C语言 likely和unlikely

likely和unlikely作用

在知道哪个发生概率更高的情况下，有if时使用likely和unlikely让代码运行更快。
likely和unlikely是两个宏，当有if-else分支时告诉编译器，哪个条件更加有可能发生。likely代表if分支大概率会发生，unlikely代表if分支大概率不会发生。

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

__builtin_expect是编译器内建函数，原型为long __builtin_expect (long exp, long c)。

a>100不太可能发生写法

 int fun(int a)
{
  if (unlikely(a>100))
  ......
}

1.likely和unlikely使用判断必须准确，写反会使运行速度变慢。
2.编译时优化一般需要至少使用-O2选项，否则优化不起作用。
3.能否使用与编译器有关，gcc可以。

!!作用

!!是C语言中处理逻辑表达式的一个技巧。因为C语言中没有布尔变量，所以布尔值是用整形来代替的，0为假，非0为真。当x为0时，!(x)为1，!!(x)为0，!!的运算没有什么意义；但当x为非0时（比如100），!(x)为0，!!(x)为1，这样就达到了将非0值（比如100）全部都映射为1的效果。

原理

从跳转指令角度来说，编译器在编译生成汇编代码时会在编译选项的引导下调整if分支内代码的位置，likely修饰的调整到前面，unlikely修饰的调整到后面，节省跳转指令带来的时间开销。
从预取指令角度来说，CPU在运行当前这条指令时，ICache会预取后面的指令，提升效率。如果条件分支不满足，跳转到了其他指令，那么预取的指令就没有用了，降低流水线的效率。当编译器将大概率执行的代码放在靠前的位置，可以提高指令预取值的命中率，提升效率。