，如果是通過函數指針的形式調用inline函數，編譯器為了獲得inline函數的地址，仍然會為其生成匯編代碼的。

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