淺析C++編譯器怎樣實(shí)現(xiàn)異常處理問(wèn)題
在介紹C++編譯器如何實(shí)現(xiàn)異常處理的問(wèn)題之前，先讓大家了解下什么是C++編譯器？其實(shí)C++編譯器是一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)化C++高度兼容的編譯環(huán)境，不同的編譯器也會(huì)對(duì)不同的CPU進(jìn)行不同的優(yōu)化。
本文討論了C++編譯器如何實(shí)現(xiàn)異常處理。我將假定你已經(jīng)熟悉異常處理的語(yǔ)法和機(jī)制，用于VC++的異常處理庫(kù)，要用庫(kù)中的處理程序替換掉VC++提供的那個(gè)，你只需要調(diào)用下面這個(gè)函數(shù)：
- install_my_handler();
之后，程序中的所有異常，從它們被拋出到堆棧展開(kāi)（stack unwinding），再到調(diào)用catch塊，***到程序恢復(fù)正常運(yùn)行，都將由我的異常處理庫(kù)來(lái)管理。
與其它C++特性一樣，C++標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有規(guī)定編譯器應(yīng)該如何來(lái)實(shí)現(xiàn)異常處理。這意味著每一個(gè)編譯器的提供商都可以用它們認(rèn)為恰當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)它。下面我會(huì) 描述一下VC++是怎么做的，但即使你使用其它的編譯器或操作系統(tǒng)①，本文也應(yīng)該會(huì)是一篇很好的學(xué)習(xí)材料。VC++的實(shí)現(xiàn)方式是以windows系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)化異常處理（SEH）②為基礎(chǔ)的。
我認(rèn)為C++編譯器異常或者是被明確的拋出的，或者是由于除零溢出、空指針訪問(wèn)等引起的。當(dāng)它發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷，接下來(lái)控制權(quán)就會(huì)傳遞到操作系統(tǒng) 的手中。操作系統(tǒng)將調(diào)用異常處理程序，檢查從異常發(fā)生位置開(kāi)始的函數(shù)調(diào)用序列，進(jìn)行堆棧展開(kāi)和控制權(quán)轉(zhuǎn)移。Windows定義了結(jié)構(gòu) "EXCEPTION_REGISTRATION"，使我們能夠向操作系統(tǒng)注冊(cè)自己的異常處理程序。
- struct EXCEPTION_REGISTRATION
- {
- EXCEPTION_REGISTRATION* prev;
- DWORD handler;
- };
注冊(cè)時(shí)，只需要?jiǎng)?chuàng)建這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，然后把它的地址放到FS段偏移0的位置上去就行了。下面這句匯編代碼演示了這一操作：
- mov FS:[0], exc_regp
prev字段用于建立一個(gè)EXCEPTION_REGISTRATION結(jié)構(gòu)的鏈表，每次注冊(cè)新的EXCEPTION_REGISTRATION時(shí)，我們都要把原來(lái)注冊(cè)的那個(gè)的地址存到prev中。那么，那個(gè)異常回調(diào)函數(shù)長(zhǎng)什么樣呢？在excpt.h中，windows定義了它的原形：
- EXCEPTION_DISPOSITION (*handler)(
- _EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,
- void* EstablisherFrame,
- _CONTEXT *ContextRecord,
- void* DispatcherContext);
不要管它的參數(shù)和返回值，我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。下面的程序注冊(cè)了一個(gè)C++編譯器異常處理程序，然后通過(guò)除以零產(chǎn)生了一個(gè)異常。異常處理程序捕獲了它，打印了一條消息就完事大吉并退出了。
- #include
- #include
- using std::cout;
- using std::endl;
- struct EXCEPTION_REGISTRATION
- {
- EXCEPTION_REGISTRATION* prev;
- DWORD handler;
- };
- EXCEPTION_DISPOSITION myHandler(
- _EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,
- void * EstablisherFrame,
- _CONTEXT *ContextRecord,
- void * DispatcherContext)
- {
- cout << "In the exception handler" << endl;
- cout << "Just a demo. exiting..." << endl;
- exit(0);
- return ExceptionContinueExecution; //不會(huì)運(yùn)行到這
- }
- int g_div = 0;
- void bar()
- {
- //初始化一個(gè)EXCEPTION_REGISTRATION結(jié)構(gòu)
- EXCEPTION_REGISTRATION reg, *preg = ®
- reg.handler = (DWORD)myHandler;
- //取得當(dāng)前異常處理鏈的"頭"
- DWORD prev;
- _asm
- {
- mov EAX, FS:[0]
- mov prev, EAX
- }
- reg.prev = (EXCEPTION_REGISTRATION*) prev;
- //注冊(cè)！
- _asm
- {
- mov EAX, preg
- mov FS:[0], EAX
- }
- //產(chǎn)生一個(gè)異常
- int j = 10 / g_div; //異常，除零溢出
- }
- int main()
- {
- bar();
- return 0;
- }
注意EXCEPTION_REGISTRATION必須定義在棧上，并且必須位于比上一個(gè)結(jié)點(diǎn)更低的內(nèi)存地址上，windows對(duì)此有嚴(yán)格要求，達(dá)不到的話，它就會(huì)立刻終止進(jìn)程。
【編輯推薦】
