6.45 Встроенная функция так же быстра, как макрос ¶

Объявив функцию встроенной, вы можете направить GCC к тому, чтобы вызовы этой функции были быстрее. Один из способов, которым GCC может этого добиться, — интегрировать код этой функции в код вызывающих ее функций. Это ускоряет выполнение, устраняя накладные расходы на вызов функции; кроме того, если какие-либо фактические значения аргументов являются константами, их известные значения могут позволить упрощения во время компиляции, так что не весь код встроенной функции нужно включать. Влияние на размер кода менее предсказуемо; объектный код может быть больше или меньше с встроенной функцией, в зависимости от конкретного случая. Вы также можете направить GCC на то, чтобы попытаться интегрировать все достаточно «простые» функции в вызывающие их функции с помощью опции -finline-functions.

GCC реализует три различных семантики объявления встроенной функции. Одна доступна с -std=gnu89 или -fgnu89-inline или когда gnu_inline атрибут присутствует во всех объявлениях встроенных функций, другая — когда используется -std=c99, -std=gnu99 или опция для более поздней версии C (без -fgnu89-inline), а третья используется при компиляции C++.

Чтобы объявить функцию встроенной, используйте inline ключевое слово в её объявлении, например так:

static inline int
inc (int *a)
{
  return (*a)++;
}

Если вы пишете заголовочный файл для включения в программы ISO C90, напишите __inline__ вместо inline. См. Альтернативные ключевые слова.

Три типа встроенных функций ведут себя аналогично в двух важных случаях: когда inline ключевое слово используется для static функции, как в примере выше, и когда функция сначала объявляется без использования inline ключевого слова, а затем определяется с inline, как в этом примере:

extern int inc (int *a);
inline int
inc (int *a)
{
  return (*a)++;
}

В обоих этих распространённых случаях программа ведёт себя так же, как если бы вы не использовали inline ключевое слово, за исключением скорости.

Когда функция является одновременно встроенной и static, если все вызовы функции интегрированы в вызывающую функцию, и адрес функции никогда не используется, то собственный код ассемблера функции никогда не ссылается. В этом случае GCC фактически не выводит код ассемблера для функции, если вы не укажете опцию -fkeep-inline-functions. Если существует неинтегрированный вызов, то функция компилируется в код ассемблера как обычно. Функция также должна компилироваться как обычно, если программа ссылается на её адрес, потому что это нельзя встроить.

Обратите внимание, что некоторые использования в определении функции могут сделать её непригодной для встроенной подстановки. Среди этих использований: функции с переменным числом аргументов, использование alloca, использование вычисляемых переходов (см. Метки как значения), использование нелокального перехода, использование вложенных функций, использование setjmp, использование __builtin_longjmp и использование __builtin_return или __builtin_apply_args. Использование -Winline предупреждает, когда функция, помеченная inline, не могла быть заменена, и указывает причину неудачи.

В соответствии с ISO C++, GCC рассматривает методы, определённые внутри тела класса, как помеченные как встроенные, даже если они не явно объявлены с помощью inline ключевого слова. Вы можете переопределить это с помощью -fno-default-inline; см. Опции, управляющие диалектом C++.

GCC не встраивает никакие функции при отсутствии оптимизации, если вы не укажете атрибут «always_inline» для функции, например так:

/* Prototype.  */
inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));

Остальная часть этого раздела специфична для GNU C90 встроенных функций.

Когда встроенная функция не static, тогда компилятор должен предположить, что могут быть вызовы из других файлов; поскольку глобальная переменная может быть определена только один раз в любой программе, функция не должна быть определена в других исходных файлах, поэтому вызовы в них не могут быть интегрированы. Следовательно, не встроенная функция всегда компилируется самостоятельно обычным способом.

Если вы укажете inline и extern в определении функции, то определение используется только для встроенной функции. Ни в коем случае функция не компилируется самостоятельно, даже если вы явно ссылаетесь на её адрес. Такой адрес становится внешней ссылкой, как если бы вы только объявили функцию и не определили её.

Это сочетание inline и extern почти что эквивалентно макросу. Способ его использования заключается в том, чтобы поместить определение функции в заголовочный файл с этими ключевыми словами и поместить другую копию определения (без inline и extern) в файл библиотеки. Определение в заголовочном файле вызывает встроенность большинства вызовов функции. Если какие-либо использования функции остаются, они ссылаются на единственную копию в библиотеке.