c++对内联优化的处理是个很重要的知识点，对这个问题的考虑来自这个帖子：
http://www.iteye.com/topic/1055377，其中涉及的另一个链接
http://blog.csdn.net/yongzhewuwei_2008/archive/2006/11/16/1387476.aspx，提到了Java在运行时对多态函数的内联优化。
在c++中通过基类指针调用的多态函数是无法被内联优化的，因为基类指针实际指向的对象是基类还是子类是在运行时才能确定的，因此是无法被内联化的。
需要注意的是，造成无法内联化的不是多态或者继承本身，根本原因是在于静态编译条件下对函数指针的调用无法定位到静态代码地址，因此无法将用函数指针来进行函数调用的地方用所调用代码内联化。
举个例子：
void fn1(){
}
void fn2(){
}
int main(){
void (*pf)(void);
for(int i=0;i<1000;i++) {
if(i>20) {
pf=&fn1;
}else{
pf=&fn2;
}
(*pf)();
}
}
在gcc O0下生成的汇编如下：
main.o: file format pe-i386
Disassembly of section .text:
00000000 <__Z3fn1v>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: c9 leave
4: c3 ret
00000005 <__Z3fn2v>:
5: 55 push %ebp
6: 89 e5 mov %esp,%ebp
8: c9 leave
9: c3 ret
0000000a <_main>:
a: 55 push %ebp
b: 89 e5 mov %esp,%ebp
d: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
10: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
13: e8 00 00 00 00 call 18 <_main+0xe>
18: c7 44 24 08 00 00 00 movl $0x0,0x8(%esp) //初始化i
1f: 00
20: eb 23 jmp 45 <_main+0x3b>
22: 83 7c 24 08 14 cmpl $0x14,0x8(%esp) //比较i和20大小
27: 7e 0a jle 33 <_main+0x29>
29: c7 44 24 0c 00 00 00 movl $0x0,0xc(%esp) //函数fn1地址赋予pf
30: 00
31: eb 08 jmp 3b <_main+0x31>
33: c7 44 24 0c 05 00 00 movl $0x5,0xc(%esp) //函数fn2地址赋予pf
3a: 00
3b: 8b 44 24 0c mov 0xc(%esp),%eax
3f: ff d0 call *%eax //通过函数指针pf调用函数
41: ff 44 24 08 incl 0x8(%esp)
45: 81 7c 24 08 e7 03 00 cmpl $0x3e7,0x8(%esp)
4c: 00
4d: 0f 9e c0 setle %al
50: 84 c0 test %al,%al
52: 75 ce jne 22 <_main+0x18>
54: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
59: c9 leave
5a: c3 ret
5b: 90 nop
上面代码逻辑很清楚了，循环根据条件修改pf变量，而pf会读取到eax寄存器，然后通过call *%eax进行函数调用，那么如果在call *%eax处内联函数，则根本没法解决到底内联fn1还是fn2的问题。
在gcc O3下生成的汇编如下：
main.o: file format pe-i386
Disassembly of section .text:
00000000 <__Z3fn1v>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: c9 leave
4: c3 ret
5: 8d 76 00 lea 0x0(%esi),%esi
00000008 <__Z3fn2v>:
8: 55 push %ebp
9: 89 e5 mov %esp,%ebp
b: c9 leave
c: c3 ret
d: 8d 76 00 lea 0x0(%esi),%esi
00000010 <_main>:
10: 55 push %ebp
11: 89 e5 mov %esp,%ebp
13: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
16: 53 push %ebx
17: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
1a: e8 00 00 00 00 call 1f <_main+0xf>
1f: 31 db xor %ebx,%ebx //ebx清零
21: b8 08 00 00 00 mov $0x8,%eax //函数fn2地址赋予eax
26: 66 90 xchg %ax,%ax //2字节无用指令对齐地址位(追求4整数地址)？不太确定
28: ff d0 call *%eax //调用fn2
2a: 43 inc %ebx //i++
2b: 81 fb e8 03 00 00 cmp $0x3e8,%ebx //判断循环，ebx充当i
31: 74 15 je 48 <_main+0x38> //相等结束循环
33: 83 fb 14 cmp $0x14,%ebx //i和20比较
36: 7f 18 jg 50 <_main+0x40> //i>20跳转到50
38: b8 08 00 00 00 mov $0x8,%eax //函数fn2地址赋予eax
3d: ff d0 call *%eax //调用fn2
3f: 43 inc %ebx
40: 81 fb e8 03 00 00 cmp $0x3e8,%ebx
46: 75 eb jne 33 <_main+0x23>
48: 31 c0 xor %eax,%eax
4a: 83 c4 0c add $0xc,%esp
4d: 5b pop %ebx
4e: c9 leave
4f: c3 ret
50: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax ////函数fn1地址赋予eax
55: eb d1 jmp 28 <_main+0x18>
57: 90 nop
可以看到在O3优化下，编译器使用了寄存器来代替函数指针变量pf和循环变量i，但依然无法将fn1和fn2内联化。
下面看个稍复杂点的例子：
void fn1(){
}
void fn2(){
}
bool isFn2(void (*pf)(void)){
if(pf==&fn2) {
return true;
}
return false;
}
int main(){
void (*pf)(void);
for(int i=0;i<1000;i++) {
if(isFn2(pf)) {
pf=&fn1;
}else{
pf=&fn2;
}
(*pf)();
}
}
上面代码逻辑可以看到，将调用的函数指针变量pf到底是否指向fn1还是fn2取决于函数isFn2()的返回，isFn2()会根据当前的函数指针pf指向来来判断返回结果。
在O0优化下，下面可以很明了的看到其跳转逻辑：
00000000 <__Z3fn1v>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: c9 leave
4: c3 ret
00000005 <__Z3fn2v>:
5: 55 push %ebp
6: 89 e5 mov %esp,%ebp
8: c9 leave
9: c3 ret
0000000a <__Z5isFn2PFvvE>:
a: 55 push %ebp
b: 89 e5 mov %esp,%ebp
d: 81 7d 08 05 00 00 00 cmpl $0x5,0x8(%ebp)
14: 75 04 jne 1a <__Z5isFn2PFvvE+0x10>
16: b0 01 mov $0x1,%al
18: eb 02 jmp 1c <__Z5isFn2PFvvE+0x12>
1a: b0 00 mov $0x0,%al
1c: c9 leave
1d: c3 ret
0000001e <_main>:
1e: 55 push %ebp
1f: 89 e5 mov %esp,%ebp
21: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
24: 83 ec 20 sub $0x20,%esp
27: e8 00 00 00 00 call 2c <_main+0xe>
2c: c7 44 24 18 00 00 00 movl $0x0,0x18(%esp)
33: 00
34: eb 2c jmp 62 <_main+0x44>
36: 8b 44 24 1c mov 0x1c(%esp),%eax
3a: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
3d: e8 c8 ff ff ff call a <__Z5isFn2PFvvE>
42: 84 c0 test %al,%al
44: 74 0a je 50 <_main+0x32>
46: c7 44 24 1c 00 00 00 movl $0x0,0x1c(%esp)
4d: 00
4e: eb 08 jmp 58 <_main+0x3a>
50: c7 44 24 1c 05 00 00 movl $0x5,0x1c(%esp)
57: 00
58: 8b 44 24 1c mov 0x1c(%esp),%eax
5c: ff d0 call *%eax
5e: ff 44 24 18 incl 0x18(%esp)
62: 81 7c 24 18 e7 03 00 cmpl $0x3e7,0x18(%esp)
69: 00
6a: 0f 9e c0 setle %al
6d: 84 c0 test %al,%al
6f: 75 c5 jne 36 <_main+0x18>
71: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
76: c9 leave
77: c3 ret
上面可以看到isFn2()函数会被函数main所调用( call a <__Z5isFn2PFvvE> )，并且在O0优化下是不会被内联的。
但在O3优化下，情况又有所不同：
00000000 <__Z3fn1v>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: c9 leave
4: c3 ret
5: 8d 76 00 lea 0x0(%esi),%esi
00000008 <__Z3fn2v>:
8: 55 push %ebp
9: 89 e5 mov %esp,%ebp
b: c9 leave
c: c3 ret
d: 8d 76 00 lea 0x0(%esi),%esi
00000010 <__Z5isFn2PFvvE>:
10: 55 push %ebp
11: 89 e5 mov %esp,%ebp
13: 81 7d 08 08 00 00 00 cmpl $0x8,0x8(%ebp) <---------------------------
1a: 0f 94 c0 sete %al
1d: c9 leave
1e: c3 ret
1f: 90 nop
00000020 <_main>:
20: 55 push %ebp
21: 89 e5 mov %esp,%ebp
23: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
26: 56 push %esi
27: 53 push %ebx
28: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
2b: e8 00 00 00 00 call 30 <_main+0x10>
30: bb e8 03 00 00 mov $0x3e8,%ebx
35: eb 0b jmp 42 <_main+0x22>
37: 90 nop
38: be 08 00 00 00 mov $0x8,%esi
3d: ff d6 call *%esi
3f: 4b dec %ebx
40: 74 12 je 54 <_main+0x34>
42: 81 fe 08 00 00 00 cmp $0x8,%esi <---------------------------
48: 75 ee jne 38 <_main+0x18>
4a: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
4f: ff d6 call *%esi
51: 4b dec %ebx
52: 75 ee jne 42 <_main+0x22>
54: 31 c0 xor %eax,%eax
56: 83 c4 08 add $0x8,%esp
59: 5b pop %ebx
5a: 5e pop %esi
5b: c9 leave
5c: c3 ret
5d: 90 nop
5e: 90 nop
5f: 90 nop
注意上面箭头处是被内联化了的isFn2()代码。
可以看到对于函数指针变量pf的调用call *%esi，说明这个地方仍然是无法被内联化的。
通过函数指针调用的函数不能内联化，因此通过基类指针调用的多态函数自然也就无法被内联化，因为多态函数实际是通过虚函数表和偏移项来定位实际调用的函数指针，然后通过这个函数指针访问实际的函数代码。
通过函数指针调用的函数甚至也是不可能被优化消除的。
举个例子：
class A{
public:
void virtual fn(){}
};
class SubA:public A{
public:
void virtual fn(){}
};
int main(){
SubA suba;
A* a=&suba;
a->fn();
}
这段代码在O3优化下，汇编为：
00000014 <_main>:
14: 55 push %ebp
15: 89 e5 mov %esp,%ebp
17: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
1a: 83 ec 20 sub $0x20,%esp
1d: e8 00 00 00 00 call 22 <_main+0xe>
22: c7 44 24 1c 08 00 00 movl $0x8,0x1c(%esp)
29: 00
2a: 8d 44 24 1c lea 0x1c(%esp),%eax
2e: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
31: ff 15 08 00 00 00 call *0x8
37: 31 c0 xor %eax,%eax
39: c9 leave
3a: c3 ret
3b: 90 nop
可以看到函数fn()仍然通过虚表的虚函数指针被调用(call *0x8).
而如果代码
int main(){
SubA suba;
A* a=&suba;
a->fn();
} 换为：
int main(){
SubA suba;
SubA* a=&suba;
a->fn();
}
则对应的O3优化为：
00000014 <_main>:
14: 55 push %ebp
15: 89 e5 mov %esp,%ebp
17: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
1a: e8 00 00 00 00 call 1f <_main+0xb>
1f: 31 c0 xor %eax,%eax
21: c9 leave
22: c3 ret
23: 90 nop
上面可以看到O3将 a->fn()的调用完全优化清除掉了。
根据文章开头所给链接的文章提到，Java能运行时动态将基类指针的多态调用替换成内联，那么有个疑问，对于这样逻辑的代码：
for(int i=0;i<1000;i++) {
base=get RandomBaseOrChild();
base.fn();
}
java又如何能做到动态内联呢？
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