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likely与unlikely在Linux kernel的区别

麦辣鸡腿堡 来源:嵌入式Linux系统开发 作者:嵌入式Linux系统开 2023-07-20 11:06 次阅读

likely() 与 unlikely() 在 Linux kernel 中随处可见,那为什么要用它们?它们之间有什么区别呢?

首先明确:

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

也就是说 likely() 和 unlikely() 从阅读和理解的角度是一样的。

这两个宏在内核中定义如下:

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

这里的 __builtin_expect() 函数是 gcc(version >= 2.96) 的内建函数,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 后面的语句机会更大一些。

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后面的代码,从而减少指令跳转带来的性能上的下降。

这样 cache 在预取数据时可以尽量取到真正要跑的数据,增加了 cache 的命中率。

不用对 likely 和 unlikely 感到迷惑,须要知晓的就是 if(likely(a>b)) 和 if(a>b) 在功能上是等价的。示例代码:

#include xxx
#define unlikely(x) __builtin_exp ect(!!(x), 0)
#define likely(x) __builtin_exp ect(!!(x), 1)
int main()
{
   int a=2,b=4;
   
   if(unlikely(a<=b)){
       printf("in the unlikely,is not your expecting!n");
   } else {
       printf("in the unlikely, is your exp ectingn");
   }
   
   if(likely(a<=b)){
       printf("in the likely, is your exp ectingn");
   }
  return 0;
}

这样的写法,编译器在对代码进行优化时,就会知道第一个 if 判断后,很可能跑的是 else 语句,cpu 就会先对 else 进行取址。

总之,likely 和 unlikely 的功能就是增加 cache 的命中率,提高系统执行速度。

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