linux - Linux 内核中的 likely/unlikely 宏是如何工作的，它们有什么好处？

Question

我一直在深入研究 Linux 内核的某些部分，发现了这样的调用:

if (unlikely(fd < 0))
{
    /* Do something */
}

或

if (likely(!err))
{
    /* Do something */
}

我找到了它们的定义:

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

我知道它们是为了优化，但它们是如何工作的？使用它们可以预期降低多少性能/尺寸？至少在瓶颈代码中(当然在用户空间中)是否值得麻烦(并且可能失去可移植性)。

Answer 1

它们提示编译器发出指令，这些指令将导致分支预测有利于跳转指令的“可能”一侧。这可能是一个巨大的胜利，如果预测是正确的，这意味着跳转指令基本上是免费的，并且将占用零个周期。另一方面，如果预测错误，则意味着需要刷新处理器流水线，这可能会花费几个周期。只要预测在大多数情况下都是正确的，这往往有利于性能。

像所有此类性能优化一样，您应该只在广泛分析后执行此操作，以确保代码确实处于瓶颈中，并且可能考虑到微观性质，它正在紧密循环中运行。一般来说，Linux 开发人员都非常有经验，所以我想他们会那样做。他们并不太关心可移植性，因为他们只针对 gcc，而且他们非常了解他们希望它生成的程序集。