Exception Internals — throw থেকে catch পর্যন্ত সিলিকনের রাস্তা

লক্ষ্য: আজকের concept-এর snapshot মডেলটা নিজের হাতে — আর দেখা — এই মডেলে intermediate frame কেন নীরব (কোনো automatic cleanup নেই), তাই cleanup programmer-কেই লিখতে হয়।

/* mini_exc.c — longjmp-ভিত্তিক mini exception system */
/* compile: gcc -O0 -o mini_exc mini_exc.c */

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

struct Frame {
    jmp_buf       jb;      /* এই try-এর machine-state snapshot */
    struct Frame *prev;    /* বাইরের try — unwind-এর পরের স্টপ */
};

static struct Frame *g_top = NULL;
static const char   *g_msg = NULL;

#define TRY                                       \
    do {                                          \
        struct Frame _frame;                      \
        _frame.prev = g_top;                      \
        g_top = &_frame;                          \
        int _exc = setjmp(_frame.jb);             \
        if (_exc == 0) {

#define CATCH                                     \
        } else {                                  \
            /* THROW frame pop করে গেছে; এখানে */  \
            /* cleanup, log, rethrow — যা খুশি */ \

#define END_TRY                                   \
        }                                         \
        if (_exc == 0) g_top = _frame.prev;       \
    } while (0)

#define THROW(msg)                                \
    do {                                          \
        if (g_top == NULL) {                      \
            fprintf(stderr, "FATAL unhandled: %s\n", msg); \
            exit(1);                              \
        }                                         \
        g_msg = (msg);                            \
        struct Frame *_f = g_top;                 \
        g_top = _f->prev;        /* pop FIRST */  \
        longjmp(_f->jb, 1);      /* then jump */  \
    } while (0)


/* ── তিন স্তরের কল-চেইন ──────────────────────────────────────── */

static void level2(void) {
    printf("  level2: enter\n");
    THROW("disk full");
    printf("  level2: never runs\n");
}

static void level1(void) {
    printf("  level1: enter, resource খোলা\n");
    TRY {
        level2();
        printf("  level1: never runs\n");
    } CATCH {
        /* unwind এই frame-এ এসে থামেছে — cleanup এখানে manual */
        printf("  level1: [cleanup] resource বন্ধ\n");
        THROW("db error: disk full");     /* rethrow → main পর্যন্ত */
    } END_TRY;
}

int main(void) {
    printf("== scenario 1: দুই frame পার হয়ে unwind ==\n");
    TRY {
        level1();
    } CATCH {
        printf("  main: caught '%s'\n", g_msg);
        printf("  main: [cleanup] buffer flush\n");
    } END_TRY;

    printf("== scenario 2: nested try, swallow ==\n");
    TRY {
        TRY {
            THROW("inner panic");
        } CATCH {
            printf("  inner caught: '%s'\n", g_msg);   /* rethrow না */
        } END_TRY;
        printf("  outer continues normally\n");
    } CATCH {
        printf("  outer caught (never runs)\n");
    } END_TRY;

    printf("== execution resumes ==\n");
    return 0;
}

প্রত্যাশিত output:

== scenario 1: দুই frame পার হয়ে unwind ==
  level1: enter, resource খোলা
  level2: enter
  level1: [cleanup] resource বন্ধ
  main: caught 'db error: disk full'
  main: [cleanup] buffer flush
== scenario 2: nested try, swallow ==
  inner caught: 'inner panic'
  outer continues normally
== execution resumes ==

যা ঘটল: level2-এর THROW নিজের frame pop করে এক লাফে level1-এর setjmp-এ — level2-এর পরের কোড চলেই না, এবং level2-তে কোনো cleanup হয়ও না (snapshot মডেলে সে কিছুই জানে না — C++-এর RAII-র এই absence-ই মডেল দুটোর সবচেয়ে বড় পার্থক্য)। level1-এর CATCH cleanup চালিয়ে rethrow করে — THROW তখন main-এর frame pop করে। Pop-before-jump ordering ঠিক না রাখলে infinite loop বা stack corruption হতো — নিজে ভেঙে দেখুন।

নিজে বাড়ান:

1. -O2 দিয়ে compile করে ভাঙুন: setjmp-longjmp-এর মাঝে modify হওয়া local variable volatile না হলে UB — documentation-এর কোন বাক্যটা কাজ করছে?
2. Exception type system যোগ করুন: THROW(code) আর CATCH_IF(code_eq) — personality routine-এর type-matching-এর হাতে-লেখা রূপ।
3. strace ./mini_exc চালান — পুরো machinery-তে একটা syscall-ও নেই; সব user-space registers আর memory-তে।