c - linux 中的 toupper 和 tolower 函数使用 XOR 按位运算

Question

在Linux Source代码

tolower和topupper的实现如下实现

static inline unsigned char __tolower(unsigned char c)
{
        if (isupper(c))
            c -= 'A'-'a';
        return c;
}


 static inline unsigned char __toupper(unsigned char c)
 {
    if (islower(c))
            c -= 'a'-'A';
    return c;
 }

我可以使用 XOR (^) 按位运算如下所示吗？

异或运算有没有潜在的Bug？

 c -= 'A'-'a'; ----> c = c ^ 0x20 ;  //using xor to convert to lower case to upper case and vice versa

Answer 1

你很可能可以，但很难看出重点。

异或:将一个字节值与一个常量进行异或运算并不比添加(或减去)一个常量快。并且它变成一个开关(即 toupper() 和 tolower() 可以是相同的代码)的好处非常小，因为代码量很小。

反汇编时，这两个函数:

int my_tolower1(int c)
{
  return c + 'a' - 'A';
}

int my_tolower2(int c)
{
  return c ^ ('a' - 'A');
}

几乎编译成同样的东西，当然是模加法与异或法:

my_tolower1(int):
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movl    -4(%rbp), %eax
        addl    $32, %eax
        popq    %rbp
        ret
my_tolower2(int):
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movl    -4(%rbp), %eax
        xorl    $32, %eax
        popq    %rbp
        ret

addl 和xorl 指令都是三个字节，所以没有区别。我假设它们在当今最有趣的 CPU 上都是单周期的。

请注意，正如我在评论中所说，一般而言，您不应该四处走动并假设您的 C 程序在可以做出此类假设的环境中运行。然而，Linux 内核就是这样一个环境。