内核-strcpy

看libc里面实现的strcpy

说明一下,这个libc代码的来源貌似比较复杂,有来自BSD的,有来自GNU,还有一些其他的

#define UNALIGNED(x,y) (((unsigned long)x & (sizeof (unsigned long)-1)) ^ ((unsigned long)y & (sizeof (unsigned long)-1)))
#define STRALIGN(x) (((unsigned long)x&3)?4-((unsigned long)x&3):0)
# define MKW(x) (x|x<<8|x<<16|x<<24)
# define GFC(x) ((x)&0xff)
# define INCSTR(x) do { x >>= 8; } while (0);
 
char *
strcpy (char *s1, const char *s2)
{
    char           *res = s1;
#ifdef WANT_SMALL_STRING_ROUTINES
    while ((*s1++ = *s2++));
    return (res);
#else
    int             tmp;
    unsigned long   l;
 
    if (UNALIGNED(s1, s2)) {
    while ((*s1++ = *s2++));
    return (res);
    }
    if ((tmp = STRALIGN(s1))) {
    while (tmp-- && (*s1++ = *s2++));
    if (tmp != -1) return (res);
    }
 
    while (1) {
    l = *(const unsigned long *) s2;
    if (((l - MKW(0x1ul)) & ~l) & MKW(0x80ul)) {
        while ((*s1++ = GFC(l))) INCSTR(l);
        return (res);
    }
    *(unsigned long *) s1 = l;
    s2 += sizeof(unsigned long);
    s1 += sizeof(unsigned long);
    }
#endif
}

那些需要的宏我也给拎出来了,好看一些.
先来看这个简单的实现:WANT_SMALL_STRING_ROUTINES
while ((*s1++ = *s2++));
return (res);
就两行代码,也确实够简单的…这个不说.

再看后面的实现,前面两个宏的判断我也不想看,貌似是什么是否是四字节对齐的判断,猜的…
真正有意思的在这里while(1)这里,这里才是问题的关键.
DEBUG几次大约就能知道if语句里面判断字符串是否包含’\0’.
如果包含’\0’,那么就用while把剩余的字符串拷贝过去;
如果不包含’\0’,那么就用long拷贝,因为一次可以拷贝四个字节.
if语句外面的,基本上大家都知道意思了,问题就在里面的,里面猜是能猜到拷贝剩余的(不足四个字节的)字符串.
先来看:
while ((*s1++ = GFC(l))) INCSTR(l);
return (res);
这两句代码吧.
while( *si++ = GetFirstChar(l) ) //获取l的第一个字符
INC_STR(l); //往后偏移一个字节

那么他是怎么判断这个long里面是否有’\0’的呢?问题的关键就在
((l - MKW(0x1ul)) & ~l) & MKW(0x80ul)
这句代码上!
这句代码看这个很费解,我看了很长时间才看懂了.OK,提个问题,你怎么判断一个字节是否是0呢?
你也许会用==0,可是这样的代码只能对一个字节有效,这个libc用了一种比较复杂的办法:
byte i;
((i - 0x1) & ~i) & 0x80
他是这么判断的.
那句代码可以这么写(i-1) & (0xFF-i) & 0x80,我们画一个表就明白是怎么回事了.

i 　　0 　 1 　2 　 … 127 128 129 … 253 254 255
i-1 　　255 0 　1 　 … 126 127 128 … 252 253 254
255-i 　255 254 253 … 128 127 126 … 2 　 1 　0
& 　 255 <=0 <=1 … <=126 <=127 <=126 … <=2 <=1 <=0

有一个命题,N >= M,那么,(N & M) <= M 必然成立.(谁帮忙证明一下^_)
那么(i-1) & (255-i)里面最大的数,也就指望中间这就几个数了,很可惜
127 & 127 = 127 < 128 = 0x80
所以他就用这个算法,去衡量一个byte是否是’\0’,也就是0.
是0的话,会返回255;否则返回0.
一个long里面有四个byte,只要有一个byte出现0，也就是出现字符串的终结符,都会是那个表达式变成一个非0的数字,从而他的目的达到了.

OK,再来回顾一下他是怎么做的呢?

1. 读取四个字节,构成一个long
2. 判断这个long里面有没有包含C String的终结符’\0’
3. 包含的话,按byte拷贝
4. 不包含的话,按long拷贝
5. 回到1