Linux内核中的likely()与unlikely(…

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本文详细解析了2.6内核中likely()与unlikely()宏的作用及区别，阐述了如何利用这些宏指导编译器优化代码路径，减少指令跳转带来的性能损耗。

在2.6内核中，随处可见likely()与unlikely()，下面就来分析一下他们的区别。首先要明确一点：

if(likely(value))等价于if(value)；if(unlikely(value))也等价于if(value)，也就是说从阅读和理解代码的角度来看，likely()与unlikely()是一样的。
在2.6.28内核中，这两个宏的定义如下：
#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
__builtin_expect()是GCC(version>=2.96)提供给程序员使用的，为了将“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。__builtin_expect(!!(x), 1)代表x为真的可能性更大，__builtin_expect(!!(x), 0)代表x为假的可能性更大。也就是说使用likely()的话，执行if后面的语句的机会更大，使用unlikely()的话，执行else后面语句的机会更大。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前面的代码，这样就减少了指令跳转带来的性能上的下降。

例如上篇日志中的 IS_ERR_VALUE宏定义：
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
可以这样理解，x >= (unsigned long)-MAX_ERRNO 的可能性要小，也就是说x为错误指针的可能性要小，这也完全符合实际情况，因为内核函数返回指针出错的概率要比正确的概率小。