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nptのドキュメントです。
参照元：ANSI Common Lisp npt
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6.1 脱出の操作

脱出の操作を説明ます。

以前、脱出の理由を5つ挙げました。

tagbody/go
block/return-from
catch/throw
handler-case
restart-case

この中で、tagbody/goとblock/return-fromはレキシカルな環境での使用を前提としているため、 C言語では使用不可とします。

残り3つの操作はC言語でも実装可能です。
脱出の操作は、発生と終了だけではなく割り込みも考えなくてはいけません。
脱出の割り込みとは、unwind-protectのことです。

まとめると、本章では下記の機能について説明します。

catch/throw
handler-case
restart-case
unwind-protect

6.2 `catch`/`throw`

脱出の操作で最も簡単なのがcatch/throwです。

catchはスタックフレームに対してsymbolを登録します。
よってlisp_push_controlは必ず実行する必要があります。
登録は下記の関数を使用します。

void lisp_catch(addr symbol);

throwは下記の関数を使用します。

int lisp_throw_(addr symbol);

throw関数は現在のスタックフレームから順に遡って行き、引数symbolに対応するcatchが無い場合はerror、存在する場合はcatchの脱出を行います。
必ず脱出するため、戻り値は判定するまでもなく0以外です。

脱出中は、どこまで遡るかというスタックフレームの位置情報を保有しており、現在のスタックフレームが脱出の到達地点に達したかどうかは下記の関数を使用することで確認できます。

int lisp_break_control(void);

現在脱出中でありかつ現在のスタックフレームが到達地点にいる場合は真（0以外）を返却します。
catch/throwの場合は、この関数が真のときに非脱出に切り替えることでthrowが完了します。

非脱出に切り替える関数は下記のとおりです。

void lisp_reset_control(void);

手順をまとめると次のようになります。

lisp_push_controlでスタックフレームの作成
lisp_catchでsymbolを登録
lisp_throw_で脱出
lisp_break_controlで到達点を調査
到達していたらlisp_reset_controlで非脱出に移行

例として下記の文を示します。

(catch 'hello
  (throw 'hello 222)
  333)

throwにより222が返却されるので、333は無視されて全体の返却値は222となります。

int throw_hello_222_(addr x)
{
    lisp_fixnum(x, 222);
    lisp_set_result_control(x);
    if (lisp_intern8_(x, NULL, "HELLO"))
        return 1;

    return lisp_throw_(x);
}

int main_call_(addr x)
{
    addr control;

    lisp_push_control(&control);
    /* (catch 'hello ...) */
    if (lisp_intern8_(x, NULL, "HELLO"))
        goto escape;
    lisp_catch(x);
    /* (throw 'hello 222) */
    if (throw_hello_222_(x))
        goto escape;
    /* (values 333) */
    lisp_fixnum(x, 333);
    lisp_set_result_control(x);
escape:
    if (lisp_break_control())
        lisp_reset_control();
    return lisp_pop_control_(control);
}

int main_lisp(void *ignore)
{
    addr control, x;

    lisp_push_control(&control);
    x = Lisp_hold();
    if (main_call_(x))
        goto escape;
    lisp_result_control(x);
    if (lisp_format8_(NULL, "RESULT: ~A~%", x, NULL))
        goto escape;
escape:
    return lisp_pop_control_(control);
}

実行結果はRESULT: 222です。

6.3 `handler-case`

基本的な構成はcatch/throwと変わりません。
conditionの登録は下記の関数を使います。

int lisp_handler_case_(addr name, addr call);

そしてthrowにあたるのがsignalかerrorです。
例文を下記に示します。

int main_call_(addr x)
{
    addr control, y;

    lisp_push_control(&control);
    y = Lisp_hold();
    /* handler-case */
    if (lisp_intern8_(x, NULL, "AAA"))
        goto escape;
    if (lisp_eval8_(y, "(lambda (c) (declare (ignore c)) 222)"))
        goto escape;
    if (lisp_handler_case_(x, y))
        goto escape;
    /* (signal 'aaa) */
    if (lisp_eval8_(NULL, "(signal 'aaa)"))
        goto escape;
    /* (values 333) */
    lisp_fixnum(x, 333);
    lisp_set_result_control(x);
escape:
    if (lisp_break_control())
        lisp_reset_control();
    return lisp_pop_control_(control);
}

int main_lisp(void *ignore)
{
    addr control, x;

    lisp_push_control(&control);
    x = Lisp_hold();
    if (lisp_eval8_(NULL, "(define-condition aaa () ())"))
        goto escape;
    if (main_call_(x))
        goto escape;
    lisp_result_control(x);
    if (lisp_format8_(NULL, "RESULT: ~A~%", x, NULL))
        goto escape;
escape:
    return lisp_pop_control_(control);
}

実行結果はRESULT: 222です。

6.4 `restart-case`

構成はhandler-caseと同じです。

restartオブジェクトを生成し、現在のスタックフレームに対して登録することで実現します。
restartオブジェクトは下記の関数で生成します。

void lisp_restart_make(addr x, addr name, addr call, int casep);

restartの登録は下記の関数を使います。

void lisp_restart_push(addr restart);

使用例をあげます。

int main_call_(addr x)
{
    addr control, y;

    lisp_push_control(&control);
    y = Lisp_hold();
    /* restart-case */
    if (lisp_intern8_(x, NULL, "HELLO"))
        goto escape;
    if (lisp_eval8_(y, "(lambda () 222)"))
        goto escape;
    lisp_restart_make(x, x, y, 1);
    lisp_restart_push(x);
    /* (invoke_restart 'hello) */
    if (lisp_eval8_(NULL, "(invoke-restart 'hello)"))
        goto escape;
    /* (values 333) */
    lisp_fixnum(x, 333);
    lisp_set_result_control(x);
escape:
    if (lisp_break_control())
        lisp_reset_control();
    return lisp_pop_control_(control);
}

int main_lisp(void *ignore)
{
    addr control, x;

    lisp_push_control(&control);
    x = Lisp_hold();
    if (main_call_(x))
        goto escape;
    lisp_result_control(x);
    if (lisp_format8_(NULL, "RESULT: ~A~%", x, NULL))
        goto escape;
escape:
    return lisp_pop_control_(control);
}

実行結果はRESULT: 222です。

6.5 `unwind-protect`

unwind-protectは、第一引数の式を実行した後、 cleanupフォームを実行する前に下記の値の退避が必要です。

脱出情報
返却値の情報

脱出情報とは、現在の脱出モードと脱出先のスタックフレームの情報です。
返却値の情報とは、list_result_controlなどで取得できる値であり、 valuesの値そのもののため、ひとつではなく複数の値が対象となります。

unwind-protectを実行する前に現在の状態を一括して退避しておき、 cleanupフォームを実行した後で状態をロールバックさせます。

下記の関数は、脱出情報と返却値を同時に保存する命令です。

void lisp_save_control(addr *ret);

情報はhold変数と同様、スタックフレームを利用して保存します。
保存後は下記の関数を用いて非脱出に移行します。

void lisp_reset_control(void);

もともと非脱出の場合でも実行はできます。

それでは保存が終わりましたので、cleanup処理を実施します。
もしcleanup処理中に新たな脱出が生じた場合は、 lisp_save_controlで保存した情報は無視して、最新の脱出処理を優先させます。

無事cleanup処理が完了したら、下記の関数で復元します。

void lisp_rollback_control(addr value);

最後にlisp_pop_control_を実行して保存情報を破棄します。

実行例を示します。
下記の例では、返却値の保存と復元がされたことを示しています。

int main_lisp(void *ignore)
{
    addr control, save, x;

    lisp_push_control(&control);
    x = Lisp_hold();
    /* 100 */
    lisp_fixnum(x, 100);
    lisp_set_result_control(x);
    /* save */
    lisp_save_control(&save);
    lisp_reset_control();
    /* 200 */
    lisp_fixnum(x, 200);
    lisp_set_result_control(x);
    /* rollback */
    lisp_rollback_control(save);
    lisp_result_control(x);
    lisp_format8_(NULL, "RESULT: ~A~%", x, NULL);
    return lisp_pop_control_(control);
}

実行結果はRESULT: 100です。

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6.1 脱出の操作

6.2 catch/throw

6.3 handler-case

6.4 restart-case

6.5 unwind-protect

6.2 `catch`/`throw`

6.3 `handler-case`

6.4 `restart-case`

6.5 `unwind-protect`