setjmp 和 longjmp 函数使用详解

在网上看到的，觉得很有用，copy过来的。

非局部跳转语句—setjmp和longjmp函数。非局部指的是，这不是由普通C语言goto，语句在一个函数内实施的跳转，而是在栈上跳过若干调用帧，返回到当前函数调用路径上的某一个函数中。

#include <setjmp.h>

Intsetjmp(jmp_buf env);

返回值：若直接调用则返回0，若从longjmp调用返回则返回非0值的longjmp中的val值

void longjmp(jmp_buf env,int val);

调用此函数则返回到语句setjmp所在的地方，其中env 就是setjmp中的 env，而val 则是使setjmp的返回值变为val。

当检查到一个错误时,则以两个参数调用longjmp函数，第一个就是在调用setjmp时所用的env，第二个参数是具有非0值的val，它将成为从setjmp处返回的值。使用第二个参数的原因是对于一个setjmp可以有多个longjmp。

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

static jmp_buf buf;

void second(void) {
printf("second\n"); // 打印
longjmp(buf,1); // 跳回setjmp的调用处 - 使得setjmp返回值为1
}

void first(void) {
second();
printf("first\n"); // 不可能执行到此行
}

int main() {
if ( ! setjmp(buf) ) {
first(); // 进入此行前，setjmp返回0
} else { // 当longjmp跳转回，setjmp返回1，因此进入此行
printf("main\n"); // 打印
}

return 0;
}

上述程序将输出:

second

main

注意到虽然first()子程序被调用，”first“不可能被打印。”main“被打印，因为条件语句if ( ! setjmp(buf) )被执行第二次。

使用setjmp和longjmp要注意以下几点：

1、setjmp与longjmp结合使用时，它们必须有严格的先后执行顺序，也即先调用setjmp函数，之后再调用longjmp函数，以恢复到先前被保存的“程序执行点”。否则，如果在setjmp调用之前，执行longjmp函数，将导致程序的执行流变的不可预测，很容易导致程序崩溃而退出

2. longjmp必须在setjmp调用之后，而且longjmp必须在setjmp的作用域之内。具体来说，在一个函数中使用setjmp来初始化一个全局标号，然后只要该函数未曾返回，那么在其它任何地方都可以通过longjmp调用来跳转到 setjmp的下一条语句执行。实际上setjmp函数将发生调用处的局部环境保存在了一个jmp_buf的结构当中，只要主调函数中对应的内存未曾释放（函数返回时局部内存就失效了），那么在调用longjmp的时候就可以根据已保存的jmp_buf参数恢复到setjmp的地方执行。

异常处理

在下例中，setjmp被用于包住一个例外处理，类似try。longjmp调用类似于throw语句，允许一个异常返回给setjmp一个异常值。下属代码示例遵从1999 ISO C standard与Single UNIX Specification：仅在特定范围内引用setjmp

if，switch或它们的嵌套使用的条件表达式
上述情况下与!一起使用或者与整数常值比较
作为单独的语句(不使用其返回值)

遵从上述规则使得创建程序环境缓冲区更为容易。更一般的使用setjmp可能引起未定义行为，如破坏局部变量；编译器被要求保护或警告这些用法。但轻微的复杂用法如switch ((exception_type = setjmp(env))) { }在文献与实践中是常见的，并保持了相当的可移植性。

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

void first(void);
void second(void);

/* This program's output is:

calling first
calling second
entering second
second failed with type 3 exception; remapping to type 1.
first failed, exception type 1

*/

/* Use a file scoped static variable for the exception stack so we can access
* it anywhere within this translation unit. */
static jmp_buf exception_env;
static int exception_type;

int main() {
void *volatile mem_buffer;

mem_buffer = NULL;
if (setjmp(exception_env)) {
/* if we get here there was an exception */
printf("first failed, exception type %d\n", exception_type);
} else {
/* Run code that may signal failure via longjmp. */
printf("calling first\n");
first();
mem_buffer = malloc(300); /* allocate a resource */
printf(strcpy((char*) mem_buffer, "first succeeded!")); /* ... this will not happen */
}
if (mem_buffer)
free((void*) mem_buffer); /* carefully deallocate resource */
return 0;
}

void first(void) {
jmp_buf my_env;

printf("calling second\n");
memcpy(my_env, exception_env, sizeof(jmp_buf));
switch (setjmp(exception_env)) {
case 3:
/* if we get here there was an exception. */
printf("second failed with type 3 exception; remapping to type 1.\n");
exception_type = 1;

default: /* fall through */
memcpy(exception_env, my_env, sizeof(jmp_buf)); /* restore exception stack */
longjmp(exception_env, exception_type); /* continue handling the exception */

case 0:
/* normal, desired operation */
second();
printf("second succeeded\n"); /* not reached */
}
memcpy(exception_env, my_env, sizeof(jmp_buf)); /* restore exception stack */
}

void second(void) {
printf("entering second\n" ); /* reached */
exception_type = 3;
longjmp(exception_env, exception_type); /* declare that the program has failed */
printf("leaving second\n"); /* not reached */
}