内核中的 likely()与unlikely()

在 2.6 内核中,随处可以见到 likely() 和 unlikely() 的身影,那么为什么要用它们?它们之间有什么区别?

首先要明确:

if(likely(value)) 等价于 if(value)
if(unlikely(value)) 也等价于 if(value)

也就是说 likely() 和 unlikely() 从阅读和理解代码的角度来看,是一样的!!!
这两个宏在内核中定义如下:

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

__builtin_expect() 是 GCC (version >= 2.96)提供给程序员使用的,目的是将“分支转移”的信息提供给编译器,这样编译器可以对代码进行优化,以减少指令跳转带来的性能下降。

builtin_expect((x),1) 表示 x 的值为真的可能性更大; builtin_expect((x),0) 表示 x 的值为假的可能性更大。
也就是说,使用 likely() ,执行 if 后面的语句 的机会更大,使用unlikely(),执行else 后面的语句的机会更大。
例如下面这段代码,作者就认为 prev 不等于 next 的可能性更大,

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if (likely(prev != next)) {
next->timestamp = now;
...
} else {
...;
}

通过这种方式,编译器在编译过程中,会将可能性更大的代码紧跟着起面的代码,从而减少指令跳转带来的性能上的下降。

下面以两个例子来加深这种理解:

第一个例子: example1.c

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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;
}

在这个例子中,我们认为 x 为0的可能性更大

编译以后,通过 objdump 来观察汇编指令,在我的 2.4 内核机器上,结果如下:

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    # 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,编译器使用的是 jne (不相等跳转)指令,并且 else block 中的代码紧跟在后面。

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

第二个例子: example2.c

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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;
}

在这个例子中,我们认为 x 不为 0 的可能性更大

编译以后,通过 objdump 来观察汇编指令,在我的 2.4 内核机器上,结果如下:

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    # 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>

这次编译器使用的是 je (相等跳转)指令,并且 if block 中的代码紧跟在后面。

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

本文转载自:小马哥的博客

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