Linux中字符串拷贝函数strlcpy的实现

字符串拷贝函数strlcpy

size_t strlcpy(char *dest, const char *src, size_t size)
{size_t ret = strlen(src);if (size) {size_t len = (ret >= size) ? size-1 : ret;memcpy(dest, src, len);dest[len] = '\0';}return ret;
}
static inline void * __memcpy(void * to, const void * from, size_t n)
{
int d0, d1, d2;
__asm__ __volatile__("rep ; movsl\n\t""testb $2,%b4\n\t""je 1f\n\t""movsw\n""1:\ttestb $1,%b4\n\t""je 2f\n\t""movsb\n""2:": "=&c" (d0), "=&D" (d1), "=&S" (d2):"0" (n/4), "q" (n),"1" ((long) to),"2" ((long) from): "memory");
return (to);
}

1. strlcpy函数功能概述

strlcpy 是一个安全的字符串拷贝函数，可以防止缓冲区溢出

1.1. 第一段：获取源字符串长度

size_t strlcpy(char *dest, const char *src, size_t size)
{size_t ret = strlen(src);

• dest：目标缓冲区
• src：源字符串
• size：目标缓冲区大小
• ret = strlen(src) 先计算源字符串的长度

1.2. 第二段：安全检查和非空缓冲区处理

        if (size) {size_t len = (ret >= size) ? size-1 : ret;

• if (size) 检查目标缓冲区大小是否为0
• 三元运算符计算实际拷贝长度：
  • 如果源字符串长度 >= 缓冲区大小：拷贝 size-1 个字符（留1字节给结束符）
  • 否则：拷贝整个源字符串长度

1.3. 第三段：内存拷贝和字符串终止

                memcpy(dest, src, len);dest[len] = '\0';}return ret;
}

• memcpy(dest, src, len) 拷贝指定长度的字符
• dest[len] = '\0' 确保目标字符串正确终止
• return ret 返回源字符串长度（不是实际拷贝长度）

2. __memcpy 函数功能概述

这是一个用内联汇编优化的内存拷贝函数

2.1. 第一段：函数声明和变量定义

static inline void * __memcpy(void * to, const void * from, size_t n)
{
int d0, d1, d2;

• to：目标内存地址
• from：源内存地址
• n：要拷贝的字节数
• d0, d1, d2：临时变量用于汇编约束

2.2. 第二段：主拷贝循环 - 按4字节拷贝

__asm__ __volatile__("rep ; movsl\n\t"

• rep movsl 重复执行 movsl，每次拷贝4字节（双字）
• ecx 寄存器控制重复次数（n/4）
• 这是最高效的拷贝方式，一次处理4字节

2.3. 第三段：处理剩余2字节

        "testb $2,%b4\n\t""je 1f\n\t""movsw\n"

• testb $2,%b4 测试字节操作数4的低字节第1位（判断是否剩余2字节）
• je 1f 如果没有剩余2字节，跳转到标签1
  • je: 当ZF=1时执行跳转，即testb结果为0时
• movsw 拷贝2字节

2.4. 第四段：处理剩余1字节

        "1:\ttestb $1,%b4\n\t""je 2f\n\t""movsb\n""2:"

• 1:\ttestb $1,%b4 标签1：测试是否剩余1字节，注意\t是制表符
• je 2f 如果没有剩余1字节，跳转到标签2（结束）
• movsb 拷贝1字节

2.5. 第五段：汇编约束条件

        : "=&c" (d0), "=&D" (d1), "=&S" (d2):"0" (n/4), "q" (n),"1" ((long) to),"2" ((long) from): "memory");

输出操作数：

• "=&c" (d0)：d0 绑定到 ecx 寄存器（& 表示早期破坏）
• "=&D" (d1)：d1 绑定到 edi 寄存器
• "=&S" (d2)：d2 绑定到 esi 寄存器

输入操作数：

• "0" (n/4)：n/4 使用与操作数0相同的约束（ecx，重复次数）
• "q" (n)：n 使用字节寄存器（a,b,c,d之一）
• "1" ((long) to)：to 使用与操作数1相同的约束（edi，目标指针）
• "2" ((long) from)：from 使用与操作数2相同的约束（esi，源指针）

破坏描述：

• "memory"：告诉编译器内存内容被修改

2.6. 第六段：函数返回

return (to);
}

• 返回目标指针（标准memcpy行为）

3. 函数工作流程图

4. 寄存器使用说明

寄存器	用途
ecx	重复计数器（n/4）
edi	目标指针（to）
esi	源指针（from）
字节寄存器	存储n用于位测试

5. 汇编指令详解

• rep movsl：重复拷贝双字（4字节），ecx 次
• testb：测试字节的特定位
• je：等于零时跳转
• movsw：拷贝字（2字节）
• movsb：拷贝字节（1字节）

6. 拷贝策略分析

优化思路：

1. 批量处理：先用 movsl 按4字节批量拷贝
2. 剩余处理：按2字节和1字节处理剩余部分
3. 位测试：用位运算高效判断剩余字节数

字节数处理：

n % 4 的可能情况：
0: 直接由movsl处理完
1: movsl + movsb
2: movsl + movsw  
3: movsl + movsw + movsb