我一直在深入研究Linux内核的一些部分，发现了这样的调用:
if (unlikely(fd < 0))
{
/* Do something */
}
or
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呢?使用它们可以减少多少性能/大小?至少在瓶颈代码中(当然是在用户空间中)，这样做是否值得(可能还会失去可移植性)。
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(一般评论-其他答案涵盖了细节)
没有理由因为使用它们而失去可移植性。
你总是可以选择创建一个简单的无效果“内联”或宏，这将允许你在其他平台上使用其他编译器进行编译。
如果您在其他平台上，则无法获得优化的好处。
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(一般评论-其他答案涵盖了细节)
没有理由因为使用它们而失去可移植性。
你总是可以选择创建一个简单的无效果“内联”或宏，这将允许你在其他平台上使用其他编译器进行编译。
如果您在其他平台上，则无法获得优化的好处。
long __builtin_expect(long EXP, long C);
这个构造告诉编译器表达式EXP . xml 最有可能的值是c。返回值是EXP。 __builtin_expect用于条件句 表达式。在几乎所有的情况下，它将被用于 上下文的布尔表达式在这种情况下，它是很多 定义两个helper宏更方便:
#define unlikely(expr) __builtin_expect(!!(expr), 0)
#define likely(expr) __builtin_expect(!!(expr), 1)
这些宏可以用于
if (likely(a > 1))
参考:https://www.akkadia.org/drepper/cpumemory.pdf
让我们反编译，看看GCC 4.8对它做了什么
没有__builtin_expect
#include "stdio.h"
#include "time.h"
int main() {
/* Use time to prevent it from being optimized away. */
int i = !time(NULL);
if (i)
printf("%d\n", i);
puts("a");
return 0;
}
使用GCC 4.8.2 x86_64 Linux编译和反编译:
gcc -c -O3 -std=gnu11 main.c
objdump -dr main.o
输出:
0000000000000000 <main>:
0: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
4: 31 ff xor %edi,%edi
6: e8 00 00 00 00 callq b <main+0xb>
7: R_X86_64_PC32 time-0x4
b: 48 85 c0 test %rax,%rax
e: 75 14 jne 24 <main+0x24>
10: ba 01 00 00 00 mov $0x1,%edx
15: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
16: R_X86_64_32 .rodata.str1.1
1a: bf 01 00 00 00 mov $0x1,%edi
1f: e8 00 00 00 00 callq 24 <main+0x24>
20: R_X86_64_PC32 __printf_chk-0x4
24: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
25: R_X86_64_32 .rodata.str1.1+0x4
29: e8 00 00 00 00 callq 2e <main+0x2e>
2a: R_X86_64_PC32 puts-0x4
2e: 31 c0 xor %eax,%eax
30: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
34: c3 retq
内存中的指令顺序没有改变:首先是printf，然后是put，然后是retq返回。
与__builtin_expect
现在将if (i)替换为:
if (__builtin_expect(i, 0))
我们得到:
0000000000000000 <main>:
0: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
4: 31 ff xor %edi,%edi
6: e8 00 00 00 00 callq b <main+0xb>
7: R_X86_64_PC32 time-0x4
b: 48 85 c0 test %rax,%rax
e: 74 11 je 21 <main+0x21>
10: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
11: R_X86_64_32 .rodata.str1.1+0x4
15: e8 00 00 00 00 callq 1a <main+0x1a>
16: R_X86_64_PC32 puts-0x4
1a: 31 c0 xor %eax,%eax
1c: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
20: c3 retq
21: ba 01 00 00 00 mov $0x1,%edx
26: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
27: R_X86_64_32 .rodata.str1.1
2b: bf 01 00 00 00 mov $0x1,%edi
30: e8 00 00 00 00 callq 35 <main+0x35>
31: R_X86_64_PC32 __printf_chk-0x4
35: eb d9 jmp 10 <main+0x10>
printf(编译为__printf_chk)被移动到函数的最末端，在put和return之后，以改进其他答案中提到的分支预测。
所以基本上是一样的:
int main() {
int i = !time(NULL);
if (i)
goto printf;
puts:
puts("a");
return 0;
printf:
printf("%d\n", i);
goto puts;
}
这个优化不是用-O0完成的。
但是希望你能写出一个使用__builtin_expect比不使用__builtin_expect运行得更快的例子，现在的cpu真的很聪明。我天真的尝试在这里。
c++ 20[[可能]]]和[[不可能]]
c++ 20标准化了那些c++内置:如何在if-else语句中使用c++ 20的likely/unlikely属性，它们可能(双关语!)做同样的事情。
They cause the compiler to emit the appropriate branch hints where the hardware supports them. This usually just means twiddling a few bits in the instruction opcode, so code size will not change. The CPU will start fetching instructions from the predicted location, and flush the pipeline and start over if that turns out to be wrong when the branch is reached; in the case where the hint is correct, this will make the branch much faster - precisely how much faster will depend on the hardware; and how much this affects the performance of the code will depend on what proportion of the time hint is correct.
例如，在PowerPC CPU上，未提示的分支可能需要16个周期，正确提示的是8个周期，错误提示的是24个周期。在最内层循环中，良好的暗示可以产生巨大的差异。
可移植性并不是真正的问题——假设定义是在每个平台的头文件中;对于不支持静态分支提示的平台，可以简单地将“可能”和“不太可能”定义为零。
它们是给编译器的提示，用于在分支上生成提示前缀。在x86/x64上，它们占用一个字节，因此每个分支最多增加一个字节。至于性能，它完全取决于应用程序——在大多数情况下，处理器上的分支预测器会忽略它们。
编辑:忘了一个他们能真正帮上忙的地方。它可以允许编译器重新排序控制流图，以减少“可能”路径的分支数量。在检查多个退出情况的循环中，这可以有显著的改进。
