c - 有没有办法保存和恢复C中的调用堆栈

Question

我想创建两个执行线程，执行两个不同的函数，然后使用相同的调用堆栈返回。执行不需要并行，执行线程可以依次执行。

我尝试使用setcontext/getcontext解决问题，但它们没有复制完整的调用堆栈，并且第二个线程无法使用第一个线程的调用堆栈:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ucontext.h>

ucontext_t fork_context, fork_context2;
char stack[SIGSTKSZ];
int end = 0;

void func2_1() {
  printf("func2_1\n");
}


void func2_2() {
  printf("func2_2\n");
  end = 1;
}

void func2() {
  printf("func2\n");
  func2_1();

  getcontext(&fork_context);
  fork_context.uc_link          = &fork_context2;
  fork_context.uc_stack.ss_sp   = stack;
  fork_context.uc_stack.ss_size = sizeof(stack);
  makecontext(&fork_context, (void (*)(void)) func2_2, 0);
}

void func1() {
  printf("enter func1\n");
  func2();
  getcontext(&fork_context2);
  printf("return func1\n");
}


int main(void) {
  func1();
  printf("back in main\n\n");

  if (end != 1) {
    setcontext(&fork_context);
  }
  return 0;
}

在func2()中，我想执行func2_1()，然后根据调用堆栈返回。在从 main() 返回之前，我想执行 func2_2() 并返回到与从 func2_1() 返回时相同的函数。上面的代码产生以下输出:

func2_1
return func1
back in main

func2_2
return func1

func2_2()被正确调用，然后在func1()中继续执行，但func1()没有返回到main()，因为 func1() 调用的堆栈帧已被删除。我想要一个能产生以下输出的程序:

func2_1
return func1
back in main

func2_2
return func1
back in main

一种可能是使用 POSIX fork() 因为它复制整个过程(包括调用堆栈)，但我不想使用 fork()如果可能的话。

Answer 1

我不禁认为 fork() 是此问题最简单的解决方案，尽管您可能需要一些共享内存才能合并两个调用的结果。 fork() 复制整个进程结构并不完全正确；它通常是通过单个虚拟内存页面的写时复制来实现的，因此它最终只会复制被修改的那部分状态；例如，不包括进程的代码。

如果你想自己做，你可以使用posix线程库的pthread_attr_setstack来创建一个具有特定堆栈的线程，你需要自己分配该堆栈。由于您可以控制堆栈内存，因此您可以自由地memcpy它以保留它。理论上，至少，您可以使用复制的堆栈创建另一个线程，并使用现已弃用的 getcontext 和 friend 来保存和恢复不在堆栈中的调用状态部分。为了有效地复制堆栈，您需要知道它的限制；有多种方法可以做到这一点，但它们都不是独立于平台的。

如果您想要提供 call/cc 的 C 实现，您可能想看看 Chicken Scheme ( http://www.call-cc.org ) 中的经典实现，它需要C 堆栈有很多有趣的自由，显然是成功的。