Linux 內核中 likely 與 unlikely 的宏定義解析

在Linux 2.6 內核中，隨處可以見到 likely() 和 unlikely() 的身影，那麼為什麼要用它們？它們之間有什麼區別？

首先要明確：

     if(likely(value)) 等價於 if(value)

     if(unlikely(value)) 也等價於 if(value)

也就是說 likely() 和 unlikely() 從閱讀和理解代碼的角度來看，是一樣的！！！

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

__builtin_expect() 是 GCC (version >= 2.96）提供給程序員使用的，目的是將“分支轉移”的信息提供給編譯器，這樣編譯器可以對代碼進行優化，以減少指令跳轉帶來的性能下降。

__builtin_expect((x),1) 表示 x 的值為真的可能性更大；
__builtin_expect((x),0) 表示 x 的值為假的可能性更大。

也就是說，使用 likely() ，執行 if 後面的語句 的機會更大，使用unlikely()，執行else 後面的語句的機會更大。
例如下面這段代碼，作者就認為 prev 不等於 next 的可能性更大，

if (likely(prev != next)) {
       next->timestamp = now;
        ...
} else {
        ...;
 }

通過這種方式，編譯器在編譯過程中，會將可能性更大的代碼緊跟著起面的代碼，從而減少指令跳轉帶來的性能上的下降。

另外內核2.6.31.5中likely和unlikely還有一種定義:
# ifndef likely
# define likely(x) (__builtin_constant_p(x) ? !!(x) : __branch_check__(x, 1))
# endif

# ifndef unlikely
# define unlikely(x) (__builtin_constant_p(x) ? !!(x) : __branch_check__(x, 0))
# endif

舉個例子(內核版本2.6.22.6)：/kernel/shed.c中有一段：

if (likely(!active_balance)) {
/* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
sd->balance_interval = sd->min_interval;
} else {
/*
* If we've begun active balancing, start to back off. This
* case may not be covered by the all_pinned logic if there
* is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
* move_tasks).
*/
if (sd->balance_interval max_interval)
sd->balance_interval *= 2;
}

編譯過程中，會將if後面{}裡的內容編譯到前面，else 後面{}裡的內容編譯到後面。若將likely換成unlikely 則正好相反。

總之,likely與unlikely互換或不用都不會影響程序的正確性。但可能會影響程序的效率。