c - 了解Strlen实现中的代码

关于glibc中strlen的实现，我有两个问题。
该实现使用了一个带有“holes”的幻数。我不明白这是怎么回事。有人能帮我理解这段话吗：

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;
}}}

这个神奇的数字是用来干什么的？
为什么不简单地增加指针直到空字符并返回计数呢？这种方法更快吗？为什么会这样？

最佳答案

这用于一次性查看4个字节（32位）甚至8个字节（64位），以检查其中一个字节是否为零（字符串结尾），而不是逐个检查每个字节。
下面是一个检查空字节的示例：

unsigned int v; // 32-bit word to check if any 8-bit byte in it is 0
bool hasZeroByte = ~((((v & 0x7F7F7F7F) + 0x7F7F7F7F) | v) | 0x7F7F7F7F);

有关更多信息，请参见Bit Twiddling Hacks。
此处使用的（32位示例）：
还有一种更快的方法-使用hasless（v，1），它被定义为
下面，它在4个操作中工作，不需要子序列
验证。它简化为
#define haszero(v) (((v) - 0x01010101UL) & ~(v) & 0x80808080UL)
子表达式（v-0x01010101ul）的计算结果为
当v中的相应字节为零或大于
0x80。子表达式~v&0x808080ul计算为高位集
以字节为单位，其中v的字节没有设置其高位（因此
字节小于0x80）。最后，通过将这两个子表达式
结果是在v中的字节为零的高位集，因为
由于第一个值大于0x80而设置的高位
子表达式被第二个隐藏。
一次查看一个字节的CPU周期至少与查看完整的整数值（寄存器范围）的CPU周期相同。在该算法中，检查完整整数是否包含零。如果不是，则使用少量指令，并可以跳转到下一个完整整数。如果里面有一个零字节，则进一步检查它到底在什么位置。