在linux中的likely和unlikely

Linux中likely与unlikely宏
最新推荐文章于 2025-03-16 17:37:43 发布
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本文介绍了Linux中likely和unlikely宏的作用及实现原理。这些宏用于提供编译器分支预测信息，通过指导编译器优化代码顺序来提高程序运行效率。
在linux中的likely和unlikely
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在linux中判断语句经常会看到likely和unlikely，例如：

if(likely(value)){

}

else{

}

简单从表面上看if(likely(value)) == if(value)，if(unlikely(value)) == if(value)。

这两个宏对程序运行结果没有影响，只是用于提高程序效率。其实现和gcc编译器密切相关。
具体点说，就是如果你觉得程序运行时候一般sndcmd|=0的可能性比较大，那么就加上likely的macro；反之则加unlikely。

也就是likely和unlikely是一样的，但是实际上执行是不同的，加likely的意识是value的值为真的可能

性更大一些，那么执行if的机会大，而unlikely表示value的值为假的可能性大一些，执行else机会大一些。

加上这种修饰，编译成二进制代码时likely使得if后面的执行语句紧跟着前面的程序，unlikely使得else后

面的语句紧跟着前面的程序，这样就会被cache预读取，增加程序的执行速度，likely和unlikely的实现在

include/linux/compiler.h中：

9 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 96
10 #define __builtin_expect(x, expected_value) (x)
11 #endif
12
13 #define likely(x) __builtin_expect((x),1)
14 #define unlikely(x) __builtin_expect((x),0)

__builtin_expect是gcc的一个预处理命令，其解释如下：

long __builtin_expect (long exp, long c)
You may use __builtin_expect to provide the compiler with branch prediction
information. In general, you should prefer to use actual profile feedback for this

(‘-fprofile-arcs’), as programmers are notoriously bad at predicting how their
programs actually perform. However, there are applications in which this data is
hard to collect.
The return value is the value of exp, which should be an integral expression. The
value of c must be a compile-time constant. The semantics of the built-in are that it
is expected that exp == c. For example:
if (__builtin_expect (x, 0))
foo ();
would indicate that we do not expect to call foo, since we expect x to be zero. Since
you are limited to integral expressions for exp, you should use constructions such as
if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
error ();
when testing pointer or floating-point values.

iteye_13254
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Linux内核中的likely和unlikely优化
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linux内核中likely与unlikely
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在内核代码中经常if( likely(x))或if( unlikely(x))语句，下面这篇文件讲解的比较清楚，特地转载以下: likely和unlikely定义位于以下文件 参考/include/linux/compiler.h */ # define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) # define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) 上述源码中采用了内建函数__builtin_expect来进行定义...
likely和unlikely的用法
坛城的博客
09-15 1089
在实际使用中，应该基于性能分析和测试结果来确定哪些分支更有可能和不太可能执行，并相应地使用这些宏。如果错误地使用这些宏，可能会导致性能下降，因此建议在优化代码之前进行充分的性能分析。它们通常与条件语句的分支一起使用，以指示哪些分支更有可能执行，哪些分支更不可能执行。在一般的应用程序中，使用这些宏的性能影响可能不明显，因此在普通应用程序中使用它们可能没有太大的必要。例如，在Linux内核中，通常会将likely用于可能出现的快速路径，而将unlikely用于可能出现的慢速路径，以帮助编译器更好地优化代码。
有关likely和unlikely
12-29 1315
Author: taoyuetaoEmail: tao_yuetao@yahoo.com.cnBlog: taoyuetao.cublog.cn ================================在linux中判断语句经常会看到likely和unlikely，例如：if(likely(value)){}else{}简单从表面上看if(likely(valu
likely和unlikely的区别
Wait for 的专栏
06-23 1829
likely()与unlikely()在2.6内核中，随处可见，那为什么要用它们？它们之间有什么区别呢？ 首先明确：  if (likely(value))等价于if (value)  if (unlikely(value))等价于if (value) 也就是说likely()和unlikely()从阅读和理解的角度是一样的。 这两个宏在内核中定义如下： #define lik
linux中likely与unlikely
h26866209的专栏
04-24 514
看内核时总遇到if(likely( )){}或是if(unlikely( ))这样的语句，最初不解其意，现在有所了解，所以也想介绍一下。 likely() 与 unlikely()是内核（我看的是2.6.22.6版本，2.6的版本应该都有）中定义的两个宏。位于/include/linux/compiler.h中， 具体定义如下： #define likely(x) __builtin_e
linux likely unlikely
New_Worms的专栏
07-15 223
likely与unlikely配合gcc使用，能“预测性”的添加cache命中率，但对最后的结果无影响，只是提高系统效率。err = do_anything();if (likely(err)){    //非常可能被执行到的。}err = do_something();if (unlikely(err)){    //不太可能会被执行到。}...
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解析Linux中的 likely 和 unlikely
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Linux 中多处出现 likely 和 unlikely 的使用，它们的定义如下： # define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) # define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) 函数原型 __builtin_expect 是 GCC 提供的内置函数 (built-in functions)，函数原型是 long __builtin_expect (long exp, long c) 函数的返回值是 exp，它
Linux likely、unlikely
谨以此记录下自己的每一点、每一滴、每一步,以督促自己，不忘目标，不忘理想。
01-02 1557
​ 1、likely,unlikely同if else一样进行分支判断；likely 期望执行if (true)为真的分支；unlikely 期望执行 if (true) 当中的else分支, 直接运 行else分支代码。​ 2、likely, unlikely 通过分支预测指令的预取能提高代码的执行效率。
Linux - likely/unlikely
ymf604的专栏
04-20 703
从likely/unlikely宏的定义中可以看出除了第二个参数代表期望值不一样外，宏定义的其他参数都是一样的。从以上设计可以看出将指令分成更细的步骤比起串行有更高的效率，前提是提前执行的下一条指令是有效的。可以发现当编译器打开优化功能时程序的执行逻辑对于条件为真的情况相当友好，有以下优势。所以如果希望程序运行的更快的话，就需要每次读取指令/数据的命中越靠右越好。time3： 执行指令1 解释指令2 读取指令3。当希望编译器对条件为假的情况友好时，可以有以下两种方法。
学习笔记 --- LINUX内核里面的likely与unlikely
忧郁天蝎
03-14 745
转自：http://blog.youkuaiyun.com/tommy_wxie/article/details/7384641 看内核时总遇到if(likely( )){}或是if(unlikely( ))这样的语句，最初不解其意，现在有所了解，所以也想介绍一下。 likely() 与 unlikely()是内核（我看的是2.6.22.6版本，2.6的版本应该都有）中定义的两个宏。位于/incl
Linux 中的 likely 和 unlikely
私房菜
03-16 1068
likely()、unlikely() 原理是利用了GCC 的内建函数()，通过编译器预测代码分支；GCC 编译器会将不希望的代码分支放最后；GCC 可能优先执行期盼的执行，再进行判断，不同的编译器版本实现方式不同；likely() 表示该表达式为 “True” 的概率大一些，unlikely() 表示改表达式为 “True” 的概率小一些；likely()、unlikely() 通过分支预测指令的预取能提高代码的执行效率。
linux關于likely與unlikely
xingji041的专栏
02-26 919
原来likely和unlikely是用来编译优化的，其实都可以没有。我们知道很多cpu里面有告诉缓存，且有预读机制，likely和unlikely就是增加执行判断语句时的命中率。 如果是if(lilely(a))，说明a条件发生的可能性大，那么a为真的语句在编译成二进制的时候就应该紧跟在前面程序的后面，这样就会被cache预读取进去，增加程序执行速度。 unlikely则是正好相反
Linux内核入门-- likely和unlikely
m0_74282605的博客
11-08 2579
编译器优化时，根据条件跳转的预期值，按正确地顺序生成汇编代码，把“很有可能发生”的条件分支放在顺序执行指令段，而不是jmp指令段（jmp指令会打乱CPU的指令执行顺序，大大影响CPU指令执行效率）。我们知道目前的CPU无一例外的都引入了流水线技术，用于加快指令的执行，提高CPU的性能。在一个条件判断语句中，当这个条件被认为是非常非常有可能满足时，则使用likely()宏，否则，条件非常非常不可能或很难满足时，则使用unlikely()宏。可见，编译器利用程序员作出的判断，生成了高效的汇编码。
linux 中likely与unlikely用法
be_programmer的博客
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前言 　　内核版本：linux 4.13 　　在linux内核中，经常可以看见if( likely(x))或if( unlikely(x))语句，那么likely和unlikely是什么意思呢？本文将对likely和unlikely进行一些讨论。 likely和unlikely...
linux中函数使用,Linux中likely 函数的使用分析
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The gcc C compiler has a built-in directive that optimizes conditional branches as either very likely taken or very unlikely taken. The compiler uses the directive to appropriately optimize the b...
likely和unlikely的等价
最新发布
10-21
在 C/C++ 编程中，`likely` 和 `unlikely` 是用于**优化分支预测**的宏，它们并不是语言内置关键字，而是通过编译器内置函数（如 GCC 或 Clang 的 `__builtin_expect`）实现的。它们帮助编译器生成更高效的机器码，特别是在条件判断中指明某个分支是“大概率发生”还是“小概率发生”。 --- ### ✅ `likely` 和 `unlikely` 的等价实现 ```c #define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) ``` #### 解释： - `__builtin_expect(expr, expected_value)`： - 告诉编译器 `expr` 的值**预期为** `expected_value`。 - 这只是一个提示，不影响逻辑，但会影响生成的汇编代码中分支的布局（热路径优化）。 - `!!(x)`： - 将任意表达式 `x` 转换为布尔值（0 或 1），确保传给 `__builtin_expect` 的是明确的布尔上下文。 - `likely(x)`：表示 `x` 很可能为真（即期望为 1） - `unlikely(x)`：表示 `x` 很不可能为真（即期望为 0） --- ### 📌 使用示例（C语言） ```c #include <stdio.h> #define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) void test_function(int flag) { if (likely(flag == 1)) { printf("Flag is 1 (common case)\n"); } else if (unlikely(flag == 0)) { printf("Flag is 0 (rare case)\n"); } } ``` #### 汇编层面的影响（以 x86 为例）： - `likely` 分支会被编译器放在“直通路径”（fall-through），减少跳转开销。 - `unlikely` 分支会生成跳转指令，避免污染指令缓存。 --- ### 💡 等价替代方式 虽然没有标准库直接提供 `likely/unlikely`，但在不同环境中有等价或近似机制： #### 1. **C++20 及以后：`[[likely]]` 和 `[[unlikely]]` 属性（官方标准）** ```cpp void func(int flag) { if (flag == 1) [[likely]] { printf("Common case\n"); } else [[unlikely]] { printf("Rare case\n"); } } ``` > 这是现代 C++ 的标准写法，语义清晰且由编译器优化支持。 #### 2. **无提示（普通写法）——功能等价但无性能提示** ```c if (flag == 1) { // ... } else { // ... } ``` > 功能上完全一样，但编译器无法做最佳分支预测优化。 --- ### 🔍 实际应用场景 - 内核开发（Linux Kernel 大量使用 `likely/unlikely`） - 高性能服务中的错误处理（如 `if (unlikely(err)) handle_error();`） - 热路径优化 --- ### ❗注意事项 - 这些宏仅在 GCC/Clang 等支持 `__builtin_expect` 的编译器上有意义。 - 在 MSVC 中不支持 `__builtin_expect`，可使用条件编译规避： ```c #ifdef __GNUC__ #define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) #else #define likely(x) (x) #define unlikely(x) (x) #endif ``` --- ### 总结 | 写法 | 是否等价 | 说明 | |------|----------|------| | `likely(x)` | ✅ 功能+优化等价 | 使用 `__builtin_expect(x, 1)` 提示编译器 | | `unlikely(x)` | ✅ 功能+优化等价 | 使用 `__builtin_expect(x, 0)` | | C++20 `[[likely]]` / `[[unlikely]]` | ✅ 语义等价且更现代 | 推荐新项目使用 | | 普通 `if` | ✅ 功能等价 ❌ 无优化提示 | 缺少编译器优化线索 | ---
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