Linux 内核中 likely 与 unlikely 的宏定义解析

Posted 2020-10-02 lxjshuju

在 2.6 内核中，随处能够见到 likely() 和 unlikely() 的身影，那么为什么要用它们？它们之间有什么差别？

首先要明白：

     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！。！

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

__builtin_expect() 是 GCC (version >= 2.96）提供给程序猿使用的，目的是将“分支转移”的信息提供给编译器，这样编译器能够对代码进行优化。以降低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() ，运行 if 后面的语句 的机会更大，使用unlikely()，运行else 后面的语句的机会更大。
比如以下这段代码，作者就觉得 prev 不等于 next 的可能性更大，

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

通过这样的方式，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，从而降低指令跳转带来的性能上的下降。

另外内核2.6.31.5中likely和unlikely另一种定义:
# ifndef likely
# define likely(x) (__builtin_constant_p(x) ?
 !!(x) : __branch_check__(x, 1))
# endif

# ifndef unlikely
# define unlikely(x) (__builtin_constant_p(x) ?
 !!(x) : __branch_check__(x, 0))
# endif

举个样例(内核版本号2.6.22.6)：/kernel/shed.c中有一段：

if (likely(!active_balance)) {
/* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
sd->balance_interval = sd->min_interval;
} else {
/*
* If we‘ve begun active balancing, start to back off. This
* case may not be covered by the all_pinned logic if there
* is only 1 task on the busy runqueue (because we don‘t call
* move_tasks).
*/
if (sd->balance_interval max_interval)
sd->balance_interval *= 2;
}

编译过程中，会将if后面{}里的内容编译到前面。else 后面{}里的内容编译到后面。若将likely换成unlikely 则正好相反。

总之,likely与unlikely互换或不用都不会影响程序的正确性。

但可能会影响程序的效率。