Linux内核likely()和unlikely()

发表于 2023-01-11 分类于 Linux 阅读次数：本文字数： 782 阅读时长 ≈ 1 分钟

Linux内核中多次出现likely()，unlikely()的使用，他们的定义如下：

1 2	#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)

__builtin_expect是GCC提供的内置函数（built-in functions），函数原型是

1	long __builtin_expect(long exp, long c);

函数的返回值就是exp，不过他告诉编译器，代码期望的是exp == c，如果exp == c条件成立的机会占绝大多数，那么程序运行性能将会得到提升，否则性能反而会下降

builtin_expect()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预取，这样可以提高CPU的利用率，在执行条件分支时，CPU也会预期下一条指令，但是如果预测的结果不为exp == c那么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，跳转指令相对于顺序执行的指令会多消CPU时间，如果可以尽可能不执行跳转，也可以提高CPU性能。

表面上看if(likely(value))和if(unlikely(value))都等同于if(value)，也就是likely()和unlikely()作用是一样的，但是实际上执行的效果是不同的（从指令预测的角度上来说），加likely的意思是value为真的可能性更大一些，那么预测执行if的可能性要大些，unlikely正好相反。

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。