Question

我有一个自定义ASSERT(...)宏，我在C ++应用程序中使用它。

#include <stdlib.h>
#include <iostream>

/// ASSERT(expr) checks if expr is true.  If not, error details are logged
/// and the process is exited with a non-zero code.
#ifdef INCLUDE_ASSERTIONS
#define ASSERT(expr)                                                      \
    if (!(expr)) {                                                        \
        char buf[4096];                                                   \
        snprintf (buf, 4096, "Assertion failed in \"%s\", line %d\n%s\n", \
                 __FILE__, __LINE__, #expr);                              \
        std::cerr << buf;                                                 \
        ::abort();                                                        \
    }                                                                     \
    else // This 'else' exists to catch the user's following semicolon
#else
#define ASSERT(expr)
#endif

最近我正在阅读一些Linux内核模块代码，并且遇到了likely(...)和unlikely(...)宏的存在。这些提示给CPU提示给定分支更有可能，并且管道应该针对该路径进行优化。

根据定义，断言应该评估为真（即likely）。

我可以在ASSERT宏中提供类似的提示吗？这里的潜在机制是什么？

显然我会衡量表现的任何差异，但理论上它应该有所不同吗？

我只在Linux上运行我的代码，但是有兴趣知道是否有跨平台的方式来做这件事。我也在使用gcc，但也想支持clang。

Answer 1

性能增益可能不大，但这就是定义这些linux内核宏的方法：

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

因此，您可以像这样修改您的条件（假设expr预期为真，因此预期!(expr)为假）：

if (__builtin_expect(!(expr), 0)) {

或者您可以定义与内核相同的宏，并使用它们以提高可读性。

这是gcc内置的，当然不可移植。

This表明clang也支持内置。不过，您可以使用上面的宏并在不支持内置的编译器上有条件地定义它们，如#define likely(x) (x)。

在你的情况下，预测会很好（或者你或者你正在中止），所以不应该有悲观的风险，但如果你考虑更广泛地使用内置，这里有来自gcc文档的建议：

一般情况下，您应该更喜欢使用实际的配置文件反馈（-fprofile-arcs），因为程序员在预测程序实际执行情况方面非常糟糕。

Answer 2

对于许多CPU，likely和unlikely（或其他任何事情）不向CPU提供分支提示（仅限于编译器，可能使用它来进行不同的优化，类似于配置文件引导优化），原因很简单，没有办法做到这一点。

例如，自P4起为x86定义了分支提示。在此之前他们没有任何影响，但更糟糕的是，他们对P4以外的任何事情都没有影响。所以它们没用（但浪费空间和带宽），据我所知，GCC不发射它们。

ARM不（但是？）也有分支提示。 PPC，IA64和SPARC确实有暗示分支，我不知道GCC是否会使用likely和unlikely，但至少它可以。

Answer 3

无需任何其他注释。编译器已经很少知道abort被称为非常（每个程序执行最多一次），因此编译器会将包含abort的分支视为不可能的分支。您可以通过查看abort的声明来验证这一点。在glibc中，它被声明为

extern void abort (void) __THROW __attribute__ ((__noreturn__));

并在Visual Studio 2013中：

_CRTIMP __declspec(noreturn) void __cdecl abort(void);

提示断言中的分支预测

3 个答案: