linux核心likely() 與 unlikely()

核心中的 likely() 與
unlikely()
在 2.6 核心中，隨處可以見到 likely() 和 unlikely() 的身影，那麼為什麼要用它們？它們之間有什麼區別？

首先要明確：

            if(likely(value)) 等價於 if(value)

            if(unlikely(value)) 也等價於 if(value)

也就是說 likely() 和 unlikely() 從閱讀和理解代碼的角度來看，是一樣的！！！

這兩個宏在核心中定義如下：

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

__builtin_expect() 是 GCC (version >=
2.96）提供給程式員使用的，目的是將“分支轉移”的資訊提供給編譯器，這樣編譯器可以對代碼進行最佳化，以減少指令跳轉帶來的效能下降。

__builtin_expect((x),1) 表示 x 的值為真的可能性更大；
__builtin_expect((x),0) 表示 x 的值為假的可能性更大。

也就是說，使用 likely() ，執行 if 後面的語句
的機會更大，使用unlikely()，執行else 後面的語句的機會更大。

例如下面這段代碼，作者就認為 prev 不等於 next 的可能性更大，

if (likely(prev != next)) {
       next->timestamp = now;
        ...
} else {
        ...;
}
通過這種方式，編譯器在編譯過程中，會將可能性更大的代碼緊跟著起面的代碼，從而減少指令跳轉帶來的效能上的下降。

下面以兩個例子來加深這種理解：

第一個例子： example1.c

int testfun(int x)
{
        if(__builtin_expect(x, 0)) {
                              ^^^--- We instruct the compiler, "else"
block is more probable
                x = 5;
                x = x * x;
        } else {
                x = 6;
        }
        return x;
}
在這個例子中，我們認為 x 為0的可能性更大

編譯以後，通過 objdump 來觀察彙編指令，在我的 2.4 核心機器上，結果如下：

# gcc -O2 -c example1.c
# objdump -d example1.o

Disassembly of section .text:

00000000 <testfun>:
   0:   55                      push   %ebp
   1:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
   3:   8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
   6:   85 c0                   test   %eax,%eax
   8:   75 07                   jne    11 <testfun+0x11>
   a:   b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax
   f:   c9                      leave
10:   c3                      ret
11:   b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax
16:   eb f7                   jmp    f <testfun+0xf>

可以看到，編譯器使用的是 jne （不相等跳轉）指令，並且 else block 中的代碼緊跟在後面。

8:   75 07                   jne    11
<testfun+0x11>
a:   b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax

第二個例子： example2.c

int testfun(int x)
{
        if(__builtin_expect(x, 1)) {
                              ^^^ --- We instruct the compiler, "if"
block is more probable
                x = 5;
                x = x * x;
        } else {
                x = 6;
        }
        return x;
}
在這個例子中，我們認為 x 不為 0 的可能性更大

編譯以後，通過 objdump 來觀察彙編指令，在我的 2.4 核心機器上，結果如下：

# gcc -O2 -c example2.c
# objdump -d example2.o

Disassembly of section .text:

00000000 <testfun>:
   0:   55                      push   %ebp
   1:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
   3:   8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
   6:   85 c0                   test   %eax,%eax
   8:   74 07                   je     11 <testfun+0x11>
   a:   b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax
   f:   c9                      leave
10:   c3                      ret
11:   b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax
16:   eb f7                   jmp    f <testfun+0xf>

這次編譯器使用的是 je （相等跳轉）指令，並且 if block 中的代碼緊跟在後面。

   8:   74 07                   je     11
<testfun+0x11>
   a:   b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax

文章出處：
http://www.diybl.com/course/6_system/linux/Linuxjs/2007930/75397.html