【轉】gcc的__builtin_函數介紹
轉自：http://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/44948523
GCC提供了一系列的builtin函數，可以實現一些簡單快捷的功能來方便程序編寫，另外，很多builtin函數可用來優化編譯結果。這些函數以“__builtin_”作為函數名前綴。
很多C標準庫函數都有與之對應的GCC builtin函數，例如strcpy()有對應的__builtin_strcpy()內建函數。
下面就介紹一些builtin函數及其作用：
__builtin_ffs(x)：返回x中最後一個為1的位是從後向前的第幾位，如__builtin_ffs(0x789)=1, __builtin_ffs(0x78c)=3。於是，__builtin_ffs(x) - 1就是x中最後一個為1的位的位置。
__builtin_popcount(x)：x中1的個數。
__builtin_ctz(x)：x末尾0的個數。x=0時結果未定義。
__builtin_clz(x)：x前導0的個數。x=0時結果未定義。
上面的宏中x都是unsigned int型的，如果傳入signed或者是char型，會被強制轉換成unsigned int。
__builtin_parity(x)：x中1的奇偶性。
__builtin_return_address(n)：當前函數的第n級調用者的地址，用的最多的就是__builtin_return_address(0)，即獲得當前函數的調用者的地址。註意，該函數實現是體系結構相關的，有些體系結構只實現了n=0的返回結果。
uint16_t __builtin_bswap16 (uint16_t x)
uint32_t __builtin_bswap32 (uint32_t x)：按字節翻轉x，返回翻轉後的結果。
__builtin_prefetch (const void *addr, ...)：它通過對數據手工預取的方法，在使用地址addr的值之前就將其放到cache中，減少了讀取延遲，從而提高了性能，但該函數也需要 CPU 的支持。該函數可接受三個參數，第一個參數addr是要預取的數據的地址，第二個參數可設置為0或1（1表示我對地址addr要進行寫操作，0表示要進行讀操作），第三個參數可取0-3（0表示不用關心時間局部性，取完addr的值之後便不用留在cache中，而1、2、3表示時間局部性逐漸增強）。
__builtin_constant_p (exp)
__builtin_types_compatible_p(type1, type2)：判斷type1和type2是否是相同的數據類型，相同返回1，否則返回0。該函數不區分const/volatile這樣的修飾符，即int和const int被認為是相同的類型。
1 #define foo(x) 2 ({ 3 typeof(x) tmp = (x); 4 if(__builtin_types_compatible_p(typeof(x), int)) 5 //do something...\ 6 else 7 //do something...\ 8 tmp; 9 })
__builtin_expect (long exp, long c)：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可以完成下一條指令的取指，這樣可以提高CPU的利用率。在執行一條條件分支指令時，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。內核中的likely()和unlikely()就是通過__builtin_expect來實現的。
__builtin_expect (long exp, long c)函數可以優化程序編譯後的指令序列，使指令盡可能的順序執行，從而提高CPU預取指令的正確率。該函數的第二個參數c可取0和1，
例如：
1 if (__builtin_expect (x, 0)) 2 foo ();
表示x的值大部分情況下可能為0，因此foo()函數得到執行的機會比較少。gcc就不必將foo()函數的匯編指令緊挨著if條件跳轉指令。
由於第二個參數只能取整數，所以如果要判斷指針或字符串，可以像下面這樣寫：
1 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1)) 2 foo (*ptr);
表示ptr一般不會為NULL，所以foo函數得到執行的概率較大，gcc會將foo函數的匯編指令放在挨著if跳轉執行的位置。
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