C++编译器怎么实现异常处理

对于VC＋＋实现异常处理的深入探讨

导论

相比较其他传统的语言，C＋＋的一个变革的特征是支持异常处理。相对于传统语言的不清楚容易错误的错误处理机制，C＋＋的异常处理是一个非常好的替代。在正常的代码和错误处理代码之间清楚的分割使得程序非常整洁和宜于维护。本文讨论编译器怎么实现异常处理。假设读者熟悉异常处理的语法。 本文包含一个异常处理的VC＋＋的库来替代VC＋＋的异常处理，使用这个函数：

install_my_handler();

在这以后，程序中发生的任何异常（包含抛出异常到 stack unwinding，调用catch块和继续执行）都使用我自己的异常处理库。

译者注：当异常出现时，正常的执行流被中断，异常处理机制开始在当前范围寻找匹配的处理函数。如果找不到，把当前函数从栈中弹出，在调用者中继续寻找。这个过程称为stack unwinding

像其他C＋＋特征一样，C＋＋的标准并没有指定异常处理的实现机制。这使得C＋＋实现者可以使用任何实现机制。我将讲述VC++怎么实现的。VC＋＋把异常处理置于SHE（Structured exception hangling）的上面。SHE是windows操作系统提供的结构化的异常处理。

SHE导论

在本讨论中，我将考虑那些显式的异常。例如被0除，空指针访问等。当异常出现，中断会产生，控制被转到OS。 OS调用异常处理，检查从异常发出的函数开始的函数调用顺序，执行stack unwinding和控制转移。我们可以开发自己的异常处理函数，在OS中注册。OS就会在异常事件时调用它们。

Windows定义了一个特别的结构用来注册：

EXCEPTION_REGISTRATION:

struct EXCEPTION_REGISTRATION

{

   EXCEPTION_REGISTRATION *prev;

   DWORD handler;

};

要注册自己的异常处理函数，创建这个结构并将它的地址保存在段（由FS寄存器指向）的0偏移处。如下面的伪汇编指令：

mov FS:[0], exc_regp

结构中的prev字段表示EXCEPTION_REGISTRATION链表。当我们注册了这个EXCEPTION_REGISTRATION结构，我们使用这个prev字段保存以前注册的结构的地址。

关于异常回调函数，windows要求异常处理的信号，定义在excp.h文件中：

EXCEPTION_DISPOSITION (*handler)(

    _EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,

    void * EstablisherFrame,

    _CONTEXT *ContextRecord,

    void * DispatcherContext);

现在你可以忽略所有的参数和返回类型。下面的程序在OS中注册了一个异常处理句柄并将产生一个被0除的异常。这个异常被抓到并将打印一个消息：

#include <iostream>

#include <windows.h>

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; //will not reach here

}

int g_div = 0;

void bar()

{

         //initialize EXCEPTION_REGISTRATION structure

         EXCEPTION_REGISTRATION reg, *preg = &reg;

         reg.handler = (DWORD)myHandler;

         //get the current head of the exception handling chain      

         DWORD prev;

         _asm

         {

                 mov EAX, FS:[0]

                 mov prev, EAX

         }

         reg.prev = (EXCEPTION_REGISTRATION*) prev;

         //register it!

         _asm

         {

                 mov EAX, preg

                 mov FS:[0], EAX

         }

         //generate the exception

         int j = 10 / g_div;  //Exception. Divide by 0.

}

int main()

{

         bar();

         return 0;

}

/*-------output-------------------

In the exception handler

Just a demo. exiting...

---------------------------------*/

注意：windows严格地定义了一个规则：EXCEPTION_REGISTRATION结构应该在栈内，并且要在以前的代码的低的内存地址。规则不满足，windows将中止程序。

（出处：http://down.vipcn.com/）