Linux字符串处理

在Linux内核中，字符串处理函数与用户空间的C标准库类似，但为适应内核环境做了优化和调整。

1. 格式化输出函数

snprintf

• 作用：安全格式化字符串（避免缓冲区溢出）。
• 原型：int snprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...);
• 示例：

char buf[50];

int len = snprintf(buf, sizeof(buf), "PID: %d, State: %s", task_pid_nr(current), "Running");

`scnprintf**

• 作用：与snprintf相同，但保证返回值为实际写入长度（不含结尾\0）。
• 原型：int scnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...);

`vsnprintf**

• 作用：可变参数版本的snprintf。
• 原型：int vsnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, va_list args);

2. 字符串拷贝与连接

strlcpy

• 作用：安全拷贝字符串（保证结尾\0）。
• 原型：size_t strlcpy(char *dest, const char *src, size_t size);
• 示例：

char dest[32]; 
strlcpy(dest, "Hello Kernel", sizeof(dest));

strlcat

• 作用：安全连接字符串（保证结尾\0）。
• 原型：size_t strlcat(char *dest, const char *src, size_t size);
• 示例：

char base[32] = "Hello";

strlcat(base, " World", sizeof(base)); // 结果："Hello World"

3. 内存操作函数

memcpy

• 作用：复制内存区域（不处理重叠）。
• 原型：void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
• 示例：

char src[] = "Data";

char dest[10]; memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 包括结尾\0

memmove

• 作用：复制内存区域（处理重叠）。
• 原型：void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);

4. 字符串比较

strcmp / strncmp

• 作用：比较字符串。
• 原型：

int strcmp(const char *s1, const char *s2);

int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);

• 示例：

if (strncmp(cmd, "start", 5) == 0) { // 处理"start"命令 }

5. 字符串查找

strstr

• 作用：查找子字符串。
• 原型：char *strstr(const char *haystack, const char *needle);
• 示例：

char *path = "/sys/devices/system";

if (strstr(path, "system") != NULL) { // 路径包含"system" }

6. 字符串转换

kstrto*

• 作用：字符串转整数（安全且支持进制）。
• 常用函数：

int kstrtoint(const char *s, unsigned int base, int *res);

int kstrtoul(const char *s, unsigned int base, unsigned long *res);

• 示例：

char num_str[] = "42"; int value;

if (kstrtoint(num_str, 10, &value) == 0) {

        printk("Value: %d\n", value); // 输出42

}

7. 动态字符串分配

kasprintf

• 作用：动态分配并格式化字符串（类似sprintf）。
• 原型：char *kasprintf(gfp_t gfp_mask, const char *fmt, ...);
• 示例：

char *msg = kasprintf(GFP_KERNEL, "Error %d in %s", errno, __func__); if (msg) {

        printk("%s\n", msg);

        kfree(msg); // 需手动释放

}

8. 字符串长度

strlen

• 作用：计算字符串长度（不含\0）。
• 原型：size_t strlen(const char *s);

关键注意事项：

1. 避免不安全函数： 不使用sprintf、strcpy等可能溢出的函数，优先用snprintf、strlcpy。
2. 内存分配： 使用kasprintf或kstrdup分配字符串后，必须用kfree释放。
3. 错误处理： 检查函数返回值（如kstrto*返回0表示成功）。
4. 头文件： 包含<linux/string.h>、<linux/kernel.h>等。

完整示例：格式化与转换

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/string.h>

void log_process_info(void) {
    char buf[100];
    // 格式化字符串
    int len = snprintf(buf, sizeof(buf), "Process: %s (PID: %d)", current->comm, task_pid_nr(current));
    
    // 安全拷贝
    char dest[50];
    strlcpy(dest, buf, sizeof(dest));
    
    // 字符串转整数
    char count_str[] = "100";
    unsigned long count;
    if (kstrtoul(count_str, 10, &count) == 0) {
        printk("Count: %lu\n", count);
    }
}

通过以上函数，内核能高效、安全地处理字符串操作。