GCC中strlen()的实现在哪里？

Question

谁能给我指出 GCC 中 strlen() 的定义吗？我已经 grep 4.4.2 版本大约半个小时了（同时疯狂地谷歌搜索），我似乎找不到 strlen() 实际实现的位置。

Answer 1

您应该查看 glibc，而不是 GCC - 它似乎是在 strlen.c 中定义的 - 这是 strlen.c for glibc version 2.7... 这里是 strlen.c 的 glibc SVN 在线存储库。

您应该查看 glibc 而不是 gcc 的原因是：

GNU C 库被用作 GNU 系统和大多数具有 Linux 内核的系统中的 C 库。

Answer 2

这是 bsd 实现

size_t
strlen(const char *str)
{
        const char *s;

        for (s = str; *s; ++s)
                ;
        return (s - str);
}

Answer 3

我意识到这个问题已经有 4 年历史了，但是如果您不 #include 并且没有答案（包括接受的答案）对此进行解释。如果你忘记了，你会得到一个警告：

file_name:line_number: warning: incompromedimplicit statements ofbuilt-in function 'strlen'

并且gcc将内联它的副本，该副本在x86上是repnz scasb asm变体，除非您传递 -Werror 或 -fno-builtin。与此相关的文件在 gcc/config//.{c,md} 中，

也是由 gcc/builtins.c 控制的。如果您想知道 strlen() 是否以及如何优化为常量，请参阅此文件中定义为 tree c_strlen(tree src, int only_value) 的函数。它还控制 strlen （以及其他）如何展开和折叠（基于前面提到的配置/平台）

Answer 4

定义于glibc/string/strlen.c

#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#undef strlen

#ifndef STRLEN
# define STRLEN strlen
#endif

/* Return the length of the null-terminated string STR.  Scan for
   the null terminator quickly by testing four bytes at a time.  */
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;
        }
    }
    }
}
libc_hidden_builtin_def (strlen)

Answer 5

glibc 2.26 有几个手工优化的 strlen 汇编实现 从

glibc-2.26 开始，快速：

git ls-files | grep strlen.S

在 glibc 树中显示了十几个汇编手工-所有主要拱门和变体的优化实现。

特别是，x86_64 本身就有 3 种变体：

sysdeps/x86_64/multiarch/strlen-avx2.S
sysdeps/x86_64/multiarch/strlen-sse2.S
sysdeps/x86_64/strlen.S

确定使用哪一种的一种快速而肮脏的方法是逐步调试测试程序：

#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    size_t size = 0x80000000, i, result;
    char *s = malloc(size);
    for (i = 0; i < size; ++i)
        s[i] = 'a';
    s[size - 1] = '\0';
    result = strlen(s);
    assert(result == size - 1);
    return EXIT_SUCCESS;
}

编译时使用：

gcc -ggdb3 -std=c99 -O0 a.c

Off the bat:

disass main

contains:

callq  0x555555554590 <strlen@plt>

所以调用 libc 版本。

经过几个 si 指令级步骤后，GDB 达到：

__strlen_avx2 () at ../sysdeps/x86_64/multiarch/strlen-avx2.S:52                                         
52      ../sysdeps/x86_64/multiarch/strlen-avx2.S: No such file or directory.

它告诉我 strlen-使用avx2.S。

然后，我进一步确认：

disass __strlen_avx2

并将反汇编与glibc源进行比较。

使用 AVX2 版本并不奇怪，因为我有一个 i7-7820HQ CPU，发布日期为 2017 年第一季度，支持 AVX2，以及 AVX2 是最先进的汇编实现，发布日期为 2013 年第二季度，而 SSE2 从 2004 年开始就更加古老。

这就是 glibc 的核心性很大一部分来自于：它有很多经过架构优化的手写汇编代码。

在 Ubuntu 17.10、gcc 7.2.0、glibc 2.26 中测试。

-O3

TODO：使用-O3，gcc不使用glibc的strlen，它只是生成内联汇编，这提到的是： https://stackoverflow.com/a/19885891/895245

是因为它可以优化得更好吗？但它的输出不包含AVX2指令，所以我觉得事实并非如此。

https://www.gnu.org/software/gcc/projects/optimize。 html 提到：

GCC优化器的缺陷

glibc 有各种字符串函数的内联汇编版本； GCC 在相同的架构上有一些，但不一定是相同的。可以为更多函数提供其他 optab 条目，例如 ffs 和 strlen 的条目，包括 memset、strchr、strcpy 和 strrchr。

我的简单测试表明 -O3 版本实际上更快，因此 GCC 做出了正确的选择。

提问于：https://www.quora.com/unanswered/How-does-GCC-know-that-its-builtin-implementation-of-strlen-is-faster -than-glibcs​​-when-using-optimization-level-O3

Answer 6

尽管原始发布者可能不知道这一点或一直在寻找这一点，但 gcc 内部内联了许多它自己定义的所谓“内置”c 函数，包括一些 mem*() 函数和（取决于gcc 版本）strlen.在这种情况下，库版本基本上不会被使用，并且将人指向 glibc 中的版本严格来说并不正确。 （这样做是出于性能原因——除了内联本身产生的改进之外，gcc 在提供函数时“知道”有关函数的某些事情，例如 strlen 是一个纯函数，因此它可以优化掉多个调用，或者在 mem*() 函数的情况下不会发生别名。）

有关这方面的更多信息，请参阅 http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Other-Builtins.html

Answer 7

这是您要找的吗？ 斯特伦() 来源。有关详细信息，请参阅 git 存储库。 glibc 资源页面 有 git 存储库的链接（如果您想获取它们）而不是看网页视图。

Answer 8

Google 代码搜索 是解决此类问题的一个很好的起点。它们通常指向函数的各种不同来源和实现。

在您的特定情况下：GoogleCodeSearch(strlen)

Google 代码搜索于 2013 年 3 月完全关闭

Answer 9

我意识到这是老问题了，你可以在 github 这里 找到 linux 内核源代码，以及 32 位内核源代码strlen() 的实现可以在 strlen_32.c< 中找到/a> 在 github 上。提到的文件有这个实现。

#include <linux/types.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/module.h>

size_t strlen(const char *s)
{
    /* Get an aligned pointer. */
    const uintptr_t s_int = (uintptr_t) s;
    const uint32_t *p = (const uint32_t *)(s_int & -4);

    /* Read the first word, but force bytes before the string to be nonzero.
     * This expression works because we know shift counts are taken mod 32.
     */
    uint32_t v = *p | ((1 << (s_int << 3)) - 1);

    uint32_t bits;
    while ((bits = __insn_seqb(v, 0)) == 0)
        v = *++p;

    return ((const char *)p) + (__insn_ctz(bits) >> 3) - s;
}
EXPORT_SYMBOL(strlen);

Answer 10

您可以使用此代码，越简单越好！

size_t Strlen ( const char * _str )
{
    size_t i = 0;
    while(_str[i++]);
    return i;
}