setjmp longjmp

C语言中的setjmp与longjmp

最新推荐文章于 2024-01-02 21:43:50 发布

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本文介绍了C语言中实现函数间跳转的方法，详细解释了setjmp和longjmp函数的工作原理及其使用方法，这两种函数能够实现跨函数的上下文切换。

在 C 语言中，我们不能使用 goto 语句来跳转到另一个函数中的某个 label 处；但提供了两个函数——setjmp 和 longjmp来完成这种类型的分支跳转。后面我们会看到这两个函数在处理异常上面的非常有用。

setjmp 和 longjmp 使用方法

我们都知道要想在一个函数内进行跳转，可以使用 goto 语句（不知怎么该语句在中国学生眼中就是臭名昭著，几乎所有国内教材都一刀切地教大家尽量不要使用它，但在我看来，这根本不是语言的问题，而是使用该语言的人，看看 Linux 内核中遍地是 goto 语句的应用吧！），但如果从一个函数内跳转到另一个函数的某处，goto 是不能完成的，那该如何实现呢？

函数间跳转原理

我们要实现的一个 GOTO 语句（我自己定义的），能实现在函数间进行任意跳转，如下例，在函数 g() 中有条语句GOTO Label; 可以跳转到 f() 函数的 Label: 标签所指向的位置，那么我们该如何实现呢？

void f()
{
//…
Label:
//…
}

void g()
{
//…
GOTO Label;
//…
}

首先我们要知道，实现这种类型的跳转，和操作系统中任务切换的上下文切换有点类似，我们只需要恢复 Label 标签处函数上下文即可。函数的上下文包括以下内容：

函数栈帧，主要是栈帧指针BP和栈顶指针SP
程序指针PC，此处为指向 Label 语句的地址
其它寄存器，这是和体系相关的，在 x86 体系下需要保存有的 AX/BX/CX 等等 callee-regs。
这样，在执行 GOTO Label; 这条语句，我们恢复 Label 处的上下文，即完成跳转到 Label 处的功能。

如果你读过 Linux 操作系统进程切换的源码，你会很明白 Linux 会把进程的上下文保存在 task_struct 结构体中，切换时直接恢复。这里我们也可以这样做，将 Label 处的函数上下文保存在某个结构体中，但执行到 GOTO Label 语句时，我们从该结构体中恢复函数的上下文。

这就是函数间进行跳转的基本原理，而 C 语言中 setjmp 和 longjmp 就为我们完成了这样的保存上下文和切换上下文的工作。

函数原型