c++ - GCC C++ 异常处理实现

Question

我想知道GCC是如何为C++程序实现异常处理的。我无法在 Web 上找到一篇易于理解和不言自明的文章(尽管有很多针对 Visual C++ 的此类文章)。我只知道 GCC 的实现称为 DWARF 异常处理。

我写了一个小的 C++ 程序并用命令将它翻译成汇编:

g++ main.cpp -S -masm=intel -fno-dwarf2-cfi-asm

这里给出了main.cpp 和main.s 文件。谁能逐行解释 main.s 文件的内容，尤其是 .gcc_except_table 和 .eh_frame 部分？ (我的操作系统是 Ubuntu 13.04 32 位。)谢谢!

ma​​in.cpp:

void f()
{
    throw 1;
}

int main()
{
    int j;
    try {
        f();
    } catch (int i) {
        j = i;
    }   
    return 0;
}

ma​​in.s:

.file "main.cpp"
.intel_syntax noprefix
.text
.globl  _Z1fv
.type   _Z1fv, @function
_Z1fv:
.LFB0:
    push    ebp
.LCFI0:
    mov ebp, esp
.LCFI1:
    sub esp, 24
    mov DWORD PTR [esp], 4
    call    __cxa_allocate_exception
    mov DWORD PTR [eax], 1
    mov DWORD PTR [esp+8], 0
    mov DWORD PTR [esp+4], OFFSET FLAT:_ZTIi
    mov DWORD PTR [esp], eax
    call    __cxa_throw
.LFE0:
    .size   _Z1fv, .-_Z1fv
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB1:
    push    ebp
.LCFI2:
    mov ebp, esp
.LCFI3:
    and esp, -16
    sub esp, 32
.LEHB0:
    call    _Z1fv
.LEHE0:
.L7:
    mov eax, 0
    jmp .L9
.L8:
    cmp edx, 1
    je  .L6
    mov DWORD PTR [esp], eax
.LEHB1:
    call    _Unwind_Resume
.LEHE1:
.L6:
    mov DWORD PTR [esp], eax
    call    __cxa_begin_catch
    mov eax, DWORD PTR [eax]
    mov DWORD PTR [esp+24], eax
    mov eax, DWORD PTR [esp+24]
    mov DWORD PTR [esp+28], eax
    call    __cxa_end_catch
    jmp .L7
.L9:
    leave
.LCFI4:
    ret
.LFE1:
    .globl  __gxx_personality_v0
    .section    .gcc_except_table,"a",@progbits
    .align 4
.LLSDA1:
    .byte   0xff
    .byte   0
    .uleb128 .LLSDATT1-.LLSDATTD1
.LLSDATTD1:
    .byte   0x1
    .uleb128 .LLSDACSE1-.LLSDACSB1
.LLSDACSB1:
    .uleb128 .LEHB0-.LFB1
    .uleb128 .LEHE0-.LEHB0
    .uleb128 .L8-.LFB1
    .uleb128 0x1
    .uleb128 .LEHB1-.LFB1
    .uleb128 .LEHE1-.LEHB1
    .uleb128 0
    .uleb128 0
.LLSDACSE1:
    .byte   0x1
    .byte   0
    .align 4
    .long   _ZTIi
.LLSDATT1:
    .text
    .size   main, .-main
    .section    .eh_frame,"a",@progbits
.Lframe1:
    .long   .LECIE1-.LSCIE1
.LSCIE1:
    .long   0
    .byte   0x1
    .string "zPL"
    .uleb128 0x1
    .sleb128 -4
    .byte   0x8
    .uleb128 0x6
    .byte   0
    .long   __gxx_personality_v0
    .byte   0
    .byte   0xc
    .uleb128 0x4
    .uleb128 0x4
    .byte   0x88
    .uleb128 0x1
    .align 4
.LECIE1:
.LSFDE1:
    .long   .LEFDE1-.LASFDE1
.LASFDE1:
    .long   .LASFDE1-.Lframe1
    .long   .LFB0
    .long   .LFE0-.LFB0
    .uleb128 0x4
    .long   0
    .byte   0x4
    .long   .LCFI0-.LFB0
    .byte   0xe
    .uleb128 0x8
    .byte   0x85
    .uleb128 0x2
    .byte   0x4
    .long   .LCFI1-.LCFI0
    .byte   0xd
    .uleb128 0x5
    .align 4
.LEFDE1:
.LSFDE3:
    .long   .LEFDE3-.LASFDE3
.LASFDE3:
    .long   .LASFDE3-.Lframe1
    .long   .LFB1
    .long   .LFE1-.LFB1
    .uleb128 0x4
    .long   .LLSDA1
    .byte   0x4
    .long   .LCFI2-.LFB1
    .byte   0xe
    .uleb128 0x8
    .byte   0x85
    .uleb128 0x2
    .byte   0x4
    .long   .LCFI3-.LCFI2
    .byte   0xd
    .uleb128 0x5
    .byte   0x4
    .long   .LCFI4-.LCFI3
    .byte   0xc5
    .byte   0xc
    .uleb128 0x4
    .uleb128 0x4
    .align 4
.LEFDE3:
    .ident  "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.7.3-1ubuntu1) 4.7.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

Answer 1

Itanium ABI(gcc、clang 和其他一些都遵循)指定异常处理应遵循 Zero-Cost strategy .

零成本策略的想法是将所有异常处理推送到不保留在主程序执行路径上的副表中(因此不会破坏指令缓存)。这些表由程序点索引。

此外，DWARF 信息(实际上是调试信息)用于展开堆栈。此功能通常作为库提供，例如 libunwind例如，源代码充满了汇编(因此非常特定于平台)。

优点:

• 进入 try/catch block 的成本为 0(就像没有 block 一样快)
• 在函数中使用 throw 语句的成本为 0(只要不采用)

缺点:

• 在异常情况下变慢(比 if 策略慢 10 倍)因为副表通常不在缓存中，然后需要运行昂贵的计算才能知道哪个 catch 子句实际匹配(基于 RTTI)

对于所有主要编译器，它是在 32 位和 64 位平台上非常流行的策略实现...除了 MSVC 32 位(如果我没记错的话)。