c - 为什么涉及setjmp时编译器输出错误？

Question

给出这个 C 代码

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>
void foo(int x) {
  jmp_buf env;
  if (setjmp(env) == 0) {
    printf("%d\n", 23);
    longjmp(env, 1);
  } else {
    printf("%d\n", x);
  }
}

结果应该是先打印 23，然后打印 x，并且应该都已明确定义。

但是假设编译器不知道 setjmp/longjmp 是特殊函数，它会生成以下代码:

;function foo
;r0 : int x

foo:
    sub sp, sp, #sizeof(jmp_buf) ; reserve space for env
    push r0         ; save x for later
    add r0, sp, #4  ; load address of env
    call setjmp
    pop r1          ; restore SP, move x to r1 <<== corrupt after jongjmp
    cmp r0, #0      ; if (setjmp(env) == 0)
    bne 1f
    lea r0, "%d\n"  ; printf("%d\n", 23)
    mov r1, #23
    call printf
    mov r0, sp  ; load address of env
    mov r1, #1
    call longjmp
    b 2f
1:
    lea r0, "%d\n"      ; printf("%\dn", x), x already in r1
    call printf
2:
    add sp, sizeof(jmp_buf)
    ret

这将按预期打印 23，但随后它会打印 longjmp 调用的返回地址，即 1 标签的地址。

变量 x 仅临时存储在堆栈上，以便在 setjmp 函数调用期间保留它(r0 作为参数寄存器，由调用者保存)。我认为这对于编译器来说是完全有效的事情。但由于 setjmp 返回两次，这会损坏变量，而 C 标准规定不应这样做。

Answer 1

setjmp 是一个宏，而不是一个函数，这是标准的认可，即在某些实现上它可能需要普通函数不可用的功能。

该标准明确允许宏简单地扩展到同名的函数，对于可以使用标准调用语义的函数来实现的实现情况。但是，如果应用程序尝试使用 #undef 或使用 (setjmp)(jmpbuf) 绕过宏，则会导致未定义行为。这与普通标准库函数相反，普通标准库函数也可以实现为宏和函数，但可以使用上述技术来访问以避免宏扩展。

此外，setjmp 被指定为宏的事实意味着 &setbuf 也是未定义的行为。事实上，该标准只允许在两种上下文中调用 setbuf:

1. 作为完整的表达式语句，可能显式转换为 void

2. 在 if 或循环语句的条件下，且仅当条件为

   • setjmp 调用本身

   • 以 setjmp 调用作为参数的运算符 !

   • setjmp 调用与整数常量之间的比较。

换句话说，对 setjmp 的调用的值无法保存或参与算术，并且在调用上下文周围的序列点内无法执行其他计算。

因此，标准为 setjmp 的实现提供了很大的自由度。