内联功能和C的通话费用

Question

我正在制作矢量/矩阵库。 （GCC，Arm Neon，iPhone）

typedef struct{ float v[4]; } Vector;
typedef struct{ Vector v[4]; } Matrix;

我将结构数据作为指针传递，以避免在调用功能时从数据复制中降低性能。因此，我一开始像这样设计了这样的功能：

void makeTranslation(const Vector* factor, Matrix* restrict result);

但是，如果函数是内联的，是否有任何理由将值作为性能指针传递给指针？这些变量也会被复制吗？注册和缓存怎么样？我试图这样重新设计函数：

inline Matrix makeTranslation(const Vector factor) __attribute__ ((always_inline));

您如何看待每种情况的呼叫费用？

• 我在第二个签名中添加了“ const”以反映建议。

Answer 1

当函数为内联时，通常不直接与呼叫涉及变量的复制。有时仍将变量移动并放在堆栈上，作为执行的正常部分，而不是函数调用的直接结果。 （当您用完寄存器时，某些值可能会被放在堆栈等上等...但是只有在需要时。）因此，“呼叫”的开销基本上在函数被嵌入时会消失（不再设置/拆除/拆除堆栈框架，不再有无条件的跳跃，不再推动/弹出参数。）

如果你能依靠你的 always_inline 属性为 总是 内联函数，那么您也不应通过指针传递向量（如果未修改）。这样做的原因是，通过指针将其传递需要进行向量的地址，这意味着编译器必须确保其具有地址，因此不能仅存在于CPU寄存器中。如果不需要的话，这可能会放慢速度，当您采用某物的地址时，编译器将始终确保它具有地址，因为编译器无法确定不需要地址。

由于逐个定位，此代码将始终具有获取对象地址的指令，并且至少有一个解雇以获取成员的价值。如果您通过价值传递，那么这可能仍然会发生，但是编译器可能能够优化所有这些。

不要忘记，过度使用内部会大大增加编译器二进制代码的大小。在某些情况下，具有较大的代码段（由于内联函数的结果）可能会导致更多的指令缓存失误会导致性能较慢，因为CPU不断不得不出门到主内存以获取程序的部分，因为其中一些是其中的部分太大了，无法适应小的L1缓存。这在嵌入式处理器（例如iPhone）中尤其重要，因为这些处理器通常具有小缓存。