windows 结构化异常

梦里梦外; 2022-06-10 02:27 275阅读 0赞

Struct Exception handing ，SEH。简单的理解就是c++的try-catch 语句底层的实习那就是利用了编译器和操作系统的结构化异常处理功能。

终止处理（termination handing），异常处理（exception handing）

# 终止处理 #

__try { }
        __finally { }

\_\_finally\{\}会在三种中情况下被调用

*  \_\_try\{\}自然运行完毕代码走到\_\_finally\{\}  
    \-局部展开。 保证\_\_try\{\}中的代码不管是以什么方式退出（除了线程进程结束函数）\_\_finally\{\}中的代码都会被执行。
 *  全局展开

可以调用内在函数（intrinsic function，就是被封装成宏的编译器关键字）**AbnormalTermination**查看，如果正常进入返回FALSE，反之TRUE;

## 局部展开 ##

局部展开（local wnwind），缺点由额外的代码开销,所以我们最好不要在\_\_try\{\}中写return ，goto，break，continue等语句。代替办法。

__try { __leave; }
        __finally { // }
        return ;

\_\_leave使代码调到闭花括号上（\}）。来减少局部展开的开销。

还有注意一点。

__try {
    
        return(100);
        }
        __finally {
    
        return(101);
        }

最终程序回返回101

# 异常处理 #

windows 的异常分为两种，一种是硬件异常，一种是软件异常。  
硬件异常：这种异常都是致命错误程序逻辑错误，如非法的内存访问，除以0等。由cpu 抛出来提醒我们修改程序来避免这种问题。  
软件异常：这些是我们定义的异常，表示一些不可抗逆的因素被抛出，以让开发人员写出应对策略。比如我们找的文件不存在，你给我的数据由问题等

## 硬件异常 ##

__try { }
        __except(EXCEPTION_*) { //exception handler }

\_\_except()中我们可以填入下面三个标志，要包含**excpt.h**头文件  
**EXCEPTION\_EXECUTE\_HANDLER**:运行\_\_except代码块的内容，进行全局展开。然后接着\_except代码块之后的代码运行。  
**EXCEPTION\_EXECUTE\_SEARCH**：不运行此\_\_except块代码，然后寻找外面一次的\_\_try的\_except代码块，如果没有，再在更外面的一层寻找，直到找到\_\_try的\_except代码块，然后运行它。  
**EXCEPTION\_CONTINUE\_EXECUTE**：运行完\_\_except代码之后回到抛出异常的cpu指令。**因为是和cpu指令有关所以最好不要使用这个**

Note:  
\_\_except()中可以是任何代码，但是必须染回的EXCEPTION\_\*标志。

LONG   select(){
    
         return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
    }
    
    void fun(){
        __try {
    
    
    
        }
        __except (select()) {
    
        }
    
    }

## 全局展开 ##

global unwind，全面展开。当内部的\_\_try块产生异常的时候。如果内部\_\_try没有\_except块时，会向外查找外部的\_\_try，如果该\_\_try块也没有\_except块，就接着到更外面的\_\_try块中寻找\_except块。当找到\_except块时，且如果其EXCEPTION\_EXECUTE\_HANDLER时，系统会从栈底部开始向上检索开始之前没有\_except块的\_\_try块的\_\_finally块，并运行它们。

void in() {
        __try {
    
            // throw exception
        }
    
        __finally {
    
    
        }
    
    
    }
    void out(){
        __try {
    
            in();
    
        }
        __except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
    
        }
    
    }

in 中异常被抛出。当执行out 的\_\_except (EXCEPTION\_EXECUTE\_HANDLER) \{\}之前，会调用之前进过的\_\_try\{\}的\_\_finally \{ \}块。

Note:

从windows vista开始如果，当查找相应的\_\_try\{\}\_\_except\{\}的时。时找不到\_\_except\{\}。进程就会立即停止。\_\_finally也不会执行。全局展开被打断了。

## 停止全局展开 ##

停止全局展开。也就是在执行最底层的\_\_finally\{\}之后，系统会当作异常好像没发生一样接着运行。举个例子

void in() {
        __try {
    
            // throw exception
        }
    
        __finally {
            //#1 
    
        }
    
    
    }
    void mid(){
         in();
        // #2 some code
    
    }
    
    void out(){
        __try {
    
            mid();
    
        }
        __except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
            //#3
        }
        //#4

这是一个三层的调用结构。out 调用 mid，mid 调用in。现在如果in抛出异常的话。我们的\#1，\#3会被执行。然后在到\#4。

现在我们让这个全局展开停止。

void in() {
        __try {
    
            // throw exception
        }
    
        __finally {
    
            //#1 
            return ;    
        }
    
    
    }
    void mid(){
        int out();
        // #2 some code
    
    }
    
    void out(){
        __try {
    
            mid();
    
        }
        __except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
            //#3
        }
        //#4

让 全局展开停止很简单，就是在\_\_finally \{\}中加入return语句。然我们来看看会发生什么。  
这个时候。in 抛出函数。然后它就寻找有没有\_\_except (EXCEPTION\_EXECUTE\_HANDLER) \{\}。接着回到in的\_\_finally\{\}块中执行\#1然后运行return。现在全局展开停止了，系统会当异常没发生一样in函数出栈。运行mid函数的\#2部分。然后mid 出栈，运行\#4的部分。

也就晕写了\#1，\#2，\#4.但是没有运行\#3.就好像异常没发生一样。

Note：  
windows 把SEH设计成这样是做过充分考虑的。所以我们也不能说什么。但是要注意这种特性并不一定时你想要的。所以在\_\_finally\{\}中写return 时编译器会给你一个警告来提醒你。

## GetExeptionCode ##

说完了，如何处理硬件异常你会返现所有的硬件异常都会被送往\_\_except ()来处理但是我们不知道是什么具体的硬件异常啊。所以windows 在**excpt.h**中提供了**GetExeptionCode**宏来获得具体的硬件异常。能返回的值太多了我就不列了，请自行参考MSDN  
[https://msdn.microsoft.com/en-us/library/yk5ztsez(v=vs.90).aspx][https_msdn.microsoft.com_en-us_library_yk5ztsez_v_vs.90_.aspx]

返回值包含在**winbase.h**头文件中  
需要注意一句话

> The Microsoft C/C++ Optimizing Compiler interprets this function as a keyword, and its use outside the appropriate exception-handling syntax generates a compiler error.

意思是说这个宏的底部其实是使用一个编译器的关键字。在分析异常代码（\_\_except的圆括号）之外使用它会产生编译器错误的

之后你就可以天马星空的在这个\_\_except()的圆括号中写判断代码了，但是别忘了返回值要是EXCEPTION\_\*哦

# 软件异常 #

软件异常就是非cpu的异常。处理软件异常的好处就是，我们不需要每次调用WIN32API的时候都检测其返回值，这样效率不高且代码写的也很累。

所以WIN32API提供了异常处理的解决办法。例如HeapCreate函数正常情况下是通过返回值来判断是不是成功创建堆的。  
但是如果我们向其传递HEAP\_GENERATE\_EXCEPTIONS标志时，函数就会在失败使抛出STATUS\_NO\_MEMORY

想抛出软件异常的时候只需要调用下面函数就行了

void WINAPI RaiseException(
      _In_       DWORD     dwExceptionCode,
      _In_       DWORD     dwExceptionFlags,
      _In_       DWORD     nNumberOfArguments,
      _In_ const ULONG_PTR *lpArguments
    );

*dwExceptionCode*  
我们定义的错误吗。winerror.h中说的很清楚了  
*dwExceptionFlags*  
**0**:默认值  
在\_\_except()中使用EXCEPTION\_CONTINUE\_EXECUTTION时函数可以接着执行，**但是和硬件异常不一样，windows 会让接着RaiseException后的代码执行**  
**EXCEPTION\_NONCONTINUABLE**:  
不能在\_\_except()中使用EXCEPTION\_CONTINUE\_EXECUTTION，如果还是使用了，就会会抛出一个叫做**EXCEPTION\_NONCONTINUABLE\_EXCEPTION**的新异常。  
*lpArguments*  
*nNumberOfArguments*

附加信息和附加信息的元素，参数不能超过，EXCEPTION\_MAXIMUM\_PARAMETERS（winNT.h中定义）

对于处理软件异常和处理硬件异常时一样的

Note：

上面我们提到了在\_\_finally\{\}，\_\_except()\{\}的圆括号和花括号中都有可能产生新的异常。

windows 怎么处理的呢。windows 会在发生异常的时候向线程栈中压入三个结构。

EXCEPTION\_RECORD:包含与cpu无关的异常信息  
CONTEXT:包含和cpu有关的cpu信息  
EXCEPTION\_POINTERS:指向上面两个信息  
windows 提供一个宏GetExceptionInformation()返回EXCEPTION\_POINTERS结构的地址。它是一个内在函数，不能在\_\_except()之外使用。运行完\_\_except()这些结构就会被销毁

EXCEPTION\_RECORD是一个链表还包含另一个EXCEPTION\_RECORD。而最前面的就是最近产生的异常

[https_msdn.microsoft.com_en-us_library_yk5ztsez_v_vs.90_.aspx]: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/yk5ztsez%28v=vs.90%29.aspx