本文介绍Linux 4.4内核宏likely()和unlikely()。
文件：include/linux/compiler.h，定义如下：
#ifdef __GNUC__
#include
#endif
...
# define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)
# define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
__builtin_expect在交叉编译工具链中的文件system.h(路径：gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/7.3.1/plugin/include)中定义，在compiler-gcc.h文件中引用，如下：
root@ubuntu:/usr/local/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/7.3.1/plugin/include# grep -w __builtin_expect system.h
/* __builtin_expect(A, B) evaluates to A, but notifies the compiler that
#define __builtin_expect(a, b) (a)
((void)(__builtin_expect (!(EXPR), 0) ? __builtin_unreachable (), 0 : 0))
root@ubuntu:/usr/local/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/7.3.1/plugin/include# grep -w system.h gcc-plugin.h
#include "system.h"
一、功能
功能：判断传入的指针ptr是否有效。
Linux内核指针包括：有效指针、空指针（NULL）和错误指针。
Linux内核用最后4K空间保存指针的出错码，64位的系统地址为：0xffff ffff ffff f001 ~ 0xffff ffff ffff ffff。
如果是错误指针，配合PTR_ERR()函数判断错误代码。
文件：include/uapi/asm-generic/errno-base.h，定义如下：
#define EPERM 1 /* Operation not permitted */
#define ENOENT 2 /* No such file or directory */
#define ESRCH 3 /* No such process */
#define EINTR 4 /* Interrupted system call */
#define EIO 5 /* I/O error */
#define ENXIO 6 /* No such device or address */
#define E2BIG 7 /* Argument list too long */
#define ENOEXEC 8 /* Exec format error */
#define EBADF 9 /* Bad file number */
#define ECHILD 10 /* No child processes */
#define EAGAIN 11 /* Try again */
#define ENOMEM 12 /* Out of memory */
...
文件：include/uapi/asm-generic/errno.h，定义如下：
#define EDEADLK 35 /* Resource deadlock would occur */
#define ENAMETOOLONG 36 /* File name too long */
#define ENOLCK 37 /* No record locks available */
#define ENOSYS 38 /* Invalid system call number */
#define ENOTEMPTY 39 /* Directory not empty */
#define ELOOP 40 /* Too many symbolic links encountered */
...
文件：include/linux/errno.h，定义如下：
#define ERESTARTSYS 512
#define ERESTARTNOINTR 513
#define ERESTARTNOHAND 514 /* restart if no handler.. */
#define ENOIOCTLCMD 515 /* No ioctl command */
#define ERESTART_RESTARTBLOCK 516 /* restart by calling sys_restart_syscall */
#define EPROBE_DEFER 517 /* Driver requests probe retry */
...
二、说明
1）inline：内联函数。内联函数的代码会直接嵌入到调用它的位置，调用几次就嵌入几次。
2）__must_check：指调用函数一定要处理函数的返回值，否则编译器会给出警告。
3）__force：表示变量可进行强制转换。
4）unlikely后续专门介绍。
4）(unsigned long)-MAX_ERRNO：用补码的方式表示-4095，64位系统为0xffff ffff ffff f001。
三、示例
文件：drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c
printk(KERN_ERR" ==== unsigned long 0x%lx \n", (unsigned long)-MAX_ERRNO);
...
private->devfreq = devfreq_get_devfreq_by_phandle(dev, 0);
printk(KERN_ERR"==== IS_ERR(private->devfreq) %d , private->devfreq %p\n", \
IS_ERR(private->devfreq), private->devfreq);
## 1、判断是否有效指针
if (IS_ERR(private->devfreq)) {
## 2、判断错误码
if (PTR_ERR(private->devfreq) == -EPROBE_DEFER) {
parent_np = of_parse_phandle(np, "devfreq", 0);
if (parent_np &&
of_device_is_available(parent_np)) {
...
} else {
## 3、运行到此处
dev_info(dev, "dmc is disabled\n");
}
} else {
...
}
...
}
...
private->hdmi_pll.pll = devm_clk_get(dev, "hdmi-tmds-pll");
printk(KERN_ERR"==== IS_ERR(private->hdmi_pll.pll) %d , private->hdmi_pll.pll %p\n", \
IS_ERR(private->hdmi_pll.pll), private->hdmi_pll.pll);
程序运行后，相关日志如下：
[ 2.270871] ==== unsigned long 0xfffffffffffff001
[ 2.271322] ==== IS_ERR(private->devfreq) 1 , private->devfreq fffffffffffffdfb
[ 2.271993] rockchip-drm display-subsystem: dmc is disabled
[ 2.272504] ==== IS_ERR(private->hdmi_pll.pll) 0 , private->hdmi_pll.pll ffffffc0782e6340
通过上面日志可以看出：
1）private->devfreq值为0xfffffffffffffdfb（值为-517），对应错误码EPROBE_DEFER，此时IS_ERR返回1。
2）private->hdmi_pll.pll值为0xffffffc0782e6340，是有效指针，IS_ERR返回0。