Linux内核中的likely()和unlikely()宏

在Linux内核代码中经常看到likely()和unlikely()这两个宏,其定义如下:

# define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)
# define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)

其中__builtin_expect()函数是gcc提供的用于对分支语句进行优化,其原型如下:

long __builtin_expect (long exp, long c)

当exp == c时,该函数返回非零值;

gcc内建这个函数用于条件选择语句的优化,在一个条件经常出现,或者该条件很少出现的时候,编译器可以对条件分支选择进行优化;likely(x)即表示x很可能或者绝大多数情况下为真;而unlikely则刚好相反。(宏定义中的!!(x),对x两次取反,只是确保将x转化成bool型)

如对下面的条件选择语句:

if (error) {
    ......
}

如果想把这个标记成绝少发生的分支,即认为error绝大多数情况下都为0:

if (unlikely(error)) {
    ......
}

相反,如果认为某个分支发生的可能性很大:

if (likely(success)) {
    ......
}

即认为success在绝大多数情况下为真。

在对某个条件选择语句进行优化之前,一定要搞清楚其中是不是存在这么一个条件,在绝大多数情况下都会成立;如果判断正确,那么性能会提高,否则将会产生相反的效果。(编译器在碰到需要优化的条件分支时,会将可能性大的分支编译到前面来,这样有利于CPU的预取,提高预取指令的正确率,从而提高性能)

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