C语言： 函数调用的开销

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初学C语言的时候，我们有时会听说函数调用会有一定的开销，在进行了进一步学习之后，我们来看看原来听说的开销指的什么。
下面是两个非常简单的样例，就不作解释了：
函数调用版本C程序：

#include <stdio.h>

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

int main()
{
int a = 1;
int b = 1;
int c;
c = sum(a, b);
return 0;
}

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使用gcc汇编后：

    .file   "function.c"
    .text
    .globl  _sum
    .def    _sum;   .scl    2;  .type   32; .endef
_sum:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    movl    12(%ebp), %eax
    movl    8(%ebp), %edx
    addl    %edx, %eax
    popl    %ebp
    ret
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .globl  _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $32, %esp
    call    ___main
    movl    $1, 28(%esp)
    movl    $1, 24(%esp)
    movl    24(%esp), %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    28(%esp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    _sum
    movl    %eax, 20(%esp)
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
 

 
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无函数调用版本c程序：

#include <stdio.h>

int main()
{
int a = 1;
int b = 1;
int c;
c = a + b;
return 0;
}

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使用gcc汇编后：

    .file   "no_function.c"
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
    .globl  _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    call    ___main
    movl    $1, 12(%esp)
    movl    $1, 8(%esp)
    movl    8(%esp), %eax
    movl    12(%esp), %edx
    addl    %edx, %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
 

 
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除了公共部分和指导信息之外，第一个汇编程序比第二个汇编程序多了以下内容：

1

    movl    24(%esp), %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    28(%esp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
 

 
1
2
3
4

2

    call    _sum
 

 
1

3

    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
 

 
1
2

4

    popl    %ebp
    ret
 

 
1
2

额外的开销就体现在这4段代码上了，我来一一解释一下它们的作用：

1

参数入栈代码，将函数参数入栈，这是现在函数调用的标准方式。参数越多，开销越大

2

将控制权转移至函数中

3

建立新的栈帧，也就是当前函数使用的“一片”栈空间，使用ebp的值来标识新的栈帧，因此要将原栈帧首地址保存下来，方便回到原来的即调用者的栈帧

4

恢复原栈帧，然后将控制权转移至调用者
从汇编的角度来看，这额外的开销就是指的这不足十行的指令了，会对性能有多大影响呢？大概有那么一丁点。当然，对于不同的函数，以及不同的调用频率，这个影响也不尽相同。当然，这个程序是一个极端，它函数的功能代码也只有3行，这样的情况完全可以不用函数或者使用内联函数。所以是使用函数还是不使用函数呢？依我来看，为了程序的可读性，我们还是牺牲那么一丁点的性能吧。
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