C++: обработка исключений

В C++ под Windows есть два способа обработки исключений - традиционный для C++ с пом. try/catch и т.н. структурная обработка исключений или SEH. Основная разница между ними в том, что с помощью try/catch можно реализовывать для разных типов исключений C++ различную реакцию (поведение), а структурная обработка  исключений способна отловить ситуации, которые с пом. catch не ловятся, например, Divide By Zero или Access Violation. SEH - это механизм, предоставляемый операционной системой и на самом деле try/catch реализуется также через него.

Одновременно в одной и той же процедуре использовать оба метода обработки исключений (try/catch и SEH) нельзя. Но можно использовать в одной процедуре try/cath, а в другой SEH.

Оба метода обработки исключений не идеальны и имеют свои достоинства и недостатки.

Основной недостаток try/catch заключается в том, что он не позволяет отловить и обработать все ошибки, а также не показывает место возникновения ошибки. Впрочем, в книжке Джеффри Рихтера (Windows для профессионалов. Создание эффективных Win32-пpилoжeний с учетом специфики 64-разрядной версии Windows) приводится способ перехвата структурных исключений:

1. Нужно создать класс CSE для идентификации структурного исключения:

4. #include <eh.h>
5. #include <stdexcept>
6.  
7. class CSE
8. {
9. public:
10.     static void MapSEToCE(){ _set_se_translator(TranslateSEToCE); }
11.     operator DWORD() { return (m_er.ExceptionCode);}
12.  
13. private:
14.     CSE(PEXCEPTION_POINTERS pep)
15.     {
16.         m_er = *pep->ExceptionRecord;
17.         m_context = *pep->ContextRecord;
18.         if (m_er.ExceptionCode == 0xe06d7363)
19.         {
20.             printf("C++ Exception: Code 0x%x, Address 0x%x\n", m_er.ExceptionCode, m_er.ExceptionAddress);
21.         }
22.         else
23.         {
24.             printf("SEH Exception: Code 0x%x, Address 0x%x\n", m_er.ExceptionCode, m_er.ExceptionAddress);
25.         }
26.     }
27.     static void _cdecl TranslateSEToCE(UINT deEC,PEXCEPTION_POINTERS pep)
28.     {
29.         throw CSE(pep);
30.     }
31.  
32. private:
33.     EXCEPTION_RECORD m_er;
34.     CONTEXT m_context;
35. };

2. Для каждого потока надо вызвать один раз CSE::MapSEToCE(), после чего можно обрабатывать структурные исключения как обычные исключения C++:

5. int DivideByZero()
6. {
7.     int x = 100;
8.     int y = 0;
9.     return x / y;
10. }
11.  
12. void ThrowException()
13. {
14.     throw std::out_of_range("out_of_range");
15. }
16.  
17. void TestCSE()
18. {
19.  
20.     CSE::MapSEToCE();
21.     try
22.     {
23.         //DivideByZero();
24.         ThrowException();
25.     }
26.     catch (CSE se)
27.     {
28.         switch(se)
29.         {
30.             case EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO:
31.                 printf("Divide by zero!\n");
32.                 break;
33.         }
34.     }
35.     catch (std::exception & e)
36.     {
37.         printf("std::exception: %s\n", e.what());
38.     }
39. }

3. Компилировать нужно с опцией /EHa. В противном случае _set_se_translator не сработает и исключения SEH с помощью catch (...) отлавливаться не будут, а компилятор (Visual Studio 2010) выдаст следующее предупреждение:
warning C4535: calling _set_se_translator() requires /EHa

SEH способен отлавливать все исключения и, что важно на мой взгляд, показывать место возникновения ошибки (ExceptionAddress), а также позволяет продолжить выполнение программы с прерванного места. Но, к сожалению, при возникновении исключения C++ в обработчике (фильтре) SEH документированными способами нельзя узнать тип исключения C++ и получить его текст ошибки. Ниже описан недокументированный способ.

Все исключения C++ в фильтре SEH имеют один и тот же код 0xe06d7363. При этом поле NumberParameters содержит 3 (для 32-разрядных приложений), ExceptionInformation[1] указывает на объект-исключение C++, а ExceptionInformation[2] указывает на структуру _ThrowInfo (ExceptionInformation[0] не интересно). _ThrowInfo относится к так называемым Predefined C++ Types. Для использования предопределенных типов не нужно подключать никаких .h файлов. При редактировании IDE Visual Studio подчеркивает их красным цветом и пишет: Error: identifier "_ThrowInfo" is undefined. Но при этом все успешно компилируется и выполняется :-)

Ниже приведен SEH-фильтр, который способен анализировать исключения C++ и выводить информацию об исключении (what()). Стоит отметить, однако, что хотя эта процедура успешно работает в Visual Studio 2010, но нет никаких гарантий, что в будущем Microsoft не поменяет структуру _ThrowInfo.

7. #include <eh.h>
8. #include <stdexcept>
9.  
10. LONG ExceptionFilter(PEXCEPTION_POINTERS pEP, const char * file, const char * function, int line)
11. {
12.     PEXCEPTION_RECORD pER = pEP->ExceptionRecord;
13.     if (pER->ExceptionCode == 0xe06d7363)
14.     {
15.         if (pER->NumberParameters == 3)
16.         {
17.             const _ThrowInfo * pThrowInfo = (_ThrowInfo*)pER->ExceptionInformation[2];
18.             if (pThrowInfo != NULL)
19.             {
20.                 const _CatchableTypeArray * pTypeArray = pThrowInfo->pCatchableTypeArray;
21.                 if (pTypeArray != NULL)
22.                 {
23.                     const _TypeDescriptor * pExceptionDesc = (_TypeDescriptor*)&typeid(std::exception);  
24.                     for (int i = 0; i < pTypeArray->nCatchableTypes; i++)
25.                     {
26.                         const _CatchableType * pCatchableType = pTypeArray->arrayOfCatchableTypes[i];
27.                         if (pCatchableType != NULL && pExceptionDesc == pCatchableType->pType)
28.                         {
29.                             std::exception * e = (std::exception*)pER->ExceptionInformation[1];
30.                             printf("File: %s\nFunction: %s\nLine: %i\nC++ Exception: %s\n", file, function, line, e->what());
31.                             return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
32.                         }
33.                     }
34.                 }
35.             }
36.         }
37.         printf("File: %s\nFunction: %s\nLine: %i\nC++ Exception (code 0x%x at 0x%x)\n", file, function, line, pER->ExceptionCode, pER->ExceptionAddress);
38.         return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
39.     }
40.     else
41.     {
42.         printf("File: %s\nFunction: %s\nLine: %i\nSEH Exception (code 0x%x at 0x%x)\n", file, function, line, pER->ExceptionCode, pER->ExceptionAddress);
43.         return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
44.     }
45. }
46.  
47. int main(int argc, char* argv[])
48. {
49.     __try
50.     {
51.         //DivideByZero();
52.         ThrowException();
53.     }
54.     __except(ExceptionFilter(GetExceptionInformation(), __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__))
55.     {
56.         //handle exception here
57.     }
58.  
59.     return 0;
60. }

В заключении хочу отметить, что ExceptionAddress для исключений C++ не имеет особого смысла, потому что указывает всегда на один и тот же адрес внутри функции __CxxThrowException(), которая выполняется каждый раз, когда вызывается исключение с помощью throw.

===
Перепечатка материалов блога разрешается с обязательной ссылкой на blog.coolsoftware.ru