为什么 setjmp/longjmp 在 MSVC 上会崩溃，而在 MinGW 中却不会？

Question

我想使用 setjmp()/longjmp() 来实现协程系统。 然后我决定编写一个小 .c 文件来测试它。在MinGW中，还可以；我得到了我想要的结果。 但是当我在MSVC++中编译它时，程序崩溃了：“访问冲突”

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

    jmp_buf a;
    int is_invoke=0;

    void 
    action_1()
    {
        for ( ;; ) {
          printf("hello~~~A\n");
          if(!setjmp(a)) {
            is_invoke=1;
            return;
          }  
        }
    }

    void 
    func()
    {
      if (is_invoke) {
        longjmp(a,1);
      }
      action_1();
      printf("end\n");
    }

    void 
    dummy()
    {
      ;
    }

    int 
    main(int argc, char *argv[])
    {
        for ( ;; )  {
          func();
          dummy();
        }
        return 0;
    }

Answer 1

setjmp 的手册页显示：

setjmp() 将堆栈上下文/环境保存在 env 中以供以后使用
longjmp()。如果函数调用，堆栈上下文将失效
调用 setjmp() 返回。

在一个简单的实现中，您可能会假设 jmp_buf 包含一个要重置堆栈指针的地址和一个要跳转到的地址。一旦您从保存 jmp_buf 的函数返回，jmp_buf 指向的堆栈帧就不再有效，并且可能立即损坏。

或者换句话说，您只能依靠 longjmp 来充当某种超级 return 语句 - 永远不会更深入。

我认为这对您在 mingw 中（以及对我在 Linux 上）有效的原因是特定于实现的，并且可能取决于运气。还有另一种方法 - 你读过Simon Tatham 的邪恶协程宏文章吗？

Answer 2

由于您正在调用未定义的行为，因此一个编译器崩溃而另一个编译器似乎正常工作是可以接受的。两者都是正确的——这就是未定义行为的美妙之处。

问题在于，保存的上下文 - jmp_buf - 只有在调用 setjmp() 来设置它的函数尚未返回时才保持有效。

C99 标准（不再是现行标准，但这种措辞不太可能发生重大变化）表示：

§7.13.2.1 longjmp 函数

longjmp 函数恢复最近调用保存的环境
setjmp 宏在程序的同一调用中具有相应的
jmp_buf 参数。如果没有这样的调用，或者如果函数包含
setjmp 宏的调用已​​暂时终止执行²⁰⁸⁾，或者如果
setjmp 宏的调用位于具有变量的标识符的范围内
修改后的类型和执行期间已离开该范围，行为未定义。

²⁰⁸⁾ 例如，通过执行 return 语句或因为另一个 longjmp 调用导致
转移到嵌套调用集中较早的函数中的 setjmp 调用。

您的代码几乎立即从 action_1() 退出，使得 setjmp() 保存的 jmp_buf 毫无价值。

---

几年前，我创建了这个 setjmp() 和 longjmp() 的小演示。它可能对你有帮助。

/*
@(#)File:           $RCSfile: setjmp.c,v $
@(#)Version:        $Revision: 1.1 $
@(#)Last changed:   $Date: 2009/10/01 16:41:04 $
@(#)Purpose:        Demonstrate setjmp() and longjmp()
@(#)Author:         J Leffler
@(#)Copyright:      (C) JLSS 2009
*/


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

static jmp_buf target_location;

static void do_something(void)
{
    static int counter = 0;
    if (++counter % 10 == 0)
        printf("---- doing something: %3d\n", counter);
    if (counter % 1000 == 0)
    {
        printf("||-- doing_something: calling longjmp() with value -1\n");
        longjmp(target_location, -1);
    }
}

static void do_something_else(int i, int j)
{
    printf("-->> do_something_else: (%d,%d)\n", i, j);
    do_something();
    if (i > 2 && j > 2 && j % i == 2)
    {
        printf("||-- do_something_else: calling longjmp() with value %d\n", (i + j) % 100);
        longjmp(target_location, (i + j) % 100);
    }
    printf("<<-- do_something_else: (%d,%d)\n", i, j);
}

static void doing_stuff(void)
{
    int i;
    printf("-->> doing_stuff()\n");
    for (i = rand() % 15; i < 30; i++)
    {
        int j;
        do_something();
        for (j = rand() % 10; j < 20; j++)
        {
            do_something_else(i, j);
        }
    }
    printf("<<-- doing_stuff()\n");
}

static void manage_setjmp(void)
{
    printf("-->> manage_setjmp()\n");
    switch (setjmp(target_location))
    {
    case 0:
        /* Initial return - get on with doing stuff */
        doing_stuff();
        break;
    case -1:
        /* Error return - terminate */
        printf("<<-- manage_setjmp() - error return from setjmp()\n");
        return;
    default:
        /* NB: not officially possible to assign the return from setjmp() */
        printf("---- manage_setjmp() - non-error return from setjmp()\n");
        doing_stuff();
        break;
    }
    printf("<<-- manage_setjmp()\n");
}

int main(void)
{
    printf("-->> main()\n");
    manage_setjmp();
    printf("<<-- main()\n");
    return(0);
}

Answer 3

您不能将 setjmp/longjmp 用于协程。在 POSIX 上使用 makecontext/swapcontext，或在 Windows 上使用纤程（CreateFiber 等）。