关于 setjmp/longjmp

Question

我在调查setjmp/longjmp，发现setjmp保存了指令指针、堆栈指针等寄存器...

但是我在这里不明白的是，线程本身堆栈中的数据不能在调用 setjmp 和 longjmp 之间进行修改。在这种情况下，longjmp 不会按预期工作。

为了说清楚，例如当longjmp恢复堆栈指针时，假设堆栈指针现在指向的内存中的数据与setjmp时不一样strong> 被调用。这会发生吗？如果发生这种情况，我们不是有麻烦吗？

还有这句话的意思，“在调用 setjmp() 例程的例程返回后，不能调用 longjmp() 例程。”

Answer 1

堆栈指针标记堆栈的“已使用”和“未使用”部分之间的划分。当您调用setjmp 时，所有当前调用帧都在“已使用”端，并且在setjmp 之后但在调用setjmp 的函数返回之前发生的任何调用，都将它们的调用帧放在“未使用”端保存的堆栈指针的一侧。请注意，在调用setjmp 的函数返回后调用longjmp 会调用未定义的行为，因此不需要考虑这种情况。

现在，在setjmp 之后，可能会通过调用函数或通过指针修改某些现有调用帧中的局部变量，这就是在许多情况下必须使用volatile 的原因之一。 ..

Answer 2

setjmp()/longjmp() 并不是为了保存堆栈，这就是setcontext()/getcontext() 的用途。

该标准规定，在调用setjmp() 的函数中定义的非易失性自动变量的值在setjmp() 和longjmp() 调用之间更改，在longjmp() 之后未指定。出于同样的原因，您如何调用setjmp() 也有一些限制。

Answer 3

C 中的 setjmp/longjmp（以下称为 slj）特性很丑陋，其行为可能因实现而异。尽管如此，鉴于没有异常，在 C 中有时需要 slj（请注意，C++ 提供的异常几乎在所有方面都优于 slj，而且 slj 与许多 C++ 特性的交互很差）。

在使用 slj 时，应牢记以下几点，假设例程 Parent() 调用例程 Setter()，Setter() 调用 setjmp()，然后调用 Jumper，后者又调用 longjmp()。

1. 代码可以合法地退出执行 setjmp 而不执行 longjmp 的范围；但是，一旦范围退出，之前创建的 jmp_buf 必须被视为无效。编译器可能不会做任何事情来标记它，但是任何使用它的尝试都可能导致不可预知的行为，可能包括跳转到任意地址。
2. Jumper() 中的任何局部变量都会随着对 longjmp() 的调用而消失，从而使它们的值无关紧要。
3. 每当控制权通过任何方式返回给 Parent 时，Parent 的局部变量将与调用 Setter 时一样，除非此类变量的地址已被占用并使用此类指针进行了更改；无论如何，setjmp/longjmp 不会以任何方式影响它们的值。如果这些变量的地址没有被占用，setjmp() 可能会缓存这些变量的值，而 longjmp() 可能会恢复它们。但是，在这种情况下，变量将无法在缓存和恢复之间发生变化，因此缓存/恢复不会产生明显的影响。
4. Setter 中的变量可能会或可能不会被 setjmp() 调用缓存。在 longjmp() 调用之后，这些变量可能具有它们在执行 setjmp() 时具有的值，或者它们在调用最终调用 longjmp() 的例程时具有的值，或者它们的任何组合。至少在某些 C 方言中，此类变量可能被声明为“易失性”以防止它们被缓存。

虽然 setjmp/longjmp() 有时很有用，但它们也可能非常危险。在大多数情况下，没有导致未定义行为的保护错误代码，并且在许多实际场景中，不正确的使用可能会导致坏事发生（不像某些类型的未定义行为，实际结果可能经常与程序员打算）。

Answer 4

在下面的示例中，setjmp / longjump 通过指针更改位于 main 中的 i 的值。 I 永远不会在 for 循环中递增。如需更多乐趣，请参阅 albert.c 条目，http://www.ioccc.org/years-spoiler.html 1992 年 IOCCC 获胜者。 （我曾经 ROTFLed 阅读 C 源代码的少数几次之一......）

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

jmp_buf the_state;

void helper(int *p);
int main (void)
{
int i;

for (i =0; i < 10;    ) {
    switch (setjmp (the_state) ) {
    case 0:  helper (&i) ; break;
    case 1:    printf( "Even=\t"); break;
    case 2:    printf( "Odd=\t"); break;
    default: printf( "Oops=\t"); break;
        }
    printf( "I=%d\n", i);
    }

return 0;
}
void helper(int *p)
{
*p += 1;
longjmp(the_state, 1+ *p%2);
}