printf 從現象到本質

講真，要深入理解 printf，只能自己看源碼。666…

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從現象到本質

前些時間，朋友問了一個問題：

printf 的 %s 格式輸出，如果參數是其它類型的數據強制轉換爲 char* 的，結果會怎麼樣？

我想最好的方法莫過於馬上動手測試一下，看看結果。如果再問：printf 是線程安全的嗎？… 問題很多，這些都只是問題的表象，要從現象看本質。Linux 是開源的，何不看源碼理解程序工作原理呢？

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從源碼上看 strnlen 是通過查找內存的 ‘\0’ 字符串結束符的。如果強制轉換的內存數據，沒有 ‘\0’ 結束符，那 strnlen 就會出現問題。

/* https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/boot/printf.c */

int printf(const char *fmt, ...) {
    char printf_buf[1024];
    va_list args;
    int printed;

    va_start(args, fmt);
    printed = vsprintf(printf_buf, fmt, args);
    va_end(args);

    puts(printf_buf);

    return printed;
}

int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args) {
    ...
    switch (*fmt) {
        ...
        case 's':
            s = va_arg(args, char *);
            len = strnlen(s, precision);

            if (!(flags & LEFT))
                while (len < field_width--)
                    *str++ = ' ';
            for (i = 0; i < len; ++i)
                *str++ = *s++;
            while (len < field_width--)
                *str++ = ' ';
            continue;
    }
    ...
}

/* https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/boot/string.c */

size_t strnlen(const char *s, size_t maxlen) {
    const char *es = s;
    while (*es && maxlen) {
        es++;
        maxlen--;
    }

    return (es - s);
}

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總結

不只 printf 的實現，很多基礎函數，都能從 linux 源碼中查看。可以從 github 下載一份源碼，方便查看。下載個 zip 文件包吧，git 文件有點太大了。

/* https://github.com/torvalds/linux/blob/master/lib/string.c */

char *strcpy(char *dest, const char *src) {
    char *tmp = dest;

    while ((*dest++ = *src++) != '\0')
        /* nothing */;
    return tmp;
}

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