【转载】linux内核中likely与unlikely

前言
  内核版本:linux 4.13
  在linux内核中,经常可以看见if( likely(x))或if( unlikely(x))语句,那么likely和unlikely是什么意思呢?本文将对likely和unlikely进行一些讨论。

likely和unlikely

参考/include/linux/compiler.h */

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

上述源码中采用了内建函数__builtin_expect来进行定义,即 built in function。
  __builtin_expect的函数原型为long __builtin_expect (long exp, long c),返回值为完整表达式exp的值,它的作用是期望表达式exp的值等于c(如果exp == c条件成立的机会占绝大多数,那么性能将会得到提升,否则性能反而会下降)。注意, __builtin_expect (lexp, c)的返回值仍是exp值本身,并不会改变exp的值。
  __builtin_expect函数用来引导gcc进行条件分支预测。在一条指令执行时,由于流水线的作用,CPU可以同时完成下一条指令的取指,这样可以提高CPU的利用率。在执行条件分支指令时,CPU也会预取下一条执行,但是如果条件分支的结果为跳转到了其他指令,那CPU预取的下一条指令就没用了,这样就降低了流水线的效率。
  另外,跳转指令相对于顺序执行的指令会多消耗CPU时间,如果可以尽可能不执行跳转,也可以提高CPU性能。
  简单从表面上看if(likely(value)) == if(value),if(unlikely(value)) == if(value)。
也就是likely和unlikely是一样的,但是实际上执行是不同的,加likely的意思是value的值为真的可能性更大一些,那么执行if的机会大,而unlikely表示value的值为假的可能性大一些,执行else机会大一些。
  加上这种修饰,编译成二进制代码时likely使得if后面的执行语句紧跟着前面的程序,unlikely使得else后面的语句紧跟着前面的程序,这样就会被cache预读取,增加程序的执行速度。
  那么上述定义中为什么要使用!!符号呢?
  计算机中bool逻辑只有0和1,非0即是1,当likely(x)中参数不是逻辑值时,就可以使用!!符号转化为逻辑值1或0 。比如:!!(3)=!(!(3))=!0=1,这样就把参数3转化为逻辑1了。
  那么简单理解就是:
  likely(x)代表x是逻辑真(1)的可能性比较大;
  unlikely(x)代表x是逻辑假(0)的可能性比较大。

转自linux内核中likely与unlikely

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