這兩個宏在內核中的定義如下：
# define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)
# define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
可見這裏使用了gcc的內建函數__builtin_expect()。
__builtin_expect (long exp, long c)函數：
該函數用來引導gcc進行條件分支預測。在一條指令執行時，由於流水線的作用，CPU可以同時完成下一條指令的取指，這樣可以提高CPU的利用率。在執行條件分支指令時，CPU也會預取下一條執行，但是如果條件分支的結果爲跳轉到了其他指令，那CPU預取的下一條指令就沒用了，這樣就降低了流水線的效率。
另外，跳轉指令相對於順序執行的指令會多消耗CPU時間，如果可以儘可能不執行跳轉，也可以提高CPU性能。
使用__builtin_expect (long exp, long c)函數可以幫助gcc優化程序編譯後的指令序列，使彙編指令儘可能的順序執行，從而提高CPU預取指令的正確率和執行效率。
例如，__builtin_expect(exp, 1) 表示程序執行過程中，exp取到1的可能性比較大。該函數的返回值爲exp自身。
內核中likely(x)和unlikely(x)宏：
知道__builtin_expect()函數的作用之後，我們就知道內核中likely(x)和unlikely(x)宏的作用了，通過likely(x)和unlikely(x)宏定義，我們可以得出他們的作用：likely(x)等價於x，即if(likely(x))等價於if(x)，但是它告訴gcc，x取1的可能性比較大。
unlikely(x)等價於x，即if(unlikely(x))等價於if(x)，但是它告訴gcc，x取0的可能性比較大。
程序示例：
我們可以寫一個簡單的應用程序，看看__builtin_expect()函數的作用：
寫一個函數testfunc()：
- int testfunc(int x)
- {
- if (__builtin_expect(!!(x), 1)) ///
- {
- x = 123;
- }
- else
- {
- x = 456;
- }
- return x;
- }
在main()函數中調用該函數，編譯程序（使用-O3選項），查看反彙編後的彙編代碼：
- 00400780 <testfunc>:
- 400780: 10800003 beqz a0,400790 <testfunc+0x10>
- 400784: 2402007b li v0,123
- 400788: 03e00008 jr ra
- 40078c: 00000000 nop
- 400790: 03e00008 jr ra
- 400794: 240201c8 li v0,456
從彙編代碼中可以看出，如果if成立，即x==1，則第一條跳轉指令不成功，指令得以順序執行。而如果else成立，則需要多執行一次跳轉。
如果testfunc()如下實現：- int testfunc(int x)
- {
- if (__builtin_expect(!!(x), 0)) ///
- {
- x = 123;
- }
- else
- {
- x = 456;
- }
- return x;
- }
在main()函數中調用該函數，編譯程序（使用-O3選項），查看反彙編後的彙編代碼：
- 00400780 <testfunc>:
- 400780: 14800002 bnez a0,40078c <testfunc+0xc>
- 400784: 2402007b li v0,123
- 400788: 240201c8 li v0,456
- 40078c: 03e00008 jr ra
- 400790: 00000000 nop
其他說明：
likely(x)宏傳入__builtin_expect(!!(x), 0)的第一個參數爲!!x，這樣寫是因爲__builtin_expect的第一個參數需要爲long型，而我們如果想傳入指針或字符串類型，則需要使用!!x將x變成long型，例如，如果一個指針ptr==NULL，則!ptr=1，而!!ptr=0。
注意有些gcc版本沒有實現__builtin_expect內建函數，所以這個函數不會起實際作用，相應的，likely(x)和unlikely(x)也就沒有效果了。
原文：http://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/44968395