高效的C編程之： 函數調用

14.9.4嵌套優化

一個函數如果在其結束時調用了另一個函數，則編譯器使用B指令調轉到被調用函數，而非BL指令。這樣就避免了一級不必要的函數返回。圖14.3顯示了嵌套優化的調用過程。

圖14.3嵌套優化函數調用過程

當編譯時使用-O1或-O2選項時，編譯器都執行這種嵌套優化。需要注意的是，當函數中引用了局部變量地址，由于指針別名問題的影響，即使函數在返回時調用了其他函數，編譯器也不會使用嵌套優化。

下面通過一個例子來分析嵌套優化是如何提高代碼執行效率的。

externintfunc2(int);

intfunc1(inta,intb)

{if(a>b)

return(func2(a-b));

else

return(func2(b-a));

}

編譯后的代碼如下所示。

func1

CMPa1,a2

SUBLEa1,a2,a1

SUBGTa1,a1,a2

Bfunc2

首先，func1中使用B指令代替BL指令，不用擔心lr寄存器被破壞，減少了對寄存器壓棧保護操作。另外，程序直接從func2返回到調用func1的函數，減少一次函數返回。如果說正常的指令調用過程為：

BL+BL+MOVpc，lr+MOVpc，lr

那么經過嵌套優化的函數調用過程就可以表示為：

BL+BL+MOVpc，lr

這樣，總的開銷將減少25％。

14.9.5單純子函數

所謂單純子函數（PureFunctions）是指那些函數返回值只和調用參數有關。換句話說，就是如果調用函數的參數相同，那么函數的返回結果也相同。如果程序中存在這樣的函數，可以在函數定義時使用_pure進行聲明，這樣在程序編譯時編譯器會根據函數的調用情況對其進行優化。

下面的例子顯示了當函數用_pure聲明時，編譯器對其所做的優化。

程序源碼文件如下。

intsquare(intx)

{

returnx*x;

}

intf(intn)

{

returnsquare(n)+square(n)

}

編譯后的結果如下。

square

MOVa2,a1

MULa1,a2,a2

MOVpc,lr

f

STMDBsp!,{lr}

MOVa3,a1

BLsquare

MOVa4,a1

MOVa1,a3

BLsquare

ADDa1,a4,a1

LDMIAsp!,{pc}

上面的程序中，square函數為“單純子函數”，當使用_pure聲明該函數時編譯器在調用該函數時，將對程序進行優化。

聲明的方法和編譯后的結果如下所示。

__pureintsquare(intx)

{

returnx*x;

}

f

STMDBsp!,{lr}

BLsquare

MOVa1,a1,LSL#1

LDMIAsp!,{pc}

從編譯后的代碼中可以看到，用_pure聲明的函數在f函數中只調用了一次。

雖然“單純子函數”可以提高代碼執行效率，但同時也會帶來一些負面影響。比如，在“單純子函數”中，不能直接或間接訪問內存地址。所以在程序中使用“單純子函數”時要特別小心。

另外，還可以使用#pragma聲明“單純子函數”，下面的代碼顯示了它的聲明過程。

#pragmano_side_effects

/*functiondefinition*/

#pragmaside_effects