Sea++(@sea_plus_plus). likely/unlikelyEnglish version: https://telegra.ph/likelyunlikely-11-27Многие задают вопрос про посл

likely/unlikely

English version: https://telegra.ph/likelyunlikely-11-27

Многие задают вопрос про последнюю статью: что это за атрибут [[unlikely]]? Этот атрибут взят из черновика стандарта C++20: https://en.cppreference.com/w/cpp/language/attributes/likely

Он подсказывает компилятору, какая ветка условия или case в switch выражении выполняется чаще.
На x86/x64 компилятор поместит likely-ветку в ассемблере сразу же после проверки условия, максимально утилизируя кэш инструкций процессора. Никакого статического предсказания перехода тут нет. Однако не удивлюсь, что в какой-нибудь архитектуре PowerPC найдется отдельная инструкция для подсказки предсказателю переходов.

В компиляторах пока еще нет поддержки likely/unlikely атрибутов, но зато есть расширения:

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

Пример (только Clang и GCC), где ожидаем, что IsValid() чаще будет возвращать true:

 bool IsValid();
 int Bar();
 int Baz();

 int Foo() {
   if (likely(IsValid()))
     return Bar();
   else
     return Baz();
}

Ассемблер:

 Foo():  # @Foo()
   push    rax
   call    IsValid()
   test    al, al
   je      .LBB0_2
   pop     rax
   jmp     Bar()  # TAILCALL
 .LBB0_2:
   pop     rax
   jmp     Baz()  # TAILCALL

Пример, где ожидаем, что IsValid() чаще будет возвращать false:

 bool IsValid();
 int Bar();
 int Baz();

 int Foo() {
   if (unlikely(IsValid()))
     return Bar();
   else
     return Baz();
 }

Ассемблер:

 Foo():  # @Foo()
   push    rax
   call    IsValid()
   test    al, al
   jne     .LBB0_1
   pop     rax
   jmp     Baz()  # TAILCALL
 .LBB0_1:
   pop     rax
   jmp     Bar()  # TAILCALL

Можно заметить, что компилятор ставит сразу после проверки (команда test) соответствующую нашей подсказке ветку кода. Это потенциально может дать неплохое ускорение, если все правильно разметили (а ведь можно дать и неверную подсказку).
Нужно еще иметь ввиду, что сейчас процессоры очень хорошо предсказывают ветвления, так что разницу можно особо и не заметить.