Как делают вероятные/маловероятные макросы в ядре Linux работают и каково их преимущество?

Это макросы, которые дают подсказки компилятору, о котором пути может пойти ответвление. Макросы расширяются до определенных расширений GCC, если они доступны.

GCC использует их для оптимизировать для предсказания ветвлений. Например, если у Вас есть что-то как следующий

if (unlikely(x)) {
  dosomething();
}

return x;

Тогда, это может реструктурировать этот код, чтобы быть чем-то больше как:

if (!x) {
  return x;
}

dosomething();
return x;

преимущество этого - то, что, когда процессор берет ответвление в первый раз, существует значительно служебный, потому что он, возможно, теоретически загружал и выполнял код далее вперед. Когда это решит, что возьмет ответвление, тогда это должно делать недействительным это и запуститься в цели ответвления.

самые современные процессоры теперь имеют своего рода предсказание ветвлений, но который только помогает, когда Вы были посредством ответвления прежде, и ответвление находится все еще в кэше предсказания ветвлений.

существует много других стратегий, которые компилятор и процессор могут использовать в этих сценариях. Можно найти больше деталей о том, как предикторы ответвления работают в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Branch_predictor

Они заставляют компилятор испускать соответствующие подсказки ответвления где поддержка оборудования их. Это обычно просто означает вертеть несколько битов в коде операции инструкции, таким образом, размер кода не изменится. ЦП запустит выбирающие инструкции с предсказанного местоположения, и сбросит конвейер и запустится, если это окажется неправильным, когда ответвление достигнуто; в случае, где подсказка корректна, это сделает ответвление намного быстрее - точно, сколько быстрее будет зависеть от аппаратных средств; и то, насколько это влияет на производительность кода, будет зависеть от того, какая пропорция подсказки времени корректна.

, Например, на ЦП PowerPC ответвление, которому не подсказывают, могло бы взять 16 циклов, правильно подсказал, что 8 и неправильно подсказали 24. В самых внутренних циклах хороший вывод подсказок может иметь огромное значение.

Мобильность не является действительно проблемой - по-видимому, определение находится в заголовке на платформу; можно просто определить, "вероятно", и "вряд ли" ни к чему для платформ, которые не поддерживают статические подсказки ответвления.

(замечание общего порядка - другие ответы касаются деталей)

нет никакой причины, что необходимо потерять мобильность при помощи их.

у Вас всегда есть опция создания простого нулевого эффекта, "встроенного" или макро-, который позволит Вам компилировать на других платформах с другими компиляторами.

Вы просто не извлечете пользу из оптимизации, если Вы будете на других платформах.

Они - подсказки к компилятору для генерации префиксов подсказки на ответвлениях. На x86/x64 они поднимают один байт, таким образом, Вы получите самое большее однобайтовое увеличение для каждого ответвления. Что касается производительности, это полностью зависит от приложения - в большинстве случаев, предиктор ответвления на процессоре проигнорирует их в эти дни.

Редактирование: Забыл об одном месте, с которым они могут на самом деле действительно помочь. Это может позволить компилятору переупорядочивать график потока управления для сокращения количества ответвлений, взятых для 'вероятного' пути. Это может иметь отмеченное улучшение циклов, где Вы проверяете несколько случаев выхода.

Это функции GCC для программиста для предоставления подсказки компилятору о том, чем наиболее вероятное условие ответвления будет в данном выражении. Это позволяет компилятору создавать команды перехода так, чтобы наиболее распространенный случай взял наименьшее количество количества инструкций выполниться.

, Как команды перехода создаются, зависят от архитектуры процессора.