深入解析longjmp函數

一、longjmp函數

longjmp函數是C標準庫中非常有用的一個函數，它可以從當前執行的函數中”跳出來”，返回到之前調用的地方，並且可以選擇返回值。其關鍵在於setjmp函數，後者可以記錄當前程序執行的狀態，從而在longjmp函數調用時將程序狀態還原到setjmp函數調用時的狀態。其主要用法是異常處理。

二、longjmp windbg

使用windbg調試longjmp函數時，非常容易遇到被調用函數的調用棧不完整的情況。這是因為longjmp函數彙編實現中直接修改了棧指針的值，從而打斷了正常的調用棧流程。為了解決這個問題，可以利用windbg中的”kb”命令查看完整的調用棧信息。

0:000> kb
 # ChildEBP RetAddr  Args to Child              
00 ffffe001 00007ffc`e9c54084 00007ffc`ebed33d0 00007ffc`ebed33c0 0xfffffefe
01 ffffe001 00007ffc`ebed5b2f 00000000`00000201 00000000`00000000 0x7ffc`e9c54084
02 ffffe008 00007ffc`ebed5a03 00000000`00000000 ffffe018`009055b0 0x7ffc`ebed5b2f
03 ffffe020 00007ffc`822aba2d ffffe040`00000000 00000003`00000000 0x7ffc`ebed5a03

三、longjmp源碼

longjmp函數源碼的實現比較簡單，主要是通過調用跳轉宏_JumpBuffer中的一個跳轉指令，將程序狀態還原到setjmp函數調用時保存的位置。對於多線程情況下使用，可以使用_JumpBuffer結構體的第二個參數保存線程的狀態。

void longjmp(jmp_buf env, int val)
{
    if (env[0] != 0 && env[0] != 1) {
        __debugbreak();
    }

    if (env[1] != 0) {
        RtlRestoreContext(env, NULL);
    } else {
        DoExitUserThread(val|0x80000000);
    }
}

四、longjmp性能

longjmp函數在大規模程序中的性能是一個需要考慮的問題。因為它會打斷函數調用棧的正常流程，需要進行額外的堆棧操作。在處理非常頻繁的異常時，可能會影響程序的整體性能。

因此，在實際應用中，需要根據程序具體情況進行性能測試和優化。一般來說，避免頻繁拋出和捕獲異常，盡量保證代碼的正確性和穩定性，是最好的優化方案。

五、longjmp內存泄露

在使用longjmp函數時，需要注意內存泄漏問題。因為longjmp函數可以從任何位置跳出，沒有機會清理當前函數執行時申請的資源。這可能會導致內存泄漏問題，進而影響程序的穩定性和性能。

為了避免這種情況的發生，可以使用C++的RAII技術，即資源獲取即初始化的方式，確保程序執行時始終處於正確的狀態。另外，在捕獲異常後，需要手動釋放資源，尤其是需要注意控制資源的生命周期。

六、longjmp和setjmp

longjmp函數和setjmp函數是一對非常相似的兄弟函數，它們共同構成了C語言中的一種異常處理機制。setjmp函數用於記錄程序當前的狀態，並將其保存在jmp_buf結構體中，供之後的longjmp函數調用。

需要注意的是，longjmp函數調用後，如果原來正在執行的函數中存在沒有被關閉的局部變數或打開的文件，可能會導致這些變數或文件不能正確地被關閉或釋放，進而導致內存泄漏等問題。因此，在使用setjmp/longjmp機制時，需要動態地分配內存，並儘可能使用C++的自動化內存管理技術來管理資源。

七、longjmp返回幾次

longjmp函數本身並沒有限制調用次數，可以多次調用。但從軟體設計的角度，應該避免頻繁多次調用longjmp函數。因為函數跳轉後，無法得到先前被保留的狀態信息，導致程序執行變得凌亂不堪。此外，多次跳轉也可能會導致內存泄露等問題。

八、longjmp causes

longjmp函數雖然非常有用，但也有可能成為程序崩潰的罪魁禍首。一些常見的longjmp導致程序崩潰的原因包括空指針或野指針的使用、缺少必要的內存或資源、狀態轉換錯誤等。

因此，在編寫程序時，需要慎重考慮使用longjmp函數，並保證程序設計邏輯的正確性和完整性。同時，在程序出現異常時，需要及時捕獲並處理，以保證程序的正常運行。

實例代碼：

#include 
#include 
#include 

jmp_buf buf;

void second(void) {
    printf("second\n");         
    longjmp(buf,1);             
}

void first(void) {
    second();
    printf("first\n");          
}

int main() {   
    if (setjmp(buf)) {          
        printf("main longjmp\n");     
        exit(0);                
    }
    first();                    
    printf("main exit\n");      
    return 0;
}