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likely與unlikely在Linux kernel的區別

麥辣雞腿堡 ? 來源:嵌入式Linux系統開發 ? 作者:嵌入式Linux系統開 ? 2023-07-20 11:06 ? 次閱讀

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() 函數是 gcc(version >= 2.96) 的內建函數,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(),執行 if 后面的語句的機會更大,使用 unlikely(),執行 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 在預取數據時可以盡量取到真正要跑的數據,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,提高系統執行速度。

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