本文主要是介绍setjmp和longjmp的实现原理与应用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
在讨论setjmp的实现原理之前，我们先看一个setjmp和longjmp的例子：#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <setjmp.h>
static jmp_buf jmpbuf_1;
int g_a = 0;
void test
int main
ret = setjmp;
if
else if
else if
test;
return 0;
}
下面是测试代码在不同的编译优化条件下的执行结果：
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ gcc longjmp.c -O2
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ ./a.out 1
Orig setjmp
Return From longjmp 1
Global_a: 1111
Local_a: 1
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ ./a.out 2
Orig setjmp
Return From longjmp 2
Global_a: 1111
Local_a: 1
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ gcc longjmp.c
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ ./a.out 1
Orig setjmp
Return From longjmp 1
Global_a: 1111
Local_a: 2222
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ ./a.out 2
Orig setjmp
Return From longjmp 2
Global_a: 1111
Local_a: 2222
man 3 longjmp中提到：
The values of automatic variables are unspecified after a call to longjmp if they meet all the following criteria:
they are local to the function that made the corresponding setjmp call;
their values are changed between the calls to setjmp and longjmp; and
they are not declared as volatile.
posix中没有定义自动变量在调用longjmp后的动作。
在调用longjmp后，自动变量、全局变脸、寄存器变量、静态变量和易失变量的变化是不同的。全局变量、静态变量和易失变量的分配要么是在data段，要么是在bss段中，上下文切换对它们基本上没有什么影响；但是对于栈和寄存器来讲，上下文切换就有很大的影响。因此对于一些自动变量、寄存器变量就可能会在longjmp的时候发生变化，当然这个还与编译时候的优化条件有关。
下面再来讨论setjmp和longjmp的实现原理，这里我们只关注x86架构的实现，具体来讲是i386的实现。
首先，回想一下x86架构下面，函数调用过程栈的变化情况：
在x86架构下，调用函数的时候，首先自右向左将压栈，（早期的gcc版本是采用push $变量的方法；后期gcc使用的是sub $num，esp 然后mov $变量，esp+$num的方法）
接下来就是call func了，call func的动作是，将下一指令地址压栈，jmp到func的地址执行。
func刚开始就执行一个push ebp，将原先的栈基址保存下来。
setjmp具体的实现在：
glibc-2.7/sysdeps/i386/setjmp.S
将寄存器中的值保存到jmp_buf中。
ENTRY )
ENTER
movl JMPBUF， %eax
CHECK_BOUNDS_BOTH_WIDE ， $JB_SIZE)
/ Save registers. /
movl %ebx，
movl %esi，
movl %edi，
leal JMPBUF， %ecx / Save SP as it will be after we return. /
#ifdef PTR_MANGLE
PTR_MANGLE
#endif
movl %ecx，
movl PCOFF， %ecx / Save PC we are returning to now. /
#ifdef PTR_MANGLE
PTR_MANGLE
#endif
movl %ecx，
LEAVE / pop frame pointer to prepare for tail-call. /
movl %ebp， / Save caller‘s frame pointer. /
#if defined NOT_IN_libc && defined IS_IN_rtld
/ In ld.so we never save the signal mask. /
xorl %eax， %eax
ret
#else
/ Make a tail call to __sigjmp_save; it takes the same args. /
jmp __sigjmp_save
#endif
longjmp的具体实现在：
glibc-2.7/sysdeps/i386/__longjmp.S
将jmp_buf中的值恢复到相应的寄存器中，并将longjmp的第2个参数作为返回值返回，由于longjmp中将寄存器的eip设置回setjmp时候的值。longjmp的返回值在程序逻辑上就是setjmp的返回值了。
#ifdef PTR_DEMANGLE
movl JBUF， %eax / User‘s jmp_buf in %eax. /
CHECK_BOUNDS_BOTH_WIDE ， $JB_SIZE)
/ Save the return address now. /
movl ， %edx
/ Get the stack pointer. /
movl ， %ecx
PTR_DEMANGLE
PTR_DEMANGLE
cfi_def_cfa
cfi_register
cfi_register
cfi_offset
cfi_offset
cfi_offset
cfi_offset
/ Restore registers. /
movl ， %ebx
movl ， %esi
movl ， %edi
movl ， %ebp
cfi_restore
cfi_restore
cfi_restore
cfi_restore
movl VAL， %eax / Second argument is return value. /
movl %ecx， %esp
#else
movl JBUF， %ecx / User‘s jmp_buf in %ecx. /
CHECK_BOUNDS_BOTH_WIDE ， $JB_SIZE)
movl VAL， %eax / Second argument is return value. /
/ Save the return address now. /
movl ， %edx
/ Restore registers. /
movl ， %ebx
movl ， %esi
movl ， %edi
movl ， %ebp
movl ， %esp
#endif
/ Jump to saved PC. /
jmp %edx
END )
-----------------------------------------------------------------------------
对于setjmp和longjmp的使用还应该注意一些问题：
setjmp和longjmp函数，这两个函数在跳转时会带信号屏蔽字跳转，在信号处理程序中使用longjmp会导致后来产生的这种信号被屏蔽，无法调用此种信号的信号处理函数。
POSIX.1 也没有具体说明setjmp和longjmp对信号屏蔽字的作用，而是定义了两个新函数: sigsetjmp和siglongjmp。
sigsetjmp在参数为非0的时候，会保存进程的当前信号屏蔽字；在调用siglongjmp的时候，再恢复保存的信号屏蔽字。
一段演示siglongjmp的代码：
#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/ Jump buffer /
static sigjmp_buf jmpbuf;
/ Signal handler /
static void myfunc
int main
else
/ JUMP /
printf;
return 0;
}
运行结果为：
wangyao@wangyao-laptop:~/Test/sys$ ./a.out
SIGQUIT
I‘m jumped
I‘m here
这篇关于setjmp和longjmp的实现原理与应用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
