Linux программирование в примерах

Рис. 12.1. Перекрывающиеся копии

Целью является скопировать четыре экземпляра struct xyz от data[0] до data[3] в участок от data[3] до data[6]. Здесь проблемой является data[3], побайтовое копирование с перемещением в памяти из data[0] затрет data[3] до того, как он будет безопасно скопирован в data[6]! (Может возникнуть также сценарий, когда копирование в памяти в обратном направлении разрушит перекрывающиеся данные.)

Функция memcpy была первоначальной функцией в System V API для копирования блоков памяти; ее поведение для перекрывающихся блоков памяти не была подробно определена тем или иным способом. Для стандарта С 1989 г. комитет почувствовал, что это отсутствие определенности является проблемой, поэтому они придумали memmove. Для обратной совместимости memcpy была оставлена, причем поведение для перекрывающейся памяти было специально отмечено как неопределенное, а в качестве процедуры, корректно разрешающей проблемные случаи, была предложена memmove.

Какую из них использовать в своем коде? Для библиотечной функции, которая не знает, какие области памяти ей передаются, следует использовать memmove. Таким способом вы гарантируете, что не будет проблем с перекрывающимися областями. Для кода приложения, который «знает», что две области не перекрываются, можно безопасно использовать memcpy.

Как для memcpy, так и для memmove (как и для strcpy) буфер назначения является первым аргументом, а источник — вторым. Чтобы запомнить это, обратите внимание на порядок, который тот же самый, как в операторе присваивания:

dest = src;

(Справочные страницы во многих системах не помогают, предлагая прототип в виде 'void *memcpy(void *buf1, void *buf2, size_t n)' и полагаясь на то, что текст объяснит, что есть что. К счастью, справочная страница GNU/Linux использует более осмысленные имена.)

12.2.3. Сравнение блоков памяти: memcmp

Функция memcmp сравнивает count байтов из двух произвольных буферов данных. Возвращаемое ею значение подобно strcmp: отрицательное, нулевое или положительное, если первый буфер меньше, равен или больше второго.

Вы можете поинтересоваться: «Почему бы не использовать для такого сравнения strcmp?» Разница между двумя функциями в том, что memcmp не принимает во внимание нулевые байты (завершающий строку '\0'.) Таким образом, memcmp является функцией, которая используется, когда вам нужно сравнить произвольные двоичные данные.

Другим преимуществом memcmp является то, что она быстрее типичной реализации на C:

/* memcmp --- пример реализации на С, НЕ для реального использования */
int memcmp(const void *buf1, const void *buf2, size_t count) {
 const unsigned char *cp1 = (const unsigned char*)buf1;
 const unsigned char *cp2 = (const unsigned char*)buf2;
 int diff;
 while (count-- != 0) {
 diff = *cp1++ - *cp2++;
 if (diff != 0)
 return diff;
 }
 return 0;
}

Скорость может быть достигнута в результате использования специальных инструкций «блочного сравнения памяти», которые поддерживают многие архитектуры, или в результате сравнения единиц, превышающих байты. (Эта последняя операция коварна, и лучше оставить ее автору библиотеки.)

По этим причинам всегда следует использовать вашу библиотечную версию memcmp вместо прокручивания своей собственной. Велика вероятность, что автор библиотеки знает машину лучше вас

12.2.4. Поиск байта с данным значением: memchr

Функция memchr сходна с функцией strchr: она возвращает местоположение определенного значения внутри произвольного буфера. Как и в случае memcmp против strcmp, основной причиной для использования memchr является использование произвольных двоичных данных.

GNU wc использует memchr при подсчете лишь строк и байтов [124] , и это позволяет wс быть быстрой. Из wc.c в GNU Coreutils:

124

См. wс(1). wc подсчитывает строки, слова и символы — Примеч. автора.

257 else if (!count_chars && !count_complicated)
258 {
259 /* Использует отдельный цикл при подсчете лишь строк или строк и байтов -
260 но не символов или слов. */
261 while ((bytes_read = safe_read(fd, buf, BUFFER_SIZE)) > 0)
262 {
263 register char *p = buf;
264
265 if (bytes_read == SAFE_READ_ERROR)
266 {
267 error(0, errno, "%s", file);
268 exit_status = 1;
269 break;
270 }
271
272 while ((p = memchr(p, '\n', (buf + bytes_read) - p)))
273 {
274 ++p;
275 ++lines;
276 }
277 bytes += bytes_read;
278 }
279 }

Внешний цикл (строки 261–278) читает блоки данных из входного файла. Внутренний цикл (строки 272–276) использует memchr для поиска и подсчета символов конца строки. Сложное выражение '(buf + bytes_read) - р' сводится к числу оставшихся байтов между текущим значением p и концом буфера.

Комментарии в строках 259–260 нуждаются в некотором объяснении. Вкратце, современные системы могут использовать символы, занимающие более одного байта в памяти и на диске. (Это несколько более подробно обсуждается в разделе 13.4 «Не могли бы вы произнести это для меня по буквам?».) Таким образом, wc должна использовать другой код, если она различает байты и символы: этот код имеет дело со случаем подсчета байтов.