Linux宏之likely/unlikely

这两个宏在内核中定义如下：

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

__builtin_expect() 是 GCC (version >= 2.96）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，这样编译器可以对代码进行优化，以减少指令跳转带来的性能下降。编译器会根据可能性大小，把非跳转代码紧跟在if之前的代码后面，而把跳转代码放到可能性小的位置。

__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 后面的语句的机会更大。
例如下面这段代码，作者就认为 prev 不等于 next 的可能性更大，

1 if (likely(prev != next)) {
2        next->timestamp = now;
3         ...
4 } else {
5         ...;
6 }


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起面的代码，从而减少指令跳转带来的性能上的下降。


下面以两个例子来加深这种理解：

第一个例子： example1.c

 1 int testfun(int x)
 2 {
 3         if(__builtin_expect(x, 0)) {
 4                 x = 5;
 5                 x = x * x;
 6         } else {
 7                 x = 6;
 8         }
 9         return x;
10 }

在这个例子中，我们认为 x 为0的可能性更大

编译以后，通过 objdump 来观察汇编指令，在我的 2.4 内核机器上，结果如下：

# gcc -O2 -c example1.c
# objdump -d example1.o

 1 Disassembly of section .text:
 2 
 3 00000000 <testfun>:
 4    55                      push   %ebp
 5    89 e5                   mov    %esp,%ebp
 6    8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
 7    85 c0                   test   %eax,%eax
 8    75 07                   jne    11 <testfun+0x11>
 9    b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax
10    c9                      leave
11    c3                      ret
12    b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax
13    eb f7                   jmp    f <testfun+0xf>

可以看到，编译器使用的是 jne （不相等跳转）指令，并且 else block 中的代码紧跟在后面。

1  75 07                   jne    11 <testfun+0x11>
2  b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax

第二个例子： example2.c

 

 1 int testfun(int x)
 2 {
 3         if(__builtin_expect(x, 1)) {
 4                                5                 x = 5;
 6                 x = x * x;
 7         } else {
 8                 x = 6;
 9         }
10         return x;
11 }

在这个例子中，我们认为 x 不为 0 的可能性更大

编译以后，通过 objdump 来观察汇编指令，在我的 2.4 内核机器上，结果如下：

# gcc -O2 -c example2.c
# objdump -d example2.o

 

 1 Disassembly of section .text:
 2 
 3 00000000 <testfun>:
 4    55                      push   %ebp
 5    89 e5                   mov    %esp,%ebp
 6    8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
 7    85 c0                   test   %eax,%eax
 8    74 07                   je     11 <testfun+0x11>
 9    b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax
10    c9                      leave
11    c3                      ret
12    b8 06 00 00 00          mov    $0x6,%eax
13    eb f7                   jmp    f <testfun+0xf>

这次编译器使用的是 je （相等跳转）指令，并且 if block 中的代码紧跟在后面。

1     74 07                   je     11 <testfun+0x11>
2     b8 19 00 00 00          mov    $0x19,%eax
posted @ 2014-03-14 11:25  超级忍者龟  阅读(266)  评论(0)    收藏  举报