深入学习C语言系列（一）：setjmp( )详解

setjmp

　　与刺激的abort()和exit()相比,goto语句看起来是处理异常的更可行方案。不幸的是，goto是本地的：它只能跳到所在函数内部的标号上，而不能将控制权转移到所在程序的任意地点（当然，除非你的所有代码都在main体中）。
　　为了解决这个限制，C函数库提供了setjmp()和longjmp()函数，它们分别承担非局部标号和goto作用。头文件<setjmp.h>申明了这些函数及同时所需的jmp_buf数据类型。
　　原理非常简单：
　　1.setjmp(j)设置“jump”点，用正确的程序上下文填充jmp_buf对象j。这个上下文包括程序存放位置、栈和框架指针，其它重要的寄存器和内存数据。当初始化完jump的上下文，setjmp()返回0值。
　　2. 以后调用longjmp(j,r)的效果就是一个非局部的goto或“长跳转”到由j描述的上下文处（也就是到那原来设置j的setjmp()处）。当作为长跳转的目标而被调用时，setjmp()返回r或1（如果r设为0的话）。（记住，setjmp()不能在这种情况时返回0。）
　　通过有两类返回值，setjmp()让你知道它正在被怎么使用。当设置j时，setjmp() 如你期望地执行；但当作为长跳转的目标时，setjmp()就从外面“唤醒”它的上下文。你可以用longjmp()来终止异常，用setjmp()标记相应的异常处理程序。
　　#include <setjmp.h>
　　#include <stdio.h>
　　jmp_buf j;
　　void raise_exception(void)
　　{
　　printf("exception raised/n");
　　longjmp(j, 1); /* jump to exception handler */
　　printf("this line should never appear/n");
　　}
　　int main(void)
　　{
　　if(setjmp(j) == 0)
　　{
　　printf("''setjmp'' is initializing ''j''/n");
　　raise_exception();
　　printf("this line should never appear/n");
　　}
　　else
　　{
　　printf("''setjmp'' was just jumped into/n");
　　/* this code is the exception handler */
　　}
　　return 0;
　　}
　　/* When run yields:
　　''setjmp'' is initializing ''j''
　　exception raised
　　''setjmp'' was just jumped into
　　*/
　　那个填充jmp_buf的函数不在调用longjmp()之前返回。否则，存储在jmp_buf中的上下文就有问题了：
　　jmp_buf j;
　　void f(void)
　　{
　　setjmp(j);
　　}
　　int main(void)
　　{
　　f();
　　longjmp(j, 1); /* logic error */
　　return 0;
　　}
　　所以，你必须把setjmp()处理成只是到其所在位置的一个非局部跳转。
　　Longjmp()和setjmp()联合体运行于异常生命期的2和3阶段。longjmp(j,r)产生异常对象r（一个整数），并且作为返回值传送到setjmp(j)处。实际上，setjmp()函数通报了异常r。
　　下面这个例子采用switch，能更好的展现这对函数的功能：
　　#include <setjmp.h>
　　#include <stdio.h>
　　jmp_buf j;
　　void raise_exception(void)
　　{
　　printf("exception raised/n");
　　longjmp(j, 3); /* jump to exception handler case 3 */
　　printf("this line should never appear/n");
　　}
　　int main(void)
　　{
　　switch (setjmp(j))
　　{
　　case 0:
　　printf("''setjmp'' is initializing ''j''/n");
　　raise_exception();
　　printf("this line should never appear/n");
　　case 1:
　　printf("Case 1/n");break;
　　case 2:
　　printf("Case 2/n");break;
　　case 3:
　　printf("Case 3/n");break;
　　default:
　　break;
　　}
　　return 0;
　　}

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我们知道在C语言里，程序是顺序执行的，即代码自上至下一次执行。但是，我们有时候需要两段不同的程序“同时”执行，比如控制汽车喇叭的程序段和控制汽车车灯的程序段，在开着车灯而又按下喇叭的时候，这两段代码就需要“同时”执行，那么，如何实现两段独立代码的同时执行呢？
宏观上的“同时执行”，可以由微观上的“快速交替执行”来实现！
恰当的运用setjmp和longjmp，就能让两个函数在宏观上实现“并行执行”，这就是操作系统中多个任务同时执行的雏形。
贴一个程序，以说明如何让两个函数宏观上“并行执行”：

/*
  作者：宋元瑞
  日期：2010年10月1日
*/
#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>

jmp_buf flag,myflag;
int i=0;
void b(void)
{
        printf("b ");
        longjmp(flag,1);
}

void a(void)
{
        setjmp(flag);
        printf("a ");
        i++;
        if(i==10)
        {
                longjmp(myflag,1);
        }
        b();
}
int main(int argc, char *argv[])
{
        setjmp(myflag);
        if(0==i)
        {
                a();
        }
        else
        {
                printf("run over!/n");
        }
        return 0;
}