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c - 理解 strlen 实现中的代码

转载作者：太空狗更新时间：2023-10-29 16:38:31

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关于 glibc 中 string.h 中 strlen 的实现，我有两个问题。

实现使用带有“漏洞”的魔数(Magic Number)。我无法理解这是如何工作的。有人可以帮我理解这个片段:

size_t
strlen (const char *str)
{
   const char *char_ptr;
   const unsigned long int *longword_ptr;
   unsigned long int longword, himagic, lomagic;

   /* Handle the first few characters by reading one character at a time.
      Do this until CHAR_PTR is aligned on a longword boundary.  */
   for (char_ptr = str; ((unsigned long int) char_ptr
             & (sizeof (longword) - 1)) != 0;
        ++char_ptr)
     if (*char_ptr == '\0')
       return char_ptr - str;

   /* All these elucidatory comments refer to 4-byte longwords,
      but the theory applies equally well to 8-byte longwords.  */

   longword_ptr = (unsigned long int *) char_ptr;

   /* Bits 31, 24, 16, and 8 of this number are zero.  Call these bits
      the "holes."  Note that there is a hole just to the left of
      each byte, with an extra at the end:

      bits:  01111110 11111110 11111110 11111111
      bytes: AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC DDDDDDDD

      The 1-bits make sure that carries propagate to the next 0-bit.
      The 0-bits provide holes for carries to fall into.  */

    himagic = 0x80808080L;
       lomagic = 0x01010101L;
       if (sizeof (longword) > 4)
       {
           /* 64-bit version of the magic.  */
           /* Do the shift in two steps to avoid a warning if long has 32 bits.  */
           himagic = ((himagic << 16) << 16) | himagic;
             lomagic = ((lomagic << 16) << 16) | lomagic;
         }
       if (sizeof (longword) > 8)
         abort ();

       /* Instead of the traditional loop which tests each character,
          we will test a longword at a time.  The tricky part is testing
          if *any of the four* bytes in the longword in question are zero.  */
       for (;;)
         {
           longword = *longword_ptr++;

           if (((longword - lomagic) & ~longword & himagic) != 0)
         {
           /* Which of the bytes was the zero?  If none of them were, it was
              a misfire; continue the search.  */

           const char *cp = (const char *) (longword_ptr - 1);

           if (cp[0] == 0)
             return cp - str;
           if (cp[1] == 0)
             return cp - str + 1;
           if (cp[2] == 0)
             return cp - str + 2;
           if (cp[3] == 0)
             return cp - str + 3;
           if (sizeof (longword) > 4)
             {
               if (cp[4] == 0)
             return cp - str + 4;
               if (cp[5] == 0)
             return cp - str + 5;
               if (cp[6] == 0)
             return cp - str + 6;
     if (cp[7] == 0)
      return cp - str + 7;
}}}

魔数(Magic Number)的用途是什么？

为什么不简单地递增指针直到 NULL 字符并返回计数？这种方法更快吗？为什么会这样？

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