一文理解｜GCC内联函数（inline）

我们都知道 inline 是用来声明内联函数的关键字，不过在嵌入式应用中，采用 GCC 编译器，往往有2种声明内联函数关键字：inline 和 __attribute __((always_inline))，它们有什么区别呢？

对编译器

1. inline : 建议编译器内联，实际是否内联由编译器决定（根据优化等级）；
2. __attribute __((always_inline))：强制编译器将函数当做内联函数；

意义：

优势：

1. 内联函数拥有更快的调用速度（减少了函数调用）；
2. 可以实现把函数代码集成到调用者处；
3. 有利于编译器优化代码，减少代码量（取决于具体情况）；

缺点：

可能导致代码量膨胀（取决于具体情况）；

用法：

1. inline

__inline__是ISO C90的写法

写法1

inline int foo(int *a)
{
  return (*a) ++;
}

写法2

inline foo(int *a);

int foo(int *a)
{
  return (*a) ++;
}

2 . __attribute __((always_inline)) 或者 __attribute__((__gnu_inline__))

适用于 gcc 编译器（参考 gcc 参考手册）

inline void foo(int a) __attribute __((always_inline));

或者

 __attribute __((always_inline)) void foo(int a);

static，extern 与 inline

static inline 表示只会是当前模块才会调用这个内联函数；

non-static inline 表示可能有其他模块会调用这个内联函数，别的模块也不能定义这个函数。

如果函数定义中，同时指定 inline 和 extern，该定义仅用于内联。函数也不会独自编译（因为已经被认为可能会被其他模块调用，会在每个调用处内联、编译）

与内联相关的所有函数属性

何时内联？

关于函数属性 always_inline，一般 inline 只有特定优化等级才会内联。而对于声明 always_inline 的函数，会一直保持内联，而且不论有没有指定优化等级。

注意 declare 和 define/definition 的区别：declare 表示声明，definition 表示定义（分配存储空间）；

gnu_inline 在gcc 4.1.3以后版本才可用， __GNUC_GNU_INLINE__ or __GNUC_STDC_INLINE__ 任一已定义才可用。

该属性应该用于同时声明为 inline 的函数。如果一个函数声明为 extern，该定义仅用于 inline。用 gnu_inline 修饰的函数，不会编译成独立函数，意思是一定会编译成内联函数。

可以用在这种情况，头文件声明加上该函数属性，而库文件（或.c文件）包含一个副本，但无需 extern，头文件的 gnu_inline 也会引起内联。

如果一个函数既不是 extern，也不是 static，函数被编译成一个独立函数，也会尽可能被内联。

不会内联的情况

关于 inline（内联） 正如 gcc 手册描述的那样（别的编译器需要查看具体的手册），gcc 不会真正内联任何函数，如果使用了 "-fno-inline" 选项，或者如果使用了 "-O0"（优化等级）。当然除此之外，gcc还有其他多种情况不会真正内联函数。

"-Winline" 选项

阻止内联

阻止inline，可以使用函数属性 __noinline__ 。即使使用了建议inline关键字修饰，__noinline__ 也会阻止真正内联。

__attribute__((__noinline__)) inline static int f(int a, int b)
{
    return (a + b);
}

main()
{
  // ..
  f(1,2) ; // 该处函数不会真正内联
}

如何判断是否内联？

可以通过查看生成的汇编代码，比如 .lst 文件，assembly文件。函数调用往往包含入栈、出栈的操作（汇编指令），而内联函数没有这些。