setjmp AND longjmp

本文详细介绍了setjmp和longjmp在异常处理中的应用,通过具体实例展示了如何利用这两个函数来实现异常状态的恢复和多层函数调用的跳转。
         setjmp/longjmp的典型用途是异常处理机制的实现:利用longjmp恢复程序或线程的状态,甚至可以跳过栈中多层的函数调用。两个函数的原型在setjmp.h中。
int setjmp(jmp_buf env)
        创建本地的jmp_buf缓冲区并且初始化,用于将来跳转回此处。这个子程序保存程序的调用环境于env参数所指的缓冲区,env将被longjmp使用。如果是从setjmp直接调用返回,setjmp返回值为0。如果是从longjmp恢复的程序调用环境返回,setjmp返回非零值。
void longjmp(jmp_buf env,int val)
        恢复env所指的缓冲区中的程序调用环境上下文,env所指缓冲区的内容是由setjmp子程序[1]调用所保存。value的值从longjmp传递给setjmp。longjmp完成后,程序从对应的setjmp调用处继续执行,如同setjmp调用刚刚完成。如果value传递给longjmp零值,setjmp的返回值为1;否则,setjmp的返回值为value。
       setjmp保存当前的环境(即程序的状态)到平台相关的一个数据结构 (jmp_buf),该数据结构在随后程序执行的某一点可被 longjmp用于恢复程序的状态到setjmp调用所保存到jmp_buf时的原样。这一过程可以认为是"跳转"回setjmp所保存的程序执行状态。setjmp的返回值指出控制是正常到达该点还是通过调用longjmp恢复到该点。因此有编程的惯用法: if( setjmp(x) ){/* handle longjmp(x) */}。

举例如下:
文件 setjmp.c 的内容如下

#include <setjmp.h>
#include <stdio.h>

jmp_buf buf;
void handler(int s)
{
    printf("now in handler\n");
    longjmp(buf,1);
}

int main()
{
    if(setjmp(buf)){
        printf("back in main\n");
        return 0;
    } else {
        printf("first time through\n");
        handler(1);
    }

    return 1;
}
gcc setjmp.c
./a.out
输出结果:
first time through
now in handler
back in main
------------------------------------------------------------------------------
参考文献
1.维基百科之setjmp.h
2.C专家编程
3.linux命令:man setjmp & man longjmp
setjmp是一个C库中的函数,用于在程序执行时保存当前执行上下文,并在稍后的时间点从该点重新开始执行。在MIPS汇编中,可以使用jr指令来实现类似的功能。下面是一个示例程序: ``` #include <setjmp.h> #include <stdio.h> jmp_buf env; int f(jmp_buf env) { int val = setjmp(env); printf("f's val = %d\n", val); return val; } int main() { int val = f(env); printf("main's val = %d\n", val); if (val != 0) { printf("longjmp to f()\n"); longjmp(env, val+1); } return 0; } ``` 在这个程序中,我们定义了一个保存执行上下文的jmp_buf类型的变量env。在f函数中,我们调用setjmp函数来保存当前执行上下文,并返回一个值。在main函数中,我们调用f函数,并检查返回值是否为0。如果不是0,则说明在f函数中调用了longjmp函数,需要恢复f函数的执行上下文。我们使用longjmp函数来实现这个功能。 在实际的MIPS汇编代码中,我们需要使用jr指令来实现这个过程。具体实现方法如下: ``` .text setjmp: # Save register values and return address addi $sp, $sp, -12*4 sw $ra, 0($sp) sw $s0, 4($sp) sw $s1, 8($sp) addi $v0, $sp, 12*4 jr $ra longjmp: # Restore register values and return address lw $ra, 0($sp) lw $s0, 4($sp) lw $s1, 8($sp) addi $sp, $sp, 12*4 # Set return value addi $v0, $a1, 1 jr $ra ``` 在setjmp函数中,我们将寄存器中的值保存到堆栈中,并将堆栈指针减小12*4字节(因为我们保存了3个寄存器的值)。然后,我们返回一个指向保存执行上下文的堆栈位置的指针。在longjmp函数中,我们将堆栈中保存的值恢复到寄存器中,并将堆栈指针增加12*4字节。最后,我们将返回值设置为传入的参数值加1,并跳转到保存的返回地址处。这个返回地址就是执行setjmp函数时保存的返回地址。 使用setjmplongjmp函数可能会导致程序的可移植性问题,因为不同的平台可能实现方式不同。因此,应该避免在生产代码中频繁使用这些函数。
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