likely()和unlikely()宏

jobszheng5

在阅读内核的时候经常会遇到下面的代码：

1. *n_mask_hit = 0;
   
2. if (unlikely(!skb_hash)) {
   
3.     u32 mask_index = 0;
   
4.     return flow_lookup(tbl, ti, ma, key, n_mask_hit, &mask_index);
   
5. }

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likely()和unlikely()的宏定义在 #include <linux/compiler.h>

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

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宏定义里面的__builtin_expect()为GCC的内建函数。
该函数用来引导gcc进行条件分支预测。在一条指令执行时，由于流水线的作用，CPU可以同时完成下一条指令的取指，这样可以提高CPU的利用率。在执行条件分支指令时，CPU也会预取下一条执行，但是如果条件分支的结果为跳转到了其他指令，那CPU预取的下一条指令就没用了，这样就降低了流水线的效率。
另外，跳转指令相对于顺序执行的指令会多消耗CPU时间，如果可以尽可能不执行跳转，也可以提高CPU性能。
使用__builtin_expect (long exp, long c)函数可以帮助gcc优化程序编译后的指令序列，使汇编指令尽可能的顺序执行，从而提高CPU预取指令的正确率和执行效率。
__builtin_expect(exp, c)接受两个long型的参数，用来告诉gcc：exp==c的可能性比较大。
例如，__builtin_expect(exp, 1) 表示程序执行过程中，exp取到1的可能性比较大。该函数的返回值为exp自身。
通过__builtin_expect() 函数的作用，我们可以得出它们的作用：

• likely(x)等价于x，即if(likely(x))等价于if(x)，但是它告诉gcc，x取1的可能性比较大
• unlikely(x)等价于x，即if(unlikely(x))等价于if(x)，但是它告诉gcc，x取0的可能性比较大
  

如果我们编写示例代码，并反编译到汇编代码，就可以发现

从汇编代码中可以看出，如果else成立，即x==0，则第一条跳转指令不成功，指令得以顺序执行。 而如果if成立，则需要多执行一次跳转。

什么时候使用这两个宏呢？

You should use it only in cases when the likeliest branch is very very very likely, or when the unlikeliest branch is very very very unlikely.

既然是GCC级别的优化，那么一定是超级多的情况下才使用。

参考链接：

• 《linux内核中的likely()和unlikely()宏的作用》 https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/44968395
• 《KernelNewbies:FAQLikelyUnlikely 》 https://kernelnewbies.org/FAQ/LikelyUnlikely
  

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jobszheng5

差一个图示啊

andeyqi

感谢分享 学习一波