Linux内核编译中的九个技巧(1)(4)

7 分支预测提示

在 Linux 内核中最常用的优化技术之一是 __builtin_expect。在开发人员使用有条件代码时，常常知道最可能执行哪个分支，而哪个分支很少执行。如果编译器知道这种预测信息，就可以围绕最可能执行的分支生成最优的代码。

如下所示，__builtin_expect 的使用方法基于两个宏 likely 和 unlikely见 ./linux/include/linux/compiler.h）。

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

 

通过使用 __builtin_expect，编译器可以做出符合提供的预测信息的指令选择决策。这使执行的代码尽可能接近实际情况。它还可以改进缓存和指令流水线。

例如，如果一个条件标上了 “likely”，那么编译器可以把代码的 True 部分直接放在分支指令后面这样就不需要执行分支指令）。通过分支指令访问条件结构的 False 部分，这不是最优的方式，但是访问它的可能性不大。按照这种方式，代码对于最可能出现的情况是最优的。

下面给出一个使用 likely 和 unlikely 宏的函数见 ./linux/net/core/datagram.c）。这个函数预测 sum 变量将是零数据包的 checksum 是有效的），而且 ip_summed 变量不等于 CHECKSUM_HW。

unsigned int __skb_checksum_complete(struct sk_buff *skb)
{
        unsigned int sum;

        sum = (u16)csum_fold(skb_checksum(skb, 0, skb->len, skb->csum));
        if (likely(!sum)) {
                if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_HW))
                        netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
                skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
        }
        return sum;
}