ГЛАВА 25 Необработанные исключения и исключения С++

В предыдущей главе мы обсудили, что происходит, когда фильтр возвращает значе ние EXCEPTION_CONTШNUE_SEARCH. Оно заставляет систему искать дополнительные фильтры исключений, продвшаясь вверх по дереву вызовов. А что будет, если все фильтры вернут EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH? Тогда мы получим необработанное исключение (unhandled exception).

Как Вы помните из главы 6, выполнение потока начинается с функции BaseProcess Start или BaseThreadStart в Kernel32.dll Единственная разница между этими функция ми в том, что первая используется для запуска первичного потока процесса, а вто рая — для запуска остальных потоков процесса.

VOID BaseProcessStart(PPROCESS_START_ROUTINE pfnStartAddr)
{

__try
{

ExitThread({pfnStartAddr)());

}

_except (UnhandledExceptionFilter(GetExceptionInformation()))
{

ExitProcess(GetExecptionCode());

}

// Примечание, сюда мы никогда не попадем

}

VOID BaseThreadStart(PTHREAD_START_ROUTINE pfnStartAddr, PVOID pvParam)
{

__try
{

ExitThread((pfnStartAddr)(pvParam));

}

_except (UnhandledExceptionFilter(GetExceptionInformation())}
{

ExitProcess(GetExceptionCode());

}

// Примечание, сюда мы никогда не попадем

}

Обратите внимание, что обе функции содержат SEH-фрейм: поток запускается из блока try. Если поток возбудит исключение, в ответ на которое все Ваши фильтры вер нут EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH, будет вызвана особая функция фильтра, предос тавляемая операционной системой:

LONG UnhandledExceptionFilter(PEXCEPTION_POINTERS pExceptionInfo);

Она выводит окно, указывающее на то, что поток в процессе вызвал необрабаты ваемое им исключение, и предлагает либо закрыть процесс, либо начать его отладку. В Windows 98 это окно выглядит следующим образом.

А в Windows 2000 оно имеет другой вид.

В Windows 2000 первая часть текста в этом окне подсказывает тип исключения и адрес вызвавшей его инструкции в адресном пространстве процесса. У меня окно появилось из-за нарушения доступа к памяти, поэтому система сообщила адрес, по которому произошла ошибка, и тип доступа к памяти — чтение UnhandledException Filter получает эту информацию из элемента Exceptionlnformation структуры EXCEP TION_RECORD, инициализированной для этого исключения.

В данном окне можно сделать одно из двух. Во-первых, щелкнуть кнопку OK, и тогда UnhandledExceptionFilter вернет EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER. Это приведет к глобальной раскрутке и соответственно к выполнению всех имеющихся блоков finally, а затем и к выполнению обработчика в BaseProcessStart или BaseThreadStart. Оба обработчика вызывают ExitProcess, поэтому-то Ваш процесс и закрывается Причем кодом завершения процесса становится код исключения. Кроме того, процесс закры вается его жe потоком, а не операционной системой!А это означает, что Вы можете вмешаться в ход завершения своего процесса.

Во-вторых, Вы можете щелкнуть кнопку Cancel (сбываются самые смелые мечты программистов). В этом случае UnbandledExceptionFilter попытается запустить отлад чик и подключить его к процессу Тогда Вы сможете просматривать состояние гло бальных, локальных и статических переменных, расставлять точки прерывания, пе резапускать процесс и вообще делать все, что делается при отладке процесса.

Но самое главное, что сбой в программе можно исследовать в момент его возник новения. В большинстве других операционных систем для отладки процесса сначала запускается отладчик. При генерации исключения в процессе, выполняемом в любой из таких систем, этот процесс надо завершить, запустить отладчик и прогнать про грамму уже под отладчиком Проблема, правда, в том, что ошибку надо сначала вос произвести; лишь потом можно попытаться ее исправить. А кто знает, какие значе ния были у переменных, когда Вы впервые заметили ошибку? Поэтому найти ее та

ким способом гораздо труднее Возможность динамически подключать отладчик к уже запущенному процессу — одно из лучших качеств Windows.

WINDOWS 2000
В этой книге рассматривается разработка приложений, работающих только в пользовательском режиме. Но, наверное, Вас интересует, что происходит, ког да необработанное исключение возникает в потоке, выполняемом в режиме ядра. Так вот, исключения в режиме ядра обрабатываются так же, как и исклю чения пользовательского режима. Если низкоуровневая функция для работы с виртуальной памятью возбуждает исключение, система проверяет, есть ли фильтр режима ядра, готовый обработать это исключение Если такого филь тра нет, оно остается необработанным В этом случае необработанное исклю чение окажется в операционной системе или (что вероятнее) в драйвере уст ройства, а не в приложении А это уже серьезно!

Так как дальнейшая работа системы после необработанного исключения в режиме ядра небезопасна, Windows не вызывает UnhandledExceptionFilter. Вме сто этого появляется так называемый "синий экран смерти" экран переклю чается в текстовый режим, окрашивается в синий фон, выводится информа ция о модуле, вызвавшем необработанное исключение, и система останавли вается Вам следует записать эту информацию и отправить ее в Microsoft или поставщику драйвера устройства. Прежде чем продолжить работу, придется перезагрузить машину; при этом все несохраненные данные теряются.

Отладка по запросу

Windows позволяет подключать отладчик к любому процессу в любой момент време ни — эта функциональность называется отладкой по запросу (just-in-time debugging). В этом разделе я расскажу, кяк она работает Щелкнув кнопку Cancel, Вы сообщаете функции UnhandledExceptionFilter о том, что хотиге начать отладку процесса.

Для активизации отладчика UnhandledExceptionFilter просматривает раздел реестра.

HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\AeDebug

Если Вы установили Visual Studio, то содержащийся в этом разделе параметр Debug ger имеет следующее значение:

"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin\msrtev Rxe" -p %ld -e %ld

WINDOWS 98
В Windows 98 соответствующие значения хранятся не в реестре, а в файле Win.ini.

Строка, приведенная выше, сообщает системе, какой отладчик надо запустить (в данном случае — MSDev.exe). Естественно, Вы можете изменить это значение, указав другой отладчик. UnhandiedExceptionFilter передает отладчику два параметра в коман дной строке Первый — это идентификатор процесса, который нужно отладить, а второй — наследуемое событие со сбросом вручную, которое создается функцией UnhandiedExceptionFilter в занятом состоянии. Отладчик должен распознавать ключи -p и -e как идентификатор процесса и описатель события

Сформировав командную строку из идентификатора процесса и описателя собы тия, UnhandledExceptionFiltet запускает отладчик вызовом CreateProcess. Отладчик про

веряет аргументы в командной строке и, обнаружив ключ -p, подключается к соот ветствующему процессу вызовом DebugActiveProcess-

BOOL DebugActiveProcess(DWORD dwProcessID);

После этого система начинает уведомлять отладчик о состоянии отлаживаемого процесса, сообщая, например, сколько в нем потоков и кякие DLL спроецированы на его адресное пространство. На сбор этих данных отладчику нужно какое-то время, в течение которого поток UnhandledExceptionFilter должен находиться в режиме ожи дания. Для этого функция вызывает WaitForSingleObject и передает описатель создан ного ею события со сбросом вручную. Как Вы помните, оно было создано в занятом состоянии, поэтому поток отлаживаемого процесса немедленно приостанавливается и ждет освобождения этого события

Закончив инициализацию, отладчик вновь проверяет командную строку — на этот раз он ищет ключ -e. Найдя его, отладчик считывает оиисатель события и вызывает SetEvent. Он может напрямую использовать этот наследуемый описатель, поскольку процесс отладчика является дочерним по отношению к отлаживаемому процессу, который и породил его, вызвав UnhandledExceptionFilter.

Переход события в свободное состояние пробуждает поток отлаживаемого про цесса, и он передает отладчику информацию о необработанном исключении. Полу чив эти данные, отладчик загружает соответствующий файл исходного кода и Пере ходит к команде, которая вызвала исключение. Вот это дейстничельно круто!

Кстати, совсем не обязательно дожидаться исключения, чгобы начать отладку. Отладчик можно подключить в любой момент командой "MSDEV -p PID", где PID — идентификатор отлаживаемого процесса. Task Manager в Windows 2000 еще больше упрощает эту задачу. Открыв вкладку Process, Вы можете щелкнуть строку с нужным процессом правой кнопкой мыши и выбрать из контекстного меню команду Debug. В ответ Task Managcr обратится к только что рассмотренному разделу реестра и вы зовет CreatуProcess, передав ей идентификатор выбранного процесса Но вместо опи сателя события Task Manager передаст 0.

Отключение вывода сообщений об исключении

Иногда нужно, чтобы окно с сообщением об исключении нс появлялось на экране, — например, в готовом программном продукте. Ведь если такое окно появится, пользо ватель может случайно перейти в режим отладки Вашей программы. Стоит ему толь ко щелкнуть кнопку Cancel, и он шагнет на незнакомую и страшную территорию попадет в отладчик. Поэтому предусмотрено несколько способов, позволяющих из бежать появления этого окна на экране.

Принудительное завершение процесса

Запретить функции UnhandledExceptionFilter вывод окна с сообщением об исключе нии можно вызовом SetErrorMode с передачей идентификатора SEM_NOGPFAULT ERKORBOX:

UINT SetErrorMode(UINT fuErrorMode);

Тогда UnhandledExceptionFilter, вызванная для обработки исключения, немедлен но вернет EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER, что приведет к глобальной раскрутке и выполнению обработчика в BaseProcessStart или BaseThreudStart, который закроет процесс.

Лично мне этот способ не нравится, так как пользователь нс получает никакого предупреждения — приложение просто исчезает.

Создание оболочки вокруг функции потока

Другой способ состоит в том, что Вы помещаете входную функцию первичного по тока (main, wmain, WinMain или wWinMairi) в блок try-except. Фильтр исключений дол жен всегда возвращать EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER, чтобы исключение действи тельно обрабатывалось; это предотвратит вызов UnbandledExceptionFilter.

В обряботчике исключений Вы выводите на экран диалоговое окно с какой-ни будь диагностической информацией. Пользователь может скопировать эту информа цию и передать ее в службу технической поддержки Вашего приложения, что помо жет выявить источник проблем. Это диалоговое окно надо разработать так, чтобы пользователь мог завершить приложение, но не отлаживать.

Этому способу присущ один недостаток: он позволяет перехватывать только те исключения, которые возникают в первичном потоке Если исключение происходит в любом другом потоке процесса, система вызывает функцию UnhandledExceptionFilter. Чтобы вывернуться из этой ситуации, придется также включить блоки try-except во входные функции всех вторичных потоков Вашего процесса.

Создание оболочки вокруг всех функций потоков

Функция SetUnhandledExceptionFilter позволяет включать все функции потоков в SEH фрейм:

PTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER SetUnhandledExceptionFilter( PTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER pTopLevelExceptionFilter);

После ее вызова необработанное исключение, возникшее в любом из потоков процесса, приведет к вызову Вашего фильтра исключений Адрес фильтра следует передать в единственном параметре функции SetUnhandledExceptionFilter. Прототип этой функции-фильтра должен выглядеть так:

LONG UnhandledExceptionFilter(PEXCEPTION_POINTCRS pExceptionInfo);

По форме она идентична функции UnhandledExceptionFilter Внутри фильтра мож но проводить любую обработку, а возвращаемым значением должен быть один из трех идентификаторов типа EXCEPTION_*. В следующей таблице описано, что происходит в случае возврата каждого из идентификаторов.

Чтобы функция UnhandledExceptionFilter вновь стала фильтром по умолчанию, вызовите SetUnhandledExceptinnFilter со значением NULL, Заметьте также, что всякий раз, когда устанавливается новый фильтр для необработанных исключений, SetUnhandledExceptionFilter возвращает адрес ранее установленного фильтра. Если таким фильтром была UnhandledExceptionFilter, возвращается NULL. Если Ваш фильтр возвра щает EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH, Вы должны вызывать ранее установленный фильтр, адрес которого вернула SetUnbandledExceptionFilter.

Автоматический вызов отладчика

Это последний способ отключения окна с сообщением об исключении. В уже упомя нутом разделе реестра есть еще один параметр — Auto; его значение может быть либо 0, либо 1, В последнем случае UnhandledExceptionFilter не выводит окно, но сра зу же вызывает отладчик. А при нулевом значении функция выводит сообщения и работает так, как я уже рассказывал.

Явный вызов функции UnhandledExceptionFilter

Функция UnhandledExceptionFilter полностью задокументирована, и Вы можете сами вызывать ее в своих программах. Вот пример ее использования:

void Funcadelic()
{

__try
{

...

}

__except (ExpFltr(GetExceptionTnformation()))
{

...

}

}

LONG ExpFltr(PEXCEPTION_POINTERS pEP)
{

DWORD dwExceptionCode - pEP->ExceptionRecord.ExceptionCode;

if (dwExceptionCode == EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION)
{

// что-то делаем здесь...
return(EXCEPTION_CONTINUE_EXFCUTION);

}

return(UnhandledExceptionFilter(pEP));

}

Исключение в блоке try функции Funcadelic приводит к вызову ExpFltr. Ей переда ется значение, возвращаемое GetExceptionlnformation. Внутри фильтра определяется код исключения и сравнивается с EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION. Если было нару шение доступа, фильтр исправляет ситуацию и возвращает EXCEPTION_CONTI NUE_EXECUTION. Это значение заставляет систему возобновить выполнение програм мы с инструкции, вызвавшей исключение.

Если произошло какое-то другое исключение, ExpFltr вызывает UnhandledExcep tionFilter, передавая ей адрес структуры EXCEPTION_POINTERS. Функция Unhandled ExceptionFilter открывает окно, позволяющее завершить процесс или начать отладку. Ее возвращаемое значение становится и результатом функции ExpFltr.

Функция UnhandledExceptionFilter изнутри

Начав работать с исключениями, я решил, что можно извлечь массу информации, если детально вникнуть в механизм работы функции UnhandledExceptionFilter. Поэтому я тщательно его исследовал. Вот что делает функция UnhandledExceptionFilter.

1. Если возникло нарушение доступа и его причина связана с попыткой записи, система проверяет, не пытались ли Вы модифицировать ресурс в EXE- или DLL модуле. По умолчанию такие ресурсы предназначены только для чтения. Од нако 16-разрядная Windows разрешала модифицировать эти ресурсы, и из соображений обратной совместимости такие операции должны поддерживать ся как в 32-, так и в 64-разрядной Windows Поэтому, когда Вы пытаетесь мо дифицировать ресурс, UnhandledExeptionFilter вызывает VirtualProtect для из менения атрибута защиты страницы с этим ресурсом на PAGE_READWRTTE и возвpamae EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION.

2. Если Вы установили свой фильтр вызовом SetUnhandledExceptionFilter, функция UnhandledExceptionFilter обращается к Вашей функции фильтра. И если она возвращает EXCEPTION_EXECUTE_НANDLER или EXCEPTION_CONTINUE_EXE CUTION, UnhandledExceptionFilter передает его системе. Но, если Вы не устанав ливали свой фильтр необработанных исключений или если функция фильтра возрращает EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH, UnhandledExceptionFilter перехо дит к операциям, описанным в п. 3

WINDOWS 98
Из-за ошибки в Windows 98 Ваша функция фильтра необработанных исклю чений вызывается, только если к процессу не подключен отладчик. По той же причине в Windows 98 невозможна отладка программы Spreadsheet, представ ленной в следующем разделе

3. Если Ваш процесс выполняется под управлением отладчика, то возвращается EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH. Это может показаться странным, так как сис тема уже выполняет самый «верхний» блок try или except и другого фильтра выше по дереву вызовов просто нст lIo, обнаружив этот факт, система сооб щит отладчику о необработанном исключении в подопечном ему процессе. В ответ на это отладчик выведет окно, где предложит пачать отладку (Кстати, функция IsDebuggerPresent позволяет узнать, работает ли данный процесс под управлением очладчика.)

4. Если поток в Вашем процессе вызовет SetErrorMode с флагом SEM_NOGPFAUL TERRORBOX, то UnhandledExceptionFilter вернет EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER.

5. Если процесс включен в задание (см. главу 5), на которое наложено ограниче ние JOB_OBJECT_LIMIT_DIE_ON_UNHANDLED_EXCEPTION, то UnhandledExcep tionFtlter также вернет EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER

WINDOWS 98
Windows 98 не поддерживает задания, и в ней этот этап пропускается.

6. UnhandledExceptionFilter считывает в реестре значение параметра Auto. Если оно равно 1, происходит переход на этап 7, в ином случае выводится окно с информацией об исключении. Если в реестре присутствует и параметр Debug ger, в этом окне появляются кнопки OK и Cancel. A если этого параметра нет — только кнопка ОК. Как только пользователь щелкнет кнопку OK, функция UnbandledExceptionFilter вернет EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER. Щелчок кноп ки Cancel (если она ссть) вызывает переход на следующий этап.

WINDOWS 98
В Windows 98 упомянутые параметры хранятся не в реестре, а в файле Win.ini.

7. На этом этапе UnhandledExceptionFilter запускает отладчик как дочерний про цесс. Но сначала создает событие со сбросом вручную в занятом состоянии и наследуемым описателем. Затем извлекает из реестра значение параметра Debugger и вызывает sprintf для вставки идентификатора процесса (получен ного через функцию GetCurrentProcessd) и описателя события в командную строку. Элементу lpDesktop структуры STARTUPINFO присваивается значение "Winsta0\\Default", чтобы отладчик был доступен в интерактивном рсжимс на рабочем столе. Далее вызывается CreateProcess со значением TRUE в парамет ре bInherttHandles, благодаря чему отладчик получает возможность наследовать описатель объекта "событие" После этого UnhandledExceptionFilter ждет завер шения инициализации отладчика, вызвав WaitForSingleObjectEx с передачей ей описателя события. Заметьте, что вместо WaitForSingleObject используется Wait ForSingleObjectEx Это заставляет поток ждать в "тревожном* состоянии, кото рое позволяет ему обрабатывать все поступающие AРС-вызовы.

8. Закончив инициализацию, отладчик освобождает- событие, и поток Unbandled ExceptionFilter пробуждается. Теперь, когда процесс находится под управлени ем отладчика, UnbandledExceptionFilter возвращает EXCEPTION_CONTINUE_ SEARCH. Обратите внимание: все, что здесь происходит, точно соответствует этапу 3.

Исключения и отладчик

Отладчик Microsoft Visual C++ предоставляет фантастические возможности для отлад ки после исключений Когда поток процесса вызывает исключение, операционная система немедленно уведомляет об этом отладчик (если он, конечно, подключен). Это уведомление называется "первым предупреждением" (first-chance notification). Реаги руя на него, отладчик обычно заставляет поток искать фильтры исключений. Если все фильтры возвращают EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH, операционная система вновь уведомляет отладчик, но на этот раз даст "последнее предупреждение" (last-chance notification). Существование этих двух типов предупреждений обеспечивает больший контроль за отладкой при исключениях

Чтобы сообщить отладчику, как реагировать на первое предупреждение, исполь зуйте диалоговое окно Exceptions отладчика.

Как видите, оно содержит список всех исключений, определенных в системе. Для каждого из них сообщаются 32-битный код, текстовое описание и ответные действия отладчика. Я выбрал исключение Access Violation (нарушение доступа) и указал для него Stop Always. Теперь, если поток в отлаживаемом процессе вызовет это исключе ние, отладчик выведет при первом предупреждении следующее окно.

К этому моменту поток еще не получал шанса на поиск фильтров исключений Сейчас я могу поместить в исходный код точки прерывания, просмотреть значения переменных или проверить стек вызовов потока Пока ни один фильтр не выполнял ся — исключение произошло только что Когда я попытаюсь начать пошаговую от ладку программы, на экране появится новое окно

Кнопка Cancel вернст нас в отладчик Кнопка No заставит поток отлаживаемого процесса повторить выполнение неудавшейся машинной команды При большинстве исключений повторное выполнение команды ничего не даст, так как вновь вызовет исключение Однако, если исключение было сгенерировано с помощью функции RaiыeException, это позволит возобновить выполнение потока, и он продолжит рабо ту, как ни в чем ни бывало Данный метод может быть особенно полезен при отладке программ на С++ получится так, будто оператор throw никогда не выполнялся (К обработке исключений в С++ мы вернемся в конце главы)

И, наконец кнопка Yes разрешит потоку отлаживаемого процесса начать поиск фильтров исключений Если фильтр исключения, возвращающий EXCEPTION_EXE CUTE_HANDLER или EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION, найден, то все хорошо и поток продолжает работу Еспи же все фильтры вернут EXCEPTION_CONTINUE_ SEARCH, огладчик получит последнее предупреждение и выведет окно с сообщением, аналогичным тому, которое показано ниже

Здесь Вам придется либо начать отладку, либо закрыть приложение.

Я продемонстрировал Вам, что случится, ссли ответным действием отладчика выбран вариант Stop Always Но для большинства исключений по умолчанию предла гается варианг Stop If Not Handled B этом случае отладчик, получив первое предуп реждение, просто сообщает о нсм в своем окне Output.

После этого отладчик разрешит потоку искать подходящие фильтры и, только если исключение не будет обработано, откроет следующее окно

NOTE
Очень важно помнить, что первое предупреждение вовсе не говорит о каких либо проблемах или "жучках" в приложении В сущности, оно появляется толь ко при отладке. Отладчик просто сообщает о возникновении исключения, и, если после эгого он не выводит уже известное Вам окно, это означает лишь одно фильтр обработал исключение, приложение продолжает нормально ра ботать. А вот последнее предупреждение говорит о том, что в Вашей програм ме есть некая проблема, которую надо устранить.

Прежде чем закончить обсуждение этой темы, хотелось бы упомянуть еще об од ной особенности диалогового окна Exceptions отладчика Оно полностью поддержи вает любые определяемые Вами программные исключения. От Вас требуется лишь указать уникальный числовой код исключения, сго название и ответное действие от ладчика, а затем, щелкнув киопку Add, добавить это повое исключение в список По смотрите, как это сделал я, определив собственное исключение.

Программа-пример Spreadsheet

Этя программа, «25 Spreadsheet.exe» (см. листинг на рис. 25-1), демонстрирует, как передавать физическую память зарезервированному региону адресного простран ства — но не всему региону, а только его областям, нужным в данный момент. Алго ритм опирается на структурную обработку исключений. Файлы исходного кода и ре сурсов этой программы находятся в каталоге 25-Spreadshect на компакт-диске, при лагаемом к книге. После запуска Spreadsheet на экране появляется диалоговое окно, показанное ниже.

Программа Spreadsheet резервирует регион для двухмерной таблицы, содержащей 256 строк и 1024 колонки, с размером ячеек по 1024 байта Если бы программа за ранее передавала физическую память под всю таблицу, то ей понадобилось бы 268 435 456 байтов, или 256 Мб. Поэтому для экономии драгоценных ресурсов про грамма резервирует в своем адресном пространстве регион размером 256 Мб, нс пе редавая ему физическую память.

Допустим, пользователь хочет поместить значение 12345 в ячейку на пересечении строки 100 и колонки 100 (как на предыдущей иллюстрации) Кактолько он щелкнет кнопку Write Cell, программа попытается записать это значение в указанную ячейку таблицы. Естественно, это вызовет нарушение доступа. Но, так как я использую в про грамме SEH, мой фильтр исключений, распознав попытку записи, выведет в нижней части диалогового окна сообщение «Violation: Attempting to Write», передаст память под нужную ячейку и заставит процессор повторить выполнение команды, возбудив шей исключение Теперь значение будет сохранено в ячсйкс таблицы, поскольку этой ячейке нередана физическая память.

Проделаем еще один эксперимент. Попробуем считать значение из ячейки на пересечении строки 5 и колонки 20 Этим мы вновь вызовем нарушение доступа. На этот раз фильтр исключений не передаст память, а выведет в диалоговом окне сооб щение «Violation: Attempting to Read». Программа корректно возобновит свою работу после неудавшейся попытки чтения, очистив поле Value диалогового окна.

Третий эксперимент: попробуем считать значение из ячейки на пересечении стро ки 100 и колонки 100. Так как этой ячейке передана физическая память, никаких ис ключений не возбуждается, и фильтр не выполняется (что положительно сказывается на быстродействии программы). Диалоговое окно будет выглядеть следующим об разом.

Ну и последний эксперимент запишем значение 54321 в ячейку на пересечении строки 100 и колонки 101 Эта операция пройдет успешно, без исключений, потому что данная ячейка находится на тоЙ жс странице памяти, что и ячейка (100, 100) В подтверждение этого Вы увидите сообщение "No Violation raised" в нижней части диалогового окна

В своих проектах я довольно часто пользуюсь виртуальной памятью и SEH. Как то раз я решил создать шаблонный С++-класс CVMArray, который инкапсулирует все, что нужно для использования этих механизмов Его исходный код содержится в фай ле VMArrayh (он является частью программы-примера Spreadsheet) Вы можете рабо тать с классом CVMArray двумя способами Во-первых, просто создать экземпляр это го класса, передав конструктору максимальное число элементов массива Класс авто матически устанавливает действующий на уровне всего процесса фильтр необрабо танных исключений, чтобы любое обращение из любого потока к адресу в виртуаль ном массиве памяти заставляло фильтр вызывать VirtualAlloc (для передачи физичес кой памяти новому элементу) и возвращать EXCEPTION_CONTINUE_EXFCUTION Ta кое применение класса CVMArray позволяет работать с разреженной памятью (sparse storage), не забивая SEH-фреймами исходный код программы Единственный недоста

ток в том, что Ваше приложение не сможет возобновить корректную работу, если по каким то причинам передать память не удается

Второй способ использования CVMArray — создание производного С++-класса Производный класс даст Вам все преимущества базового класса, и, кроме того, Вы сможете расширить его функциональность — например, заменив исходную виртуаль ную функцию OnAccessViolation собственной реализацией, более аккуратно обрабаты вающей нехватку памяти Программа Spreadsheet как раз и демонстрирует этот спо соб использования класса CVMArray.

Spreadsheet

Исключения С++ и структурные исключения

Разработчики часто спрашивают меня, что лучше использовать: SEH или исключения С++. Ответ на этот вопрос Вы найдете здесь.

Для начала позвольте напомнить, что SEH — механизм операционной системы, доступный в любом языке программирования, а исключения С++ поддерживаются только в С++. Создавая приложение на С++, Вы должны использовать средства имен но этого языка, а не SEH. Причина в том, что исключения С++ — часть самого языка и его компилятор автоматически создает код, который вызывает деструкторы объектов и тем самым обеспечивает корректную очистку ресурсов.

Однако Вы должны иметь в виду, что компилятор Microsoft Visual С++ реализует обработку исключений С++ на основе SEH операционной системы. Например, когда Вы создаете С++-блок try, компилятор генерирует SEH-блок _try. С++-блок catch ста новится SEH-фильтром исключений, а код блока catch — кодом SEH-блока __except. По сути, обрабатывая С++-оператор throw, компилятор генерирует вызов Windows функции RaiseException, и значение переменной, указанной в throw, передастся этой функции как дополнительный аргумент.

Сказанное мной поясняет фрагмент кода, показанный ниже. Функция слева ис пользует средства обработки исключений С++, а функция справа демонстрирует, как компилятор С++ создает соответствующие им SEH-эквиваленты.

void ChunkyFunky()
{

try
{

// тело блока try
...

throw 5;

}

catch (int x)
{

// тело блока catch
...

}

...

}

void ChunkyFunky()
{

__try
{

// тело блока try
...
RaiseException(Code=OxE06D7363, Flag=EXCEPTION_NONCONTINUABLE,Args=5);

}

_except ((ArgType == Integer) ? EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER : EXCEPTION_CONTINUE_SFARCH)
{

// тело блока catch
...

}

}

Обратите внимание на несколько интересных особенностей этого кода. Во-пер вых, RaiseExeption вызывается с кодом исключения 0xE06D7363- Это код программ ного исключения, выбранный разработчиками Visual C++ на случай выталкивания (throwing) исключений С++ Вы можете сами в этом убедиться, открыв диалоговое окно Exceptions отладчика и прокрутив его список до конца, как на следующей ил люстрации.

Заметьте также, что при выталкивании исключения С++ всегда используется флаг EXCEPTION_NONCONTINUABLE. Исключения С++ не разрешают возобновлять выпол нение программы, и возврат EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION фильтром, диагно стирующим исключения С++, был бы ошибкой. Если Вы посмотрите на фильтр _except в функции справа, то увидите, что он возвращает только EXCEPTION_EXECUTE_HAND LER или EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH.

Остальные аргументы RaiseException используются механизмом, который факти чески выталкивает (throw) указанную переменную. Точный механизм того, как дан ные из переменной передаются RaiseExceplion, не задокументирован, но догадаться о его реализации в компиляторе нс так уж трудно.

И последнее, о чем хотелось бы сказать Назначение фильтра __except — сравни вать тип throw-переменных с типом переменной, используемой в С++-операторе catch. Если их типы совпадают, фильтр возвращает EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER, вызы вая выполнение операторов в блоке catch (_except) А если они нс совпадают, фильтр возвращает ЕХСЕРТION_СОМTINUE_SЕАRСНдля проверки "вышестоящих" подереву вызовов фильтров catch.

NOTE:
Так как исключения С++ реализуются через SEH, оба эти механизма можно ис пользовать в одной программе. Например, я предпочитаю передавать физичес кую память при исключениях, вызываемых нарушениями доступа Хотя С++ во обще не поддерживает этот тип обработки исключений (с возобновлением вы полнения), он позволяет применять SEH в тсх местах программы, где это нуж но, и Ваш фильтр _except может возвращать EXCEPTION_CONTINUE_EXECU TION Ну а в остальных частях исходного кода, где возобновление выполне ния после обработки исключения нс требуется, я пользуюсь механизмом об работки исключений, предлагаемым С++.

Перехват структурных исключений в С++

Обычно механизм обработки исключений в С++ не позволяет приложению восста новиться после таких серьезных исключений, как нарушение доступа или деление на нуль. Однако Microsoft добавила поддержку соответствующей функциональности в свой компилятор. Так, следующий код предотвратит аварийное завершение процесса.

void main()
{

try
{

* (PBYTE) 0 = 0; // нарушение доступа

}

catch ( ..)
{

// этот код обрабатывает исключения, связанные с нарушением доступа

}

// процесс завершается корректно

}

И это прекрасно, так как приложение может корректно справляться с серьезны ми исключениями. Но было бы еще лучше, если бы блок catch как-то различал коды исключений — чтобы мы могли писать, например, такой исходный код

void Functastic()
{

try
{

* (PBYTE) 0 = 0; // нарушение доступа

int x = 0;

x = 5 / x; // деление на нуль

}

catch (StructuredFxception)
{

switch (StructuredExceptionCode)
{

case EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION:

// здесь обрабатывается нарушение доступа
break;

case EXCEPTION_INT_OIVIDE_BY_ZERO:

// здесь обрабатывается деление на нуль
break;

default:

// другие исключения мы не обрабатываем throw;
// может, какой-нибудь другой блок catch
// обработает это исключение

break;

// никогда не выполняется

}

}

}

Так вот, хочу Вас порадовать. В Visual С++ теперь возможно и такое. От Вас потре буется создать С++-класс, используемый специально для идентификации структурных исключений. Например:

#include <eh.h> // для доступа к _set_se_translator

...

class CSE
{

public:

// вызовите эту функцию для каждого потока

static void MapSEtoCE() { _set_se_translator(TranslateSEtoCE); }

operator DWORD() { return(m_er.ExcepUonCude); }

privale:

CSE(PEXCEPTION_POINTERS pep)
{

m_er = *pep->ExceptionRecord;
m_context = *pep->ContextRecord;

}

static void _cdecl TranslateSEtoCE(UINT dwEC, PEXCEPTION_POINTERS pep)
{

throw CSE(pep);

}

private:

EXCEPTION_RECORD m_er;
// машинно-независимая информация ofi исключении

CONTEXT m_context;
// машинно-зависимая информация об исключении

};

Внутри входных функций потоков вызывайте статическую функцию-член Map SEtoCE. В свою очередь она обращается к библиотечной С-функции _set_sefranslator, передавая ей адрес функции TranslateSEtoCE класса CSE. Вызов _set_se_translator сооб щает С++, что при возбуждении структурных исключений Вы хотите вызывать Trans lateSEtoCE. Эта функция вызывает конструктор CSE-объектя и инициализирует два элемента данных машинно-зависимой и машинно-независимой информацией об исключении. Созданный таким образом CSE-объскт может быть вытолкнут ак же, как и любая другая переменная. И теперь Ваш С++-код способен обрабатывать структур ные исключения, захватывая (catching) переменную этого типа.

Вот пример захвата такого С++-объекта.

void Functastic()
{

CSE::MapSEtoCE(); // должна быть вызвана до возникновения исключений

try
{

* (PBYTE) 0 = 0; // нарушение доступа

int x = 0;

x = 5 / x; // деление на нуль

}

catch (CSE se)
{

switch (se)
{

// вызывает функцию-член оператора DWORD()

case EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION

// здесь обрабатывается исключение вызванное нарушением доступа
break;

case EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO

// здесь обрабатывается исключение, вызванное делением на нуль
break;

default:

// другие исключения мы не обрабатываем throw;
// может, какой-нибудь другой блок catch
// обработает это исключение
break;

// никогда не выполняется

}

}

}