[strlen的GNU實現］有趣的代碼

先擱這吧，晚上回去分析。

1. #include <string.h>
2. #include <stdlib.h>
4. #undef strlen
6. /*
7. Return the length of the null-terminated string STR.  Scan for
8. the null terminator quickly by testing four bytes at a time.  
9. */
10. size_t strlen (str)
11. const char *str;
12. {
13.     const char *char_ptr;
14.     const unsigned long int *longword_ptr;
15.     unsigned long int longword, magic_bits, himagic, lomagic;
17.     /*
18.     Handle the first few characters by reading one character at a time.
19.     Do this until CHAR_PTR is aligned on a longword boundary.  
20.     */
21.     for (char_ptr = str; ((unsigned long int) char_ptr
22.             & (sizeof (longword) - 1)) != 0;++char_ptr)
24.     if (*char_ptr == '/0')
25.             return char_ptr - str;
27.     /*
28.     All these elucidatory comments refer to 4-byte longwords,
29.     but the theory applies equally well to 8-byte longwords.  
30.     */
31.     longword_ptr = (unsigned long int *) char_ptr;
33.     /*
34.     Bits 31, 24, 16, and 8 of this number are zero.  Call these bits
35.     the "holes."  Note that there is a hole just to the left of
36.     each byte, with an extra at the end:
38.     bits:  01111110 11111110 11111110 11111111
39.     bytes: AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC DDDDDDDD
41.     The 1-bits make sure that carries propagate to the next 0-bit.
42.     The 0-bits provide holes for carries to fall into.  
43.     */
44.     magic_bits = 0x7efefeffL;
45.     himagic = 0x80808080L;
46.     lomagic = 0x01010101L;
47.     if (sizeof (longword) > 4)
48.     {
49.             /* 64-bit version of the magic.  */
50.             /* Do the shift in two steps to avoid a warning if long has 32 bits.  */
51.             magic_bits = ((0x7efefefeL << 16) << 16) | 0xfefefeffL;
52.             himagic = ((himagic << 16) << 16) | himagic;
53.             lomagic = ((lomagic << 16) << 16) | lomagic;
54.     }
55.     if (sizeof (longword) > 8)
56.             abort ();
58.     /*
59.     Instead of the traditional loop which tests each character,
60.     we will test a longword at a time.  The tricky part is testing
61.     if *any of the four* bytes in the longword in question are zero.  
62.     */
63.     for (;;)
64.     {
65.         /* We tentatively exit the loop if adding MAGIC_BITS to
66.         LONGWORD fails to change any of the hole bits of LONGWORD.
68.         1) Is this safe?  Will it catch all the zero bytes?
69.         Suppose there is a byte with all zeros.  Any carry bits
70.         propagating from its left will fall into the hole at its
71.         least significant bit and stop.  Since there will be no
72.         carry from its most significant bit, the LSB of the
73.         byte to the left will be unchanged, and the zero will be
74.         detected.
76.         2) Is this worthwhile?  Will it ignore everything except
77.         zero bytes?  Suppose every byte of LONGWORD has a bit set
78.         somewhere.  There will be a carry into bit 8.  If bit 8
79.         is set, this will carry into bit 16.  If bit 8 is clear,
80.         one of bits 9-15 must be set, so there will be a carry
81.         into bit 16.  Similarly, there will be a carry into bit
82.         24.  If one of bits 24-30 is set, there will be a carry
83.         into bit 31, so all of the hole bits will be changed.
85.         The one misfire occurs when bits 24-30 are clear and bit
86.         31 is set; in this case, the hole at bit 31 is not
87.         changed.  If we had access to the processor carry flag,
88.         we could close this loophole by putting the fourth hole
89.         at bit 32!
91.         So it ignores everything except 128's, when they're aligned
92.         properly.  */
94.         longword = *longword_ptr++;
96.         if (
97.         #if 0
98.         /* Add MAGIC_BITS to LONGWORD.  */
99.         (((longword + magic_bits)
101.         /* Set those bits that were unchanged by the addition.  */
102.         ^ ~longword)
104.         /* Look at only the hole bits.  If any of the hole bits
105.         are unchanged, most likely one of the bytes was a
106.         zero.  */
107.         & ~magic_bits)
108.         #else
109.         ((longword - lomagic) & himagic)
110.         #endif
111.         != 0)
112.         {
113.             /*
114.             Which of the bytes was the zero?  If none of them were, it was
115.             a misfire; continue the search.  
116.             */
118.             const char *cp = (const char *) (longword_ptr - 1);
120.             if (cp[0] == 0)
121.             return cp - str;
122.             if (cp[1] == 0)
123.             return cp - str + 1;
124.             if (cp[2] == 0)
125.             return cp - str + 2;
126.             if (cp[3] == 0)
127.             return cp - str + 3;
128.             if (sizeof (longword) > 4)
129.             {
130.                   if (cp[4] == 0)
131.                 return cp - str + 4;
132.                   if (cp[5] == 0)
133.                 return cp - str + 5;
134.                   if (cp[6] == 0)
135.                 return cp - str + 6;
136.                   if (cp[7] == 0)
137.                 return cp - str + 7;
138.             }
139.         }
140.     }
141. }
142. libc_hidden_builtin_def (strlen)