likely與unlikely在Linux kernel的區(qū)別

likely() 與 unlikely() 在 Linux kernel 中隨處可見，那為什么要用它們？它們之間有什么區(qū)別呢？

首先明確：

if (likely(value)) 等價于 if (value)
if (unlikely(value)) 等價于 if (value)

也就是說 likely() 和 unlikely() 從閱讀和理解的角度是一樣的。

這兩個宏在內核中定義如下：

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

這里的 __builtin_expect() 函數(shù)是 gcc(version >= 2.96) 的內建函數(shù)，提供給程序員使用的，目的是將"分支轉移"的信息提供給編譯器，這樣編譯器對代碼進行優(yōu)化，以減少指令跳轉帶來的性能下降。

__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(zhí)行 if 后面的語句的機會更大，使用 unlikely()，執(zhí)行 else 后面的語句機會更大一些。

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后面的代碼，從而減少指令跳轉帶來的性能上的下降。

這樣 cache 在預取數(shù)據(jù)時可以盡量取到真正要跑的數(shù)據(jù)，增加了 cache 的命中率。

不用對 likely 和 unlikely 感到迷惑，須要知曉的就是 if(likely(a>b)) 和 if(a>b) 在功能上是等價的。示例代碼：

#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;
}

這樣的寫法，編譯器在對代碼進行優(yōu)化時，就會知道第一個 if 判斷后，很可能跑的是 else 語句，cpu 就會先對 else 進行取址。

總之，likely 和 unlikely 的功能就是增加 cache 的命中率，提高系統(tǒng)執(zhí)行速度。