С++ exception handling под капотом или как же работают исключения в C++

https://monoinfinito.wordpress.com/series/exception-handling-in-c/
  • Перевод

От переводчика


В мире победили языки высокого уровня и в мирах руби-питон-js разработчиков остается только разглагольствовать, что в плюсах не стоит использовать то или иное. Например, исключения, потому что они медленные и генерируют много лишнего кода. Стоило спросить "и какой же код он генерирует", как в ответ получил мямленье и мычание. А и правда — как же они работают? Ну что ж, компилируем в g++ с флагом -S, смотрим что получилось. Поверхностно разобраться не сложно, однако то, что остались недопонимания — не давали мне спать. К счастью, готовая статья нашлась.

На хабре есть несколько статей, подробных и не очень (при этом все равно хороших), посвященных тому, как работают exceptions в C++. Однако нет ни одной по-настоящему глубокой, поэтому я решил восполнить этот пробел, благо есть подходящий материал. Кому интересно как работают исключения в C++ на примере gcc — запаситесь pocket-ом или evernote, свободным временем и добро пожаловать под кат.

2 часть
3 часть

P.S. Пару слов о переводе:

  • перевод очень очень близкий к тексту, но иногда я позволял себе изменять целые абзацы
  • некоторые термины я так и не придумал, как перевести, например landing pad и call site
  • Работы оказалось гораздо больше, чем казалось, к концу я даже стал путать, где перевод, а где оригинал, некоторые строки были написаны в 4 ночи, в общем — если где-то будут несвязные слова или целые предложения — простите, в ближайшее время постараюсь все подправить.
  • В данном случае код является неотъемлемой частью статьи, поэтому прятать под спойлер ничего не буду.
  • Как всегда, орфография, пунктуация и мелкие ошибки — в личку. Фактические ошибки, неточности и недоработки — в комментарии.

C++ исключения под капотом


Все знают, что обработка исключений трудна. Причин для этого предостаточно в каждом слое "жизненного цикла" исключения: сложно писать код с сильной гарантией безопасности по исключениям (exception safe code), исключения могут выбрасываться из неожиданных мест, может оказаться проблематичным попытка понять плохо спроектированную иерархию исключений, это медленно работает из-за большого количества вуду-магии под капотом, это опасно, поскольку неправильное пробрасывание ошибки может привести к непростительному вызову std::terminate. И, несмотря на все это, битвы по поводу использовать или нет исключения в программах все еще продолжаются. Вероятно, это из-за неглубокого понимания как же они работают.

Для начала нужно спросить себя: как это все работает? Это первая статья из длинной серии, которую я пишу о том, как реализованы исключения под капотом в C++ (под платформу gcc под x86, но должно быть применимо для других платформ так же). В этих статьях процес выброса и отлова ошибок будет объяснен во всех подробностях, но для нетерпеливых: короткий бриф всех статей о пробросе исключений в gcc/x86:

  1. Когда мы пишем оператор throw, компилятор транслирует его в пару вызовов функций libstdc++, которые размещают исключение и начинаются быстрый процесс раскручивания стека вызовом библиотеки libstdc.

  2. Для каждого catch блока компилятор дописывает некую специальную информацию после тела метода, таблицу исключений, которые метод может отлавливать, а также таблицу очистки (подробнее о таблице очистки будет далее).

  3. В процессе раскручивания стека вызывается специальная функция, поставляемая libstdc++ (называемая "персональной подпрограммой" [personality routine]), которая проверяет каждую функцию в стеке на ошибки, которые она может отлавливать.

  4. Если не нашлось никого, кто мог бы отловить эту ошибку, вызывается std::terminate.

  5. Если кто-то все же нашелся, раскрутка запускается снова с вершины стека.

  6. При повторном проходе по стеку запускается "персональная функция" по очистке ресурсов для каждого метода.

  7. Подпрограмма проверяет таблицу очистки для текущего метода. Если в ней есть, что очистить, подпрограмма "прыгает" в текущий фрейм стэка и запускает код очистки, который вызывает деструкторы для каждого из объектов, размещенных в текущей области видимости.

  8. Когда раскрутка натыкается на фрагмент стека, который может обрабатывать исключение, она "прыгает" в блок обработки исключения.

  9. После окончания обработки исключения, функция очистки вызывается для освобождения памяти, занятой исключением.

* У нас это будет одна большая статья, побитая на части, поэтому далее "серия статей" будет заменяться просто на "статью", чтобы не загромождать лишним.

Даже сейчас это выглядит сложно, а ведь мы даже не начали, это было лишь короткое и неточное описание сложностей, необходимых для обработки исключений.

Для изучения всех деталей, происходящих под капотом, в следующей части мы начнем с реализации собственной мини-версии libstdlibc++. Не всей, только части с обработкой ошибок. В реальности даже не всю эту часть, лишь необходимый минимум для реализации throw/catch блока. Также понадобится немного ассемблера, но лишь совсем совсем немного. Зато понадобится много терпения, к сожалению.

Если вы слишком любопытны, можете начинать тут. Это — полная спецификация того, что мы будем реализовывать в следующих частях. Я же попытаюсь сделать эту статью поучительной и более простой, чтобы в следующий раз вам было проще начинать с вашим собственным ABI (application binary interface, Двоичный интерфейс приложений — прим. переводчика).

Примечания (отказ от ответственности):
Я ни в коей мере не сведую в том, какая вуду-магия происходит, когда пробрасывается исключение. В этой статье я попытаюсь разоблачить тайное и узнать, как же оно устроено. Какие-то мелочи и тонкости будут не соответствовать действительности. Пожалуйста, дайте мне знать, если где-то что-то неправильно.

Прим. переводчика: это актуально и для перевода.

C++ exceptions под капотом: маленький ABI


Если мы попытаемся понять, почему исключения такие сложные и как они работают, мы можем либо утонуть в тоннах мануалов и документаций, либо попытаться отловить исключения самостоятельно. В действительности, я был удивлен отстутствием качественной информации по теме (прим. переводчика — я, к слову, тоже): все, что можно найти либо чересчур детально, либо слишком уж простое. Конечно же, есть спецификации (наиболее документировано: ABI for C++, но так же CFI, DWARF и libstdc), но обособленного чтение документации недостаточно, если вы действительно хотите понять, что происходит внутри.

Давайте начнем с очевидного: с переизобретения колеса! Мы знаем, что в чистом C нет исключений, так что попытаемся слинковать C++ программу линкером чистого C и посмотрим, что произойдет! Я начал с чего-то простого типа этого:

#include "throw.h"
extern "C" {
    void seppuku() {
        throw Exception();
    }
}

Не забудьте extern, иначе G++ услужливо выпилит нашу небольшую функцию и сделает невозможным для линковки с нашей программой на чистом C. Конечно же, нам нужен заголовочный файл для линковки (не каламбур), чтобы сделать возможным соединие миров C++ и C:

struct Exception {};

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

    void seppuku();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

И очень простой main:

#include "throw.h"

int main()
{
    seppuku();
    return 0;
}

Что случится, если мы попытаемся скомпилировать и слинковать этот франкинкод?

> g++ -c -o throw.o -O0 -ggdb throw.cpp
> gcc -c -o main.o -O0 -ggdb main.c

Заметка: вы можете загрузить весь исходный код для этого проекта с моего гит-репозитория.

Пока что все хорошо. Оба, g++ и gcc, счастливы в своем маленьком мире. Хаос начнется сразу, как только мы попробуем их слинковать вместе:

> gcc main.o throw.o -o app
throw.o: In function `foo()':
throw.cpp:4: undefined reference to `__cxa_allocate_exception'
throw.cpp:4: undefined reference to `__cxa_throw'
throw.o:(.rodata._ZTI9Exception[typeinfo for Exception]+0x0): undefined reference to `vtable for __cxxabiv1::__class_type_info'
collect2: ld returned 1 exit status

Ну и конечно же, gcc жалуется на недостающие C++ объявления. Это очень специфичные C++ объявления. Посмотрите на последнюю строку ошибки: пропущена vtable для cxxabiv1. cxxabi, объявленная в libstdc++, ссылается на ABI для C++. Теперь мы знаем, что обработка ошибок выполняется с помощью стандартной C++ библиотеки с объявленным интерфейсом C++ ABI.

C++ ABI объявляет стандартный бинарный формат, с помощью которого мы можем слинковать объекты вместе в одной программе. Если мы скомпилируем .o файлы двумя разными компиляторами, которые используют разные ABI, то не сможем объединить их в одно приложение. ABI может так же объявлять разные другие стандарты, например, интерфейс для раскручивания стека или пробрасывания исключения. В этом случае ABI определяет интерфейс (не обязательно бинарный формат, просто интерфейс) между C++ и другими библиотеками в нашем приложении, которые обеспечивают раскрутку стэка. Иными словами — ABI определяет специфичные для C++ вещи, благодаря которым наше приложение может общаться с не-C++ библиотеками: это то, что позволит пробрасывать исключения из других языков, которые будут отловлены в C++, ну и множество других вещей.

В любом случае, ошибки линкера — точка отправления и первый слой в анализе работе исключений под капотом: интерфейс, который нам нужно реализовать — cxxabi. В следующей главе мы начнем с собственого мини-ABI, определенного в точности как C++ ABI.

C++ exceptions под капотом: угождаем линкеру, подпихнув ему ABI


В нашем путешествии в понимании исключений мы открыли, что вся тяжелая атлетика реализована в libstdc++, определение которой дано в C++ ABI. Просматривая ошибки линкера мы вывели, что для обработки ошибок мы должны обратиться за помощью к C++ ABI; мы создали плюющуюся ошибками C++ программу, слинковали вместе с программой на чистом C и обнаружили, что компилятор каким-то образом транслирует наши throw инструкции во что-то, что теперь вызывает несколько libstd++ функций, которые непосредственно выбрасывают исключение.

Тем не менее, мы хотим понять как именно работают исключения, так что попробуем реализовать свой собственный mini-ABI, обеспечивающий механизм пробрасывания ошибок. Чтобы сделать это, нам понадобится лишь RTFM, однако полный интерфейс может быть найден тут, для LLVM. Вспомним-ка, каких конкретно функций недостает:

> gcc main.o throw.o -o app
throw.o: In function `foo()':
throw.cpp:4: undefined reference to `__cxa_allocate_exception'
throw.cpp:4: undefined reference to `__cxa_throw'
throw.o:(.rodata._ZTI9Exception[typeinfo for Exception]+0x0): undefined reference to `vtable for __cxxabiv1::__class_type_info'
collect2: ld returned 1 exit status

__cxa_allocate_exception


Имя самодостаточно, я полагаю. __cxa_allocate_exception принимает size_t и выделяет достаточное количество памяти для хранения исключения во время его пробрасывания. Это сложнее, чем кажется: когда ошибка обрабатывается, происходит некая магия со стеком, аллоцирование (прим. переводчика — да простите за это слово, но иногда я буду его использовать) в стеке — плохая идея. Выделение памяти в куче (heap), в общем, тоже плохая идея, потому что где будем выделять память при исключении, сигнализирующем о том, что память закончилась? Статичное (static) размещение в памяти так же плохая идея, покуда нам нужно сделать это потокобезопасным (иначе два конкурирующих потока, выбросившие исключения, приведут к катастрофе). Учитывая эти проблемы, наиболее выгодным выглядит выделение памяти в локальном хранилище потока (куче), однако при необходимости обращаться к аварийному хранилищу (предположительно, статичному), если память закончилась (out of memory). Мы, конечно же, не будем волноваться по поводу страшных деталей, так что можем просто использовать статичный буфер, если понадобится.

__cxa_throw


Эта функция делает всю магию пробрасывания! Согласно ABI, как только исключение было создано, должна вызываться __cxa_throw. Эта функция ответственна за вызов раскрутки стэка. Важный эффект: __cxa_throw никогда не предполагает возврат (return). Она так же передает управление подходящему catch-блок для обработки исключения либо вызывает (по-умолчанию) std::terminate, но никогда ничего не возвращает.

vtable для __cxxabiv1::__class_type_info


Странно… __class_type_info явно какая-то RTTI (run-time type information, run-time type identification, Динамическая идентификация типа данных), но какая именно? Пока нам не просто ответить на это, да и это не адски важно для нашего мини-ABI; оставим это части "приложение", которую мы приведем после завершения анализа процесса пробрасывания исключения, сейчас же давайте просто скажем, что это — точка входа определения ABI в рантайме, отвечающая на вопрос: "эти два типа одинаковы или нет". Это функция, которая вызывается, чтобы определить: может ли данный catch-блок обрабатывать эту ошибку или нет. Сейчас мы сфокусируемся на основном: нам необходимо дать её как адрес для линкера (т.е. определить её не достаточно, нужно еще её инициировать) и она должна иметь vtable (да да, она должна иметь виртуальный метод).

Много работы происходит в этих функциях, но давайте попробуем реализовать простейший метатель исключений: тот, который будет делать выход из программы (call exit), когда исключение выброшено. Наше приложение почти завершено, но пропущены некоторые ABI-функции, так что давайте создадим mycppabi.cpp. Читая нашу ABI-спецификацию, мы можем описать наши сигнатуры для __cxa_allocate_exception и __cxa_throw:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

namespace __cxxabiv1 {
    struct __class_type_info {
        virtual void foo() {}
    } ti;
}

#define EXCEPTION_BUFF_SIZE 255
char exception_buff[EXCEPTION_BUFF_SIZE];

extern "C" {

void* __cxa_allocate_exception(size_t thrown_size)
{
    printf("alloc ex %i\n", thrown_size);
    if (thrown_size > EXCEPTION_BUFF_SIZE) printf("Exception too big");
    return &exception_buff;
}

void __cxa_free_exception(void *thrown_exception);

#include <unwind.h>
void __cxa_throw(
          void* thrown_exception,
          struct type_info *tinfo,
          void (*dest)(void*))
{
    printf("throw\n");
    // __cxa_throw never returns
    exit(0);
}

} // extern "C"

Напомню: вы можете найти исходники в моем github репозитории.

Если сейчас скомпилировать mycppabi.cpp и слинковать с другими двумя .o файлами, мы получим работающие бинарники, которые должны вывести "alloc ex 1\n throw" и, после этого, выйти. Очень просто, но, при этом, удивительно: мы управляем исключениями без вызова libc++: мы написали (очень очень маленькую) часть C++ ABI!

Другая важная часть мудрости, полученная нами при создании нашего собственного мини-ABI: ключевое слово throw компилируется в два вызова функций из libstdc++. Здесь нет никакой вуду-магии, это простая трансформация. Мы можем даже дизассемблировать нашу функцию чтобы проверить это. Запустим g++ -S throw.cpp

seppuku:
.LFB3:
    [...]
    call    __cxa_allocate_exception
    movl    $0, 8(%esp)
    movl    $_ZTI9Exception, 4(%esp)
    movl    %eax, (%esp)
    call    __cxa_throw
    [...]

Даже больше магии: когда throw транслируется в эти два вызова, компилятор даже не знает, как исключение будет обрабатываться. Как только libstdc++ определяет __cxa_throw и её друзей, libstdc++ динамически линкуется в рантайме, метод обработки исключений может быть выбран при первом запуске приложения.

Мы уже видим прогресс, но нам еще стоит пройти огромный путь познания. Сейчас наш ABI может только выбрасывать исключения. Можем ли мы расширить его, чтобы он отлавливал ошибки? Что ж, посмотрим, как это сделать, в следующей главе!

C++ exceptions под капотом: отлов того, что бросаем


В этой статье мы немного приоткрыли завесу тайны о пробросе исключений, наблюдая за ошибками компилятора и линкера, но мы до сих пор далеки до понимания чего-либо об отлове ошибок. Резюмируем что мы уже выяснили:

  • throw-объявление будет транслировано компилятором в два вызова: __cxa_allocate_exception и __cxa_throw.
  • __cxa_allocate_exception и __cxa_throw "живут" в libstdc++.
  • __cxa_allocate_exception выделяет память для нового исключения.
  • __cxa_throw выполняет подготовку и отдает исключение в _Unwind, в набор функций, которые живут в libstdc и производит реальное разворачивание стэка (ABI определяет интерфейс этих функций).

До сих пор было достаточно просто, но отлов исключений немного сложнее, особенно потому что это требует немного рефлексии (reflexion) (она позволяет программе анализировать свой собственный код). Давайте воспользуемся нашим старым методом и добавим какой-нибудь catch-блок в наш код, скомпилируем и посмотрим, что произойдет:

#include "throw.h"
#include <stdio.h>

// Добавляем второй тип исключений
struct Fake_Exception {};

void raise() {
    throw Exception();
}

// Анализируем, что произойдет, если исключение не отлавливается в catch-блоке
void try_but_dont_catch() {
    try {
        raise();
    } catch(Fake_Exception&) {
        printf("Running try_but_dont_catch::catch(Fake_Exception)\n");
    }

    printf("try_but_dont_catch handled an exception and resumed execution");
}

// И что произойдет, если отлавилвается
void catchit() {
    try {
        try_but_dont_catch();
    } catch(Exception&) {
        printf("Running try_but_dont_catch::catch(Exception)\n");
    } catch(Fake_Exception&) {
        printf("Running try_but_dont_catch::catch(Fake_Exception)\n");
    }

    printf("catchit handled an exception and resumed execution");
}

extern "C" {
    void seppuku() {
        catchit();
    }
}

Как и ранее, мы имеем функцию seppuku, соединяющую C и C++ миры, только в этот раз мы добавили несколько вызовов функций, чтобы сделать наш стэк более интересным, также мы добавили ветви try/catch блоков, так что теперь мы можем анализировать как libstdc++ обрабатывает их.

И вновь получаем ошибки линковщика об отсутствующих ABI-функциях:

> g++ -c -o throw.o -O0 -ggdb throw.cpp
> gcc main.o throw.o mycppabi.o -O0 -ggdb -o app
throw.o: In function `try_but_dont_catch()':
throw.cpp:12: undefined reference to `__cxa_begin_catch'
throw.cpp:12: undefined reference to `__cxa_end_catch'

throw.o: In function `catchit()':
throw.cpp:20: undefined reference to `__cxa_begin_catch'
throw.cpp:20: undefined reference to `__cxa_end_catch'

throw.o:(.eh_frame+0x47): undefined reference to `__gxx_personality_v0'

collect2: ld returned 1 exit status

Мы опять видим кучу всего интересного. Вызов __cxa_begin_catch и __cxa_end_catch мы ожидали, хоть пока и не знаем, что они такое, но можем предположить, что они эквивалентны throw/__cxa_allocate/throw. __gxx_personality_v0 — что-то новое, и оно и будет основной темой следующих частей.

Что делает персональная функция? (при. переводчика — не придумал лучшего названия, подскажите в комментариях, если есть идеи). Мы уже что-то говорили о ней во введении, однако в следующий раз мы посмотрим на нее гораздо детальнее, как и на наших двух новых друзей: __cxa_begin_catch и __cxa_end_catch.

C++ exceptions под капотом: магия вокруг __cxa_begin_catch и __cxa_end_catch


После изучения того, как исключения выбрасываются, мы оказались на пути изучения, как они отлавливаются. В предыдущей главе мы добавили в наш пример приложения try-catch-блок, чтобы увидеть что делает компилятор, а так же получили ошибки линкера прямо как в прошлый раз, когда мы смотрели, что произойдет если добавить throw-блок. Вот что пишет линкер:

> g++ -c -o throw.o -O0 -ggdb throw.cpp
> gcc main.o throw.o mycppabi.o -O0 -ggdb -o app
throw.o: In function `try_but_dont_catch()':
throw.cpp:12: undefined reference to `__cxa_begin_catch'
throw.cpp:12: undefined reference to `__cxa_end_catch'

throw.o: In function `catchit()':
throw.cpp:20: undefined reference to `__cxa_begin_catch'
throw.cpp:20: undefined reference to `__cxa_end_catch'

throw.o:(.eh_frame+0x47): undefined reference to `__gxx_personality_v0'

collect2: ld returned 1 exit status

Напомню, что код вы можете получить на моем гит-репозитории.

В теории (в нашей теории, разумеется), catch-блок транслируется в пару __cxa_begin_catch/end_catch из libstdc++, но и во что-то новое, называемое персональной функцией, о который мы пока еще ничего не знаем.

Давайте проверим нашу теорию о __cxa_begin_catch и __cxa_end_catch. Скомпилируем throw.cpp с флагом -S и проанализируем код ассемблера. Там есть много чего интересного, урежем до самого необходимого:

_Z5raisev:
    call    __cxa_allocate_exception
    call    __cxa_throw

Все идет замечательно: мы получили такое же определение для raise(), лишь выброс исключения:

_Z18try_but_dont_catchv:
    .cfi_startproc
    .cfi_personality 0,__gxx_personality_v0
    .cfi_lsda 0,.LLSDA1

Определение для try_but_dont_catch() обрезано компилятором. Это что-то новое: ссылка на __gxx_personality_v0 и что-то другое, называемое LSDA. Это выглядит незначительным определением, однако в действительности это очень важно:

  • линкер использует это для спецификации CFI (call frame information); CFI хранит информацию о фрейме вызова, вот его полная спецификация. Он используется, в основном, для раскручивания стэка.
  • LDSA (language specific data area) — специальная область для каждого языка, используемая персональной функцией, чтобы знать, какие исключения могут быть обработаны данной функцией.

О CFI и LSDA мы поговорим в следующей главе, не забывайте о них, но сейчас давайте двигаться дальше.

[...]
call    _Z5raisev
jmp .L8

Еще одна элементарщина: просто вызываем raise и после этого прыгаем на L8; L8 делает обычный возврат из функции. Если raise выполнится неправильно, тогда выполнение (как-то, мы пока еще не знаем, как!) должно не продолжаться на следующей инструкции, а перейти к обработчику исключению (который в терминах ABI называется landing pads, об этом позже).

   cmpl    $1, %edx
    je  .L5

.LEHB1:
    call    _Unwind_Resume
.LEHE1:

.L5:
    call    __cxa_begin_catch
    call    __cxa_end_catch

На первый взгляд этот кусок немного сложен, однако в действительности все просто. Наибольшее количество магии происходит тут: сначала мы проверяем — можем ли мы обрабатывать это исключение, если нет — вызываем _Unwind_Resume, если можем — вызываем __cxa_begin_catch и __cxa_end_catch, после этого функция должна продолжиться нормально и, таким образом, L8 будет выполнено (L8 прямо под нашим catch-блоком):

.L8:
    leave
    .cfi_restore 5
    .cfi_def_cfa 4, 4
    ret
    .cfi_endproc

Лишь обычный возврат функции… с некоторым мусором CFI в нем.

Это все для обработки ошибок, тем не менее, мы до сих пор не знаем, как работают __cxa_begin/end_catch; у нас есть идеи как эта пара формирует то, что называет landing pad — место в функции, где располагаются обраотчики исключений. Что мы пока не знаем — как landing pads ищутся. Unwind должен как-то пройти все вызовы в стеке, проверить: имеет ли какой-либо вызов (фрейм стека для точности) валидный блок с landing pad, который может обрабатывать это исключение, и продолжить выполнение в нем.

Это немаловажное достижение, и как это работает мы выясним в следующей главе.

C++ exceptions под капотом: gcc_except_table и персональная функция


Ранее мы выяснили, что throw транслируется в пару __cxa_allocate_exception/throw, а catch-блок транслируется в __cxa_begin/end_catch, а также во что-то, именуемое CFI (call frame information) для поиска landing pads — точки входа обработчиков ошибок.

Что мы не знаем до сих пор, это как _Unwind узнает, где этот landing pads. Когда исключение пробрасывается сквозь связку функций в стэке, все CFI позволяют программе разворачивания стэка узнать, что за функция сейчас исполняется, а так же это необходимо, чтобы узнать, какой из landing pads функции позволяет нам обрабатывать данное исключение (и, к слову, мы игнорируем функции с множественными try/catch блоками!).

Чтобы выяснить, где же этот landing pads находится, используется что-то, зовущее себя gcc_except_table. Таблица эта может быть найдена (с мусором CFI) после конца функции:

.LFE1:
    .globl  __gxx_personality_v0
    .section    .gcc_except_table,"a",@progbits
    [...]
.LLSDACSE1:
    .long   _ZTI14Fake_Exception

Эта секция .gcc_except_table — где хранится вся информация для обнаружения landing pads, мы поговорим об этом позже, когда будем анализировать персональную функцию. Пока что мы лишь скажем, что LSDA означает — зона с специфичными для языка данными, которые персональная функция проверяет на наличие landing pads для функции (она также используется для запуска деструкторов в процессе разворачивания стэка).

Подытожим: для каждой функции, где есть по крайней мере один catch-блок, компилятор транслирует его в пару вызовов cxa_begin_catch/cxa_end_catch и, затем, персональная функция, вызываемая __cxa_throw, читает gcc_except_table для каждого метода в стэке для поиска чего-то, называемого LSDA. Персональная функция затем проверяет, есть ли в LSDA блок, обрабатывающий данное исключение, а так же есть ли какой-то код очистки (который запускает деструкторы когда нужно).

Еще мы можем сделать интересный вывод: если мы используем nothrow (или пустой оператор throw), компилятор может опустить gcc_except_table для метода. Этот способ реализации исключений в gcc, не сильно влияющий на производительность, в действительности сильно влияет на размер кода. Что касается catch-блоков? Если исключение пробрасывается, когда объявлен спецификатор nothrow, LSDA не генерируется и персональная функция не знает, что ей делать. Когда персональная функция не знает, что ей делать, она вызывает обработчик ошибок по-умолчанию, что, в большинстве случаев, означает, что выброс ошибки из nothrow метода закончится std::terminate.

Теперь, когда у нас есть идеи, что делает персональная функция, сможем ли мы реализовать её? Что ж, посмотрим!

Продолжение
Поделиться публикацией
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама
Комментарии 10
  • +2
    В общем, спрошу у сообщества, как правильно перевести:

    • personal function / personal routine
    • landing pads
    • stack unwinding, раскрутка стэка (вроде как это вполне нормальный перевод, но до академического ему далеко)
    • throw, особенно в случае throwing function
    • call site
    • action table

    В целом, стилистика текста довольно вольная, что позволяет использовать простые слова и всячески выкручиваться, но хотелось бы найти более корректный перевод.
    • +1
      call site — "точка вызова" функции
      • +1
        • stack unwinding, раскрутка стэка — вполне корректный перевод, другого никогда не слышал
        • throw, особенно в случае throwing function — выбрасывать/бросать/генерировать (ещё иногда говорят «поднимать») исключение; функция, которая может сгенерировать/..., или функция, генерирующая/…
        • –1
          • landing pads — посадочная площадка (явно термин из авиации). Даже из данной статьи ясно, что это место, куда «садится» выкинутое исключение, чтобы быть обработанным.
          • throwing function — кидалово :)
          • 0
            "Посадочная площадка" — это уже слишком.
        • 0
          В переводе книжки «Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14» Скотта Мейерса (в переводе Игоря Красикова) приводятся аргументы за то, чтобы переводить stack unwinding как "сворачивание стека", т.к. распространнённый варианты "раскрутка стека"/"размотка стека" и т.п. соответствуют неправильной метафоре — на самом деле стек именно "сворачивается", т.е. уменьшается, а не "раскручивается", т.е. увеличивается.
          • 0
            Да, в этом есть смысл, хотя кому как. В любом случае, чаще говорят именно "раскрутка". Я бы привел метафору, что в процессе работы стек скручивается из программ как комок из сотен нитей, соотвественно — обратный процесс — раскрутка.
          • 0
            По поводу "персональной функции".

            Приведу цитату из LLVM manual:

            Because different programming languages have different behaviors when handling exceptions, the exception handling ABI provides a mechanism for supplying personalities. An exception handling personality is defined by way of a personality function (e.g. __gxx_personality_v0 in C++), which receives the context of the exception, an exception structure containing the exception object type and value, and a reference to the exception table for the current function. The personality function for the current compile unit is specified in a common exception frame.

            Исходя из этой цитаты, на мой взгляд, personality function не может переводиться как "персональная функция", а скорее как "функция, отражающая особенности [конкретного механизма исключений]". Но данный перевод теряет лаконичность оригинальной фразы. Поэтому возможно лучше оставить это словосочетание без перевода (например со сноской на детальное объяснение того, что это значит), так же, как вы поступили с landing pads.
            • +1
              Будет слишком много терминов на английском, так что предлагаю оставить как есть. Если читать с середины — все равно не понятно, а так — проще и лаконичнее. Что поделаешь, если в оригинале ее так называют.
              • 0
                Я о другом. Смысл искажается. Хотя конечно дело ваше.
                Но хотя бы вставить пояснение того, что на самом деле означает слово "персональная" в этом контексте. А то ведь смысл этого слова в русском языке совсем не сочетается с тем, что имелось в виду в английском варианте.

          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.