C++异常的幕后4：捕捉你抛出的异常

原文地址：https://monoinfinito.wordpress.com/2013/02/26/c-exceptions-under-the-hood-4-catching-what-you-throw/

作者：nicolasbrailo 

在这个关于异常处理的系列里，通过检查编译器与链接器错误，我们已经发现不少异常抛出的秘密，但目前为止我们还看到任何关于异常处理的东西。让我们总结一下学到的异常抛出：

• 一个throw语句将被编译器翻译为两个调用，__cxa_allocate_exception与__cxa_throw。
• __cxa_allocate_exception与__cxa_throw“活”在libstdc++中。
• __cxa_allocate_exception将为新异常分配内存。
• __cxa_throw将准备一大堆东西并把这个异常转发给_Unwind_，一组libstdc++里的函数，并执行真正的栈回滚（这个ABI定义了这些函数的接口）。

目前为止相当简单，但异常捕捉有点复杂，特别因为它要求某种程度的反射（即，程序分析自己源代码的能力）。让我们继续在旧代码上尝试，在我们代码添加一些catch语句，编译它并看发生了什么：

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

// Notice we're adding a second exception type
struct Fake_Exception {};

void raise() {
    throw Exception();
}

// We will analyze what happens if a try block doesn't catch an exception
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");
}

// And also what happens when it does
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();
    }
}

备注：你可以从我的github repo下载完整的源代码。

就像之前那样，我们的seppuku函数把C世界与C++世界链接起来，只是这次我们添加了另外一些函数调用来使得我们的栈更有趣，加上我们已经添加了一组try/catch块，因此我们可用分析libstdc++如何处理它们。

像以前那样，我们得到了一些关于缺失ABI函数的链接器错误：

> 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

同样这里我们看到了许多有趣的东西。对__cxa_begin_catch与__cxa_end_catch的调用可能是我们期望的东西：我们尚不了解它们，但我们可以假定它们等同于throw/__cxa_allocate/throw转换（记得我们的throw关键字被翻译为一对__cxa_allocate_exception与__cxa_throw函数，对吧？）。不过__gxx_personality_v0是新玩意，它是后面几章的中心。

Personality函数做什么用呢？在介绍这个系列时，我们谈论过它，但我们将进一步探究它，连同我们的两个新朋友，__cxa_begin_catch与__cxa_end_catch。