c++ - setjmp、longjump 和堆栈重建

Question

通常 setjmp 和 longjmp 不关心调用栈——函数只是保存和恢复寄存器。

我想使用 setjmp 和 longjmp 以便保留调用堆栈，然后在不同的执行上下文中恢复

EnableFeature( bool bEnable )
{
if( bEnable )
{
   if( setjmp( jmpBuf ) == 0 )
   {
        backup call stack 
   } else {
        return; //Playback backuped call stack + new call stack
   }
} else {
   restore saved call stack on top of current call stack
   modify jmpBuf so we will jump to new stack ending
   longjmp( jmpBuf )
}

这种方法是否可行 - 有人可以为此编写示例代码吗？

为什么我自己相信它是可行的 - 是因为我已经编码/制作了类似的代码片段:

Communication protocol and local loopback using setjmp / longjmp

有两个调用堆栈同时运行 - 彼此独立。

但只是为了帮助您完成这项任务 - 我将为您提供获取 native 代码和托管代码的调用堆栈的函数:

//
//  Originated from: https://sourceforge.net/projects/diagnostic/
//
//  Similar to windows API function, captures N frames of current call stack.
//  Unlike windows API function, works with managed and native functions.
//
int CaptureStackBackTrace2(
    int FramesToSkip,                   //[in] frames to skip, 0 - capture everything.
    int nFrames,                        //[in] frames to capture.
    PVOID* BackTrace                    //[out] filled callstack with total size nFrames - FramesToSkip
)
{
#ifdef _WIN64
    CONTEXT ContextRecord;
    RtlCaptureContext( &ContextRecord );

    UINT iFrame;
    for( iFrame = 0; iFrame < (UINT)nFrames; iFrame++ )
    {
        DWORD64 ImageBase;
        PRUNTIME_FUNCTION pFunctionEntry = RtlLookupFunctionEntry( ContextRecord.Rip, &ImageBase, NULL );

        if( pFunctionEntry == NULL )
        {
            if( iFrame != -1 )
                iFrame--;           // Eat last as it's not valid.
            break;
        }

        PVOID HandlerData;
        DWORD64 EstablisherFrame;
        RtlVirtualUnwind( 0 /*UNW_FLAG_NHANDLER*/,
            ImageBase,
            ContextRecord.Rip,
            pFunctionEntry,
            &ContextRecord,
            &HandlerData,
            &EstablisherFrame,
            NULL );

        if( FramesToSkip > (int)iFrame )
            continue;

        BackTrace[iFrame - FramesToSkip] = (PVOID)ContextRecord.Rip;
    }
#else
    //
    //  This approach was taken from StackInfoManager.cpp / FillStackInfo
    //  http://www.codeproject.com/Articles/11221/Easy-Detection-of-Memory-Leaks
    //  - slightly simplified the function itself.
    //
    int regEBP;
    __asm mov regEBP, ebp;

    long *pFrame = (long*)regEBP;               // pointer to current function frame
    void* pNextInstruction;
    int iFrame = 0;

    //
    // Using __try/_catch is faster than using ReadProcessMemory or VirtualProtect.
    // We return whatever frames we have collected so far after exception was encountered.
    //
    __try {
        for( ; iFrame < nFrames; iFrame++ )
        {
            pNextInstruction = (void*)(*(pFrame + 1));

            if( !pNextInstruction )     // Last frame
                break;

            if( FramesToSkip > iFrame )
                continue;

            BackTrace[iFrame - FramesToSkip] = pNextInstruction;
            pFrame = (long*)(*pFrame);
        }
    }
    __except( EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER )
    {
    }

#endif //_WIN64
    iFrame -= FramesToSkip;
    if( iFrame < 0 )
        iFrame = 0;

    return iFrame;
} //CaptureStackBackTrace2

我认为可以修改它以获得实际的堆栈指针(x64 - eSP 和 x32 - 已经有一个指针)。

Answer 1

从法律上讲，setjmp/longjmp 只能用于在嵌套调用序列中跳“回”。这意味着它永远不需要真正“重建”任何东西——在你执行 longjmp 的那一刻，一切都完好无损，就在堆栈中。您需要做的就是回滚在 setjmp 和 longjmp 之间积累的额外内容。

longjmp 自动为您执行“浅”回滚(即它只是将原始字节从堆栈顶部清除，而不调用任何析构函数)。所以，如果你想做一个适当的“深度”回滚(就像异常在调用层次结构中向上飞时所做的那样)你必须在需要深度清理的每个级别上 setjmp，“拦截”跳转，手动执行清理，然后 longjmp 进一步调用层次结构。

但这基本上是“穷人异常处理”的手动实现。为什么要手动重新实现它？如果您想用 C 代码来做，我会理解。但为什么在 C++ 中？

附言是的，setjmp/longjmp 有时以非标准方式用于在 C 中实现协程，这确实涉及“跨”跳转和堆栈恢复的原始形式。但这是非标准的。在一般情况下，出于我上面提到的相同原因，用 C++ 实现会更加痛苦。