exception - OCaml 内部结构 : Exceptions

Question

我很想知道 OCaml 运行时如何处理异常以使它们如此轻量。他们是使用 setjmp/longjmp 还是在每个函数中返回一个特殊值并传播它？

在我看来，longjmp会给系统带来一点压力，但只有在引发异常时，在检查每个函数返回值时需要在调用函数后检查每个值，这似乎我会进行很多检查和跳转，但看起来它的表现最差。

通过查看 OCaml 如何与 C 接口(interface) ( http://caml.inria.fr/pub/docs/manual-ocaml/manual032.html#toc142 )，并查看callback.h，似乎是通过使用对象的内存对齐来标记异常的 ( #define Is_exception_result(v) (((v) & 3) == 2) )。这似乎表明它的实现不使用 longjmp 并在每次函数调用后检查每个函数结果。是这样吗？或者 C 函数已经 try catch 任何异常，然后将其转换为这种格式？

谢谢!

Answer 1

OCaml 异常处理

它不使用 setjmp/longjmp 。当 try <expr> with <handle>被评估时，一个“陷阱”被放置在堆栈上，其中包含有关处理程序的信息。最顶层陷阱的地址保存在寄存器中，当您引发时，它会直接跳转到该陷阱，一次性展开多个堆栈帧(这比检查每个返回代码更好)。陷阱还存储前一个陷阱的地址，该地址在引发时恢复到寄存器中。

¹:或全局，在寄存器不足的架构上

您可以在代码中亲自查看:

• bytecode compilation :第 635-641 行，两行 Kpushtrap/Kpoptrap字节码围绕try..with ed 表达式
• native compilation :第 254-260 行，再次说明 Lpushtrap/Lpoptrap围绕表达式
• bytecode execution对于字节码PUSHTRAP (放置陷阱/处理程序)，POPTRAP (删除它，非错误情况)和 RAISE (跳到陷阱)
• native 代码发射 on mips和 on amd64 (例如)

与setjmp比较

Ocaml 使用非标准调用约定，很少或没有被调用者保存的寄存器，这使得此(和尾递归)高效。我想(但我不是专家)这就是 C longjmp/setjmp 的原因在大多数架构上效率不高。例如，参见this x86_64 setjmp implementation这看起来与之前的捕获机制加上被调用者寄存器保存完全相同。

C/OCaml interface 中已考虑到这一点:从 C 代码调用 Caml 函数的常用方法，caml_callback ，不捕获 OCaml 领域的异常；您必须使用特定的 caml_callback_exn如果您愿意，它会设置其陷阱处理程序并保存/恢复 C 调用约定的被调用者保存的寄存器。参见例如。 the amd64 code ，保存寄存器然后跳转到 this label设置异常陷阱。