C语言中setjmp与longjmp的行为理解及代码执行流程疑问

核心前提 #

C标准明确规定：如果调用longjmp时，此前调用setjmp保存上下文的函数已经执行完毕返回，那么该操作的行为是未定义行为，程序的表现完全取决于编译环境、运行平台，没有统一的标准结果，你看到的输出只是当前环境下的特定表现。

你当前环境下的执行流程拆解 #

我们按照你给出的输出反推实际执行过程：

1. main函数先执行第17行代码，输出hello main
2. 执行第18行调用hello()函数，进入函数后执行第8行的setjmp(env)：
   • 首次调用setjmp会将当前的栈指针(sp)、帧指针(fp)、程序计数器(pc)等值保存到env全局变量中，同时返回0
   • 因为ret=0，不进入if分支，直接执行第13行输出hello called
   • hello函数执行完毕，返回main函数
3. 回到main函数执行第19行，输出after hello call，接着执行第20行的longjmp(env, 1)
4. longjmp恢复env中保存的寄存器上下文：
   • 程序跳回hello函数中第8行setjmp的返回位置，这次setjmp返回值为传入的1，即ret=1
   • 进入if分支，执行第11行输出error
   • 继续执行第13行输出hello called
5. 此时hello函数要执行返回逻辑，但因为hello此前已经返回过一次，栈结构已经被破坏，你预期的“返回main第19行”的情况没有发生，在你当前的运行环境中，栈上保存的返回地址已经被篡改，程序直接退出，因此没有出现无限循环。

认知误区说明 #

你以为longjmp跳转后hello执行完会正常回到main第19行的前提是：setjmp所在的hello函数栈帧是完整合法的。只有在hello函数未返回时，在它的下级调用函数中执行longjmp跳转，才能保证栈帧合法，返回逻辑符合预期。你代码中的使用方式本身就不符合标准要求，因此不会按照你的预期执行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者InsaneCoder