C/C++ 中的分支预测likely and unlikely

最新推荐文章于 2025-02-11 12:29:52 发布

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分类专栏： C++ 文章标签： c++

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本文介绍了GCC内置函数__builtin_expect用于分支预测优化的概念，通过预取指令提高CPU效率。代码示例展示了如何在C程序中使用__builtin_expect标记不太可能发生（unlikely）和很可能发生（likely）的条件，从而帮助编译器优化执行路径。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

最近在三维点云数据处理中遇到了如下的代码，通过查阅网上资料，小有了解，随便记录一下，并于后面好好的研究。

#ifndef likely
# if defined(__GNUC__) && (__GNUC__ * 100 + __GNUC_MINOR__ >= 296)
#  define likely(x)   (__builtin_expect((x), 1))
#  define unlikely(x) (__builtin_expect((x), 0))
# else
#  define likely(x) (x)
#  define unlikely(x) (x)
# endif
#endif

1.基本概念

指令周期是指执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到指令执行完所需的全部。

预取指令具体方法就是在不命中时，当数据从主存储器中取出送往CPU的同时，把主存储器相邻几个单元中的数据（称为一个数据块）都取出来送入Cache中。预取指令可以更好的利用 cpu资源。简单说就是从内存取指令很慢， cpu要等待这个过程。如果能提前预测可能执行的指令，就提前从内存把指令读到 cache，由于 cache的访问速度较内存快，cpu要执行时就不用等很长时间了。　如果开发人员可以告诉编译器，哪个分支更有可能发生(likely) 或者非常不可能发生(unlikely), 可以帮助编译器进行代码编译

2.代码


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) //gcc内置函数, 帮助编译器分支优化
#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)

int main(int argc, char* argv[]){
    int x = 0;
    x = atoi(argv[1]);

    if (unlikely(x == 3)){  //告诉编译器这个分支非常不可能为true
        x = x + 9;
    }
    else{
        x = x - 8;
    }

    printf("x=%d\n", x);
    return 0;
}