inline

打开 Linux 内核源代码，会发现内核在定义C语言函数时，有很多都带有 “inline”关键字，请看下图，那么这个关键字有什么作用呢？

inline 关键字的作用

在C语言程序开发中，inline 一般用于定义函数，inline 函数也被称作“内联函数”，C99 和 GNU C 均支持内联函数。那么在C语言中，内联函数和普通函数有什么不同呢？其实，从 inline 这个名字就应该能看出一点它的性质了——内联函数会在它被调用的位置上展开，这一点表现的和 define 宏定义是非常相似的。

将被调用的函数代码展开，操作系统就无需再在为被调用函数做申请栈帧和回收栈帧的工作，而且，由于编译器会把被调用的函数代码和函数本身放在一起优化，所以也有进一步优化C语言代码，提升效率的可能。

每发生一次函数调用，操作系统就要在程序的栈空间申请一块内存区域（栈帧），供被调用函数使用，被调用函数执行完毕后，操作系统还要回收这些内存。

不过，天下没有免费的午餐，C语言程序要实现内联函数的上述特性是要付出一定的代价的。普通函数只需要编译出一份，就可以被所有其他函数调用，而内联函数没有严格意义上的“调用”，它只是将自身的代码展开到被调用处的，这么做无疑会使整个C语言代码变长，也就意味着占用更多的内存空间，以及更多的指令缓存。

显然，如果滥用内联函数，cpu 的指令缓存肯定是不够用的，这会导致 cpu 缓存命中率降低，反而可能会降低整个C语言程序的效率。因此，建议把那些对时间要求比较高，且C语言代码长度比较短的函数定义为内联函数。如果在C语言程序开发中的某个函数比较大，又会被反复调用，并且没有特别的时间限制，是不适合把它做成内联函数的。

在 Linux 内核中，内联函数常常使用 static 修饰，例如：

static inlinevoid set_value(unsignedint val)
{ 
    ...
}

需要注意的是，内联函数必须在使用之前就定义好，否则编译器没法把这个函数展开。Linux 内核中经常像下面这样，将内联函数放在调用它的函数前面，请看C语言代码：

static inlinevoid set_value(unsignedint val)
{ 
    ...
}

int test_inline()
{ 
    set_value(3);
     ...
}

所以，Linux 内核常常把内联函数定义在头文件里，这样在其他C语言代码文件开头包含头文件时，能确保内联函数在文件的最开始，无需再写额外的声明语句。

这也解释了为什么 Linux 内核为何常常使用 static 修饰内联函数，因为可以避免函数的重复定义。

前文提到内联函数的表现有些像 define 宏定义，但是为了类型安全和易读性，应优先使用内联函数而不是复杂的宏。下面通过实例进一步分析 inline 内联函数的特性。

inline内联函数的“展开代码”是什么意思？

使用过 define 写 C语言代码的朋友应该都知道，编译器在编译 C语言代码时，会将 define 定义的宏展开，而不是像普通函数那样使用 call 指令调用，例如下面这段C语言代码：

#include <stdio.h>

#define d_add(a, b) ((a)+(b))

int f_add(int a, int b)
{ 
    return a+b;
}

int main()
{ 
    int a = d_add(1, 2); 
    int b = f_add(1, 2); 
    return0;
}

使用 gcc -E 编译这段C语言代码，能够得到预处理后的代码如下，显然 define 定义的宏被展开了，请看：