Setjmp.h - Setjmp.h

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: "Setjmp.h"  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Prosinec 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

setjmp.h je záhlaví definované v C standardní knihovna poskytnout „nelokální skoky“: regulační tok která se odchyluje od obvyklých podprogram sekvence volání a zpět. Doplňkové funkce setjmp a longjmp poskytovat tuto funkci.

Typické použití setjmp/longjmp je implementace mechanismus výjimek který využívá schopnosti longjmp obnovit stav programu nebo vlákna, a to i na více úrovních volání funkcí. Méně časté použití setjmp je vytvořit syntaxi podobnou coutiny.

Členské funkce

setjmp uloží aktuální prostředí (stav programu), v určitém okamžiku spuštění programu, do datové struktury specifické pro platformu (jmp_buf), které lze použít v pozdějším okamžiku spuštění programu longjmp obnovit stav programu do stavu uloženého pomocí setjmp do jmp_buf. Tento proces si lze představit jako „skok“ zpět do bodu provádění programu, kde setjmp zachránil prostředí. (Zjevné) návratová hodnota z setjmp označuje, zda ovládání dosáhlo tohoto bodu normálně (nula) nebo z hovoru na longjmp (nenulové). To vede ke společnému idiom: -li( setjmp(X) ){/ * zpracovat longjmp (x) * /}.

POSIX.1 neurčuje, zda setjmp a longjmp uložit a obnovit aktuální sadu blokovaných signály; pokud program využívá zpracování signálu, měl by používat POSIX sigsetjmp/siglongjmp.

Typy členů

Odůvodnění C99 popisuje jmp_buf jako typ pole pro zpětná kompatibilita; stávající kód odkazuje na jmp_buf umístění úložiště podle názvu (bez & address-of operator), což je možné pouze u typů polí.^[3]

Upozornění a omezení

Když je provedeno „nelokální goto“ prostřednictvím setjmp/longjmp v C ++ normálníodvíjení stohu "nedojde. Nedojde tedy ani k žádným akcím čištění. Mohlo by to zahrnovat zavření." deskriptory souborů, proplachování Nárazníky nebo osvobození halda přidělená paměť.

Pokud funkce, ve které setjmp byl nazýván návraty, již není možné bezpečně používat longjmp s odpovídajícím jmp_buf objekt. Je to proto, že rám zásobníku je neplatný, když se funkce vrátí. Povolání longjmp obnovuje ukazatel zásobníku, který - protože se funkce vrátila - by ukazoval na neexistující a potenciálně přepsaný nebo poškozený rámec zásobníku.^[4][5]

Podobně, C99 to nevyžaduje longjmp zachovat aktuální rámec zásobníku. To znamená, že skok do funkce, která byla ukončena prostřednictvím volání longjmp není definováno.^[6] Většina implementací longjmp ponechte rám stohu neporušený, povolte setjmp a longjmp slouží k přeskakování mezi dvěma nebo více funkcemi - funkce využívaná pro multitasking.

Ve srovnání s mechanismy v programovacích jazycích vyšší úrovně, jako je Krajta, Jáva, C ++, C#, a dokonce i pre-C jazyky jako Algol 60, technika používání setjmp/longjmp implementovat mechanismus výjimek je těžkopádné. Tyto jazyky poskytují výkonnější zpracování výjimek techniky, zatímco jazyky jako Systém, Pokec, a Haskell poskytnout ještě obecnější pokračování - manipulační konstrukce.

Příklad použití

Jednoduchý příklad

Následující příklad ukazuje základní myšlenku setjmp. Tam, hlavní() hovory za prvé(), což zase volá druhý(). Pak, druhý() skočí zpět do hlavní(), přeskakování za prvé()volání uživatele printf ().

#zahrnout <stdio.h>#zahrnout <setjmp.h>statický jmp_buf buf;prázdnota druhý() {    printf("druhý n");         // tiskne    longjmp(buf,1);             // skočí zpět na místo, kde byl volán setjmp - takže setjmp nyní vrátí 1}prázdnota za prvé() {    druhý();    printf("za prvé n");          // netiskne}int hlavní() {       -li (!setjmp(buf))        za prvé();                // při spuštění setjmp vrátil 0    jiný                        // když longjmp skočí zpět, setjmp vrátí 1        printf("hlavní n");       // tiskne    vrátit se 0;}

Po provedení výše uvedený program vypíše:

druhý hlavní

Všimněte si, že ačkoli za prvé() zavolá podprogram, "za prvé„nikdy není vytištěn.“hlavní"vytiskne se jako podmíněné prohlášení if (! setjmp (buf)) se provede podruhé.

Zpracování výjimek

V tomto příkladu setjmp se používá ke zpracování výjimek v hranatých závorkách, jako Snaž se v některých dalších jazycích. Volání na longjmp je analogický k a házet příkaz, který umožňuje výjimce vrátit chybový stav přímo do setjmp. Následující kód dodržuje 1999 ISO C standard a Single UNIX Specification vyvoláním setjmp v omezeném rozsahu kontextů:^[7]

• Jako podmínka k -li, přepínač nebo iterační prohlášení
• Jak je uvedeno výše ve spojení s jediným ! nebo srovnání s celočíselnou konstantou
• Jako prohlášení (s nepoužitou návratovou hodnotou)

Dodržování těchto pravidel může implementaci usnadnit vytvoření vyrovnávací paměti prostředí, což může být citlivá operace.^[3] Obecnější použití setjmp může způsobit nedefinované chování, například poškození lokálních proměnných; vyhovující kompilátoři a prostředí nejsou povinni chránit nebo dokonce varovat před takovým použitím. Trochu propracovanější idiomy jako např switch ((exception_type = setjmp (env))) {} jsou běžné v literatuře a praxi a zůstávají relativně přenosné. Níže je uvedena jednoduchá vyhovující metodika, kde je spolu se stavovou vyrovnávací pamětí udržována další proměnná. Tato proměnná by mohla být rozpracována do struktury zahrnující samotný buffer.

V moderněji vypadajícím příkladu by obvyklý blok „try“ byl implementován jako setjmp (s nějakým přípravným kódem pro víceúrovňové skoky, jak je vidět na za prvé), „throw“ jako longjmp s volitelným parametrem jako výjimkou a „catch“ jako „else“ blok pod „try“.

#zahrnout <setjmp.h>#zahrnout <stdio.h>#zahrnout <stdlib.h>#zahrnout <string.h>statický prázdnota za prvé();statický prázdnota druhý();/ * Použijte statickou proměnnou s rozsahem souboru pro zásobník výjimek, abychom měli přístup * kdekoli v této překladové jednotce. * /statický jmp_buf výjimka_env;statický int typ_výjimky;int hlavní(prázdnota) {    char* nestálý mem_buffer = NULA;    -li (setjmp(výjimka_env)) {        // pokud se sem dostaneme, došlo k výjimce        printf("nejprve selhalo, typ výjimky:% d n", typ_výjimky);    } jiný {        // Spustit kód, který může signalizovat selhání prostřednictvím longjmp.        uvádí("volání první");        za prvé();        mem_buffer = malloc(300); // přidělit zdroj        printf("% s n", strcpy(mem_buffer, „první úspěšné“)); // nedosaženo    }    volný, uvolnit(mem_buffer); // NULL lze předat zdarma, neprovádí se žádná operace    vrátit se 0;}statický prázdnota za prvé() {    jmp_buf my_env;    uvádí("vstupující první"); // dosáhla    memcpy(my_env, výjimka_env, velikost my_env);    přepínač (setjmp(výjimka_env)) {        případ 3: // pokud se sem dostaneme, došlo k výjimce.            uvádí("druhý selhal, typ výjimky: 3; přemapování na typ 1");            typ_výjimky = 1;        výchozí: // propadnout            memcpy(výjimka_env, my_env, velikost výjimka_env); // obnovit zásobník výjimek            longjmp(výjimka_env, typ_výjimky); // pokračovat ve zpracování výjimky        případ 0: // normální, požadovaná operace            uvádí("volá druhý"); // dosáhla             druhý();            uvádí(„druhý úspěšný“); // nedosaženo    }    memcpy(výjimka_env, my_env, velikost výjimka_env); // obnovit zásobník výjimek    uvádí("odcházející první"); // nikdy nedosaženo}statický prázdnota druhý() {    uvádí(„zadávání druhého“ ); // dosáhla    typ_výjimky = 3;    longjmp(výjimka_env, typ_výjimky); // prohlásit, že program selhal    uvádí(„opouštět druhý“); // nedosaženo}

Výstupem tohoto programu je:

volání firstentering firstcalling secondentering secondsecond se nezdařilo, typ výjimky: 3; přemapování na typ 1 první selhalo, typ výjimky: 1

Ačkoliv typ_výjimky Proměnná zde není technicky nutná, protože setjmp vrací to, s čím byla nenulová hodnota longjmp volána (jako ve druhém a prvním), v praxi by se pro přizpůsobení bohatších výjimek použil propracovanější globální objekt.

Ve skutečném světě byl setjmp-longjmp (sjlj) standardním způsobem zpracování výjimek v kompilátorech Windows C ++ třetích stran (jmenovitě MinGW ), protože nativní Strukturované zpracování výjimek je obecně špatně zdokumentován a do roku 2014 byl také patentován na 32bitových Windows.

Kooperativní multitasking

C99 stanoví, že longjmp je zaručeno, že bude fungovat pouze v případě, že cílem je volací funkce, tj. že je zaručeno, že bude cílový obor neporušený. Přechod na funkci, která již byla ukončena vrátit se nebo longjmp není definováno.^[6] Většina implementací longjmp při provádění skoku konkrétně neničte místní proměnné. Protože kontext přežívá, dokud nejsou vymazány jeho lokální proměnné, mohl by jej ve skutečnosti obnovit setjmp. V mnoha prostředích (např Opravdu jednoduchá vlákna a TinyTimbers ), idiomy jako if (! setjmp (child_env)) longjmp (caller_env); může umožnit volané funkci efektivně pozastavit a obnovit v a setjmp.

Toto využívají knihovny vláken k poskytování kooperativní multitasking zařízení bez použití setcontext nebo jiný vlákno zařízení. Zatímco setcontext je služba knihovny, která může vytvořit kontext spuštění v paměti přidělené haldě a může podporovat další služby, jako je ochrana proti přetečení vyrovnávací paměti,^{[Citace je zapotřebí ]} zneužívání setjmp je implementován programátorem, který si může vyhradit paměť na zásobníku a neoznámit knihovně nebo operačnímu systému nový operační kontext. Na druhou stranu implementace knihovny z setcontext může interně používat setjmp podobným způsobem jako v tomto příkladu k uložení a obnovení kontextu poté, co byl nějak inicializován.

Vezmeme-li v úvahu, že setjmp dětská funkce bude obecně fungovat, pokud nebude sabotována, a setcontext, jako část POSIX, nemusí být poskytovány implementacemi C, tento mechanismus může být přenosný, pokud setcontext alternativa selže.

Vzhledem k tomu, že při přetečení jednoho z více zásobníků v takovém mechanismu nebude vygenerována žádná výjimka, je nezbytné přecenit prostor požadovaný pro každý kontext, včetně toho, který obsahuje hlavní() a včetně prostoru pro všechny obsluhy signálů, které by mohly přerušit pravidelné provádění. Překročení přiděleného prostoru poškodí ostatní kontexty, obvykle s vnějšími funkcemi jako první. Systémy vyžadující tento druh programovací strategie jsou bohužel často také malé s omezenými zdroji.

#zahrnout <setjmp.h>#zahrnout <stdio.h>jmp_buf hlavní úkol, childTask;prázdnota call_with_cushion();prázdnota dítě();int hlavní() {    -li (!setjmp(hlavní úkol)) {        call_with_cushion(); // dítě se nikdy nevrátí, výnos    } // spuštění pokračuje po tomto „}“ po prvním výnosu dítěte    zatímco (1) {        printf("Rodič n");                -li (!setjmp(hlavní úkol))            longjmp(childTask, 1); // výnos - všimněte si, že v C99 to není definováno    }}prázdnota call_with_cushion() {    char prostor[1000]; // Vyhrazte si dostatek místa pro chod main    prostor[999] = 1; // Neoptimalizujte pole mimo existenci    dítě();}prázdnota dítě() {    zatímco (1) {        printf(„Dětská smyčka začíná n");                -li (!setjmp(childTask))            longjmp(hlavní úkol, 1); // výnos - zneplatní childTask v C99        printf("Konec dětské smyčky n");        -li (!setjmp(childTask))            longjmp(hlavní úkol, 1); // výnos - zneplatní childTask v C99    }    / * Nevracejte se. Místo toho bychom měli nastavit příznak označující, že main ()       by se měl přestat poddávat nám a pak longjmp (mainTask, 1) * /}

Viz také

• Pokračování
• setcontext

Reference

externí odkazy

• setjmp: nastavit skokový bod pro ne-místní goto - System Interfaces Reference, Specifikace Single UNIX, Vydání 7 od Otevřená skupina
• Výjimky v C s Longjmp a Setjmp
• existuje sigsetjmp / siglongjmp (znovu) (o této funkci v mingw /MSYS )