C++编译器如何实现异常处理

C++编译器如何实现异常处理

原著：Vishal Kochhar
翻译：局部变量

原文出处：How a C++ compiler implements exception handling

译者注：本文在网上已经有几个译本，但都不完整，所以我决定自己把它翻译过来。虽然力求信、雅、达，但鉴于这是我的第一次翻译经历，不足之处敬请谅解并指出。
　　与传统语言相比，C++的一项革命性创新就是它支持异常处理。传统的错误处理方式经常满足不了要求，而异常处理则是一个极好的替代解决方案。它将正常代码和错误处理代码清晰的划分开来，程序变得非常干净并且容易维护。本文讨论了编译器如何实现异常处理。我将假定你已经熟悉异常处理的语法和机制。本文还提供了一个用于VC++的异常处理库，要用库中的处理程序替换掉VC++提供的那个，你只需要调用下面这个函数：

install_my_handler();

　　之后，程序中的所有异常，从它们被抛出到堆栈展开（stack unwinding），再到调用catch块，最后到程序恢复正常运行，都将由我的异常处理库来管理。
　　与其它C++特性一样，C++标准并没有规定编译器应该如何来实现异常处理。这意味着每一个编译器的提供商都可以用它们认为恰当的方式来实现它。下面我会描述一下VC++是怎么做的，但即使你使用其它的编译器或操作系统①，本文也应该会是一篇很好的学习材料。VC++的实现方式是以windows系统的结构化异常处理（SEH）②为基础的。

结构化异常处理—概述

　　在本文的讨论中，我认为异常或者是被明确的抛出的，或者是由于除零溢出、空指针访问等引起的。当它发生时会产生一个中断，接下来控制权就会传递到操作系统的手中。操作系统将调用异常处理程序，检查从异常发生位置开始的函数调用序列，进行堆栈展开和控制权转移。Windows定义了结构“EXCEPTION_REGISTRATION”，使我们能够向操作系统注册自己的异常处理程序。

struct EXCEPTION_REGISTRATION{    EXCEPTION_REGISTRATION* prev;    DWORD handler;}; 

mov FS:[0], exc_regp

EXCEPTION_DISPOSITION (*handler)(     _EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,     void* EstablisherFrame,     _CONTEXT *ContextRecord,     void* DispatcherContext);  

#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; //不会运行到这 } int  g_div = 0; void bar() {     //初始化一个EXCEPTION_REGISTRATION结构     EXCEPTION_REGISTRATION reg, *preg = ®      reg.handler = (DWORD)myHandler;     //取得当前异常处理链的“头”     DWORD prev;     _asm     {         mov EAX, FS:[0]         mov prev, EAX     }     reg.prev = (EXCEPTION_REGISTRATION*) prev;     //注册！     _asm     {         mov EAX, preg         mov FS:[0], EAX     }     //产生一个异常     int  j = 10 / g_div;  //异常，除零溢出 } int  main() {     bar();     return 0; } /*-------输出------------------- In the exception handler Just a demo. exiting... ---------------------------------*/