Linux中的likely和unlikely函数有什么用？

在Linux内核中，likely和unlikely是用于优化条件分支预测的宏，定义在compiler.h头文件中。它们通过提示编译器某个条件更可能为真或假，帮助生成更高效的代码。

• likely宏：提示编译器条件表达式很可能为真。

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

• unlikely宏：提示编译器条件表达式很可能为假。

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

原理

• __builtin_expect：GCC内置函数，用于优化分支预测。

• __builtin_expect(exp, c)提示编译器exp的值很可能为c。

• !!(x)：将x转换为布尔值（0 或 1）。

通过提示编译器条件分支的走向，减少CPU流水线中的分支预测错误，提升性能。编译器会根据提示重新排列代码，将更可能执行的代码放在主路径上，减少跳转。

使用场景

• 性能关键路径：在需要极致优化的代码中使用，如内核中的高频执行路径。

• 错误处理：将错误处理代码标记为 unlikely，因为错误通常较少发生。

示例

#include <stdio.h>
#include <compiler.h>

int main(void) {
    int x = 10;

    if (likely(x == 10)) {
        printf("x is likely 10\n");
    } else {
        printf("x is unlikely not 10\n");
    }

    if (unlikely(x != 10)) {
        printf("x is unlikely not 10\n");
    } else {
        printf("x is likely 10\n");
    }

    return 0;
}

总结

likely和unlikely用于优化条件分支预测，提升性能。适用于性能关键路径和错误处理等场景。使用时应基于实际条件概率，避免滥用。