在ARM上，SEH（结构化异常处理）机制究竟是如何工作的？

Question

我了解一般概述: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn743843.aspx; 有大量关于win32异常机制的信息和一些关于win64的信息，但是ARM并不那么清晰。

我想知道: 当机器异常被生成(内存保护违规)，控制会被转移到哪里(以便我可以设置断点)? 它会转移到内核模式吗? 大概它会从向量表中查找处理程序的地址，并将其转移。内核代码执行SEH展开，还是在用户模式下执行展开? 如果在用户模式下，具体在哪里——exe的一部分、coredll还是其他地方? 背景 我们有一个大型应用程序，它在每个线程的顶层周围放置__try / __except处理程序，以便以信息丰富的方式记录崩溃情况。这在MIPS上已经运行良好多年。我们现在正在将其移植到ARM上的WinCE 7，并在VS2008下构建。我们发现在发布版本中有时无法正确处理异常。这似乎取决于异常在代码中生成的位置（我有一个测试函数，故意访问空指针以引发SEH异常，并从代码的各个位置调用此函数）。

我们使用/EHsc选项启用SEH。发布版本使用/O2/Os；删除/O2使其工作但速度明显变慢。这导致我相信优化器正在删除一些必须的内容，以使SEH起作用 - 但是究竟是什么？并非所有函数都具有“mov r12，sp ...”序言，但某些不具备此功能的函数仍然可以正常工作。这是PDATA中的某些错误吗？是否存在PDATA条目数量的上限？“dumpbin / pdata”的输出没有每行都有函数名称，这是正常现象吗？

通过使用调试器（尽管是发布版本），我可以在我的异常过滤函数的开头（从__except调用）设置断点，并观察在失败情况下它从未被调用。程序只是退出了。

- pjc50

Answer 1

我不熟悉底层内核细节，但是指向CRT异常处理程序的指针存储在函数之前的双字中：

0001106C     DCD _C_specific_handler  ; handler function
00011070     DCD _scope_table         ; scope table (__try/__except map)
00011074 start
00011074     MOV             R12, SP

也许可以在_C_specific_handler上设置断点，查看它是否被调用。实际函数位于COREDLL中。如果确实被调用但未将异常传递给您的代码，则可能是某些原因导致范围表信息错误。

编辑：以上内容适用于WinCE 6及更早版本。由于您提到了VS2008，我非常确定WinCE 7仍使用相同的异常处理模型。您提到的链接（基于取消代码）适用于新的、仅限ARMv7的WinRT内核（我认为Windows Embedded Compact 2013也使用它）。

- Igor Skochinsky

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啊哈！你能指向一下关于作用域表的解释吗？我也一直在苦恼如何确定MSDN文档中哪些部分适用于WinCE 7。 - pjc50

请查看nkarm.h文件中的struct _SCOPE_TABLE。 - Igor Skochinsky

这是MSDN链接，但它没有描述作用域表。 - Igor Skochinsky

Answer 2

我们正在使用 /EHsc 选项启用 SEH。

使用 SEH 应该使用 /EHa。/EHsc 允许编译器优化所有异常处理逻辑，如果它能证明 C++ 的 throw 语句不会在块内被执行。

结构化异常处理 __try 和 __except 即使使用 /EHsc，也可以工作，但是 C++ 堆栈展开不会发生在结构化异常中。因此，在异常之后全局状态可能不一致，这可能导致处理程序失败。

- Ben Voigt

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我对“throw”不感兴趣，我对内存异常（硬件陷阱）感兴趣。此外，我相信“/EHa”会为CPU陷阱异常调用析构函数，而“/EHsc”则不会？ - pjc50

@pjc50：没错。 如果你正在处理结构化异常，这些异常是Windows映射硬件陷阱的结果，你需要使用 /EHa 以便堆栈展开能够正确地工作。(如果跳过堆栈展开，你的程序将有未定义的行为。) 我关于 throw 的观点是，你希望没有 throw 语句，并且由于你没有，C++编译器完全有权抛弃所有异常处理逻辑。 - Ben Voigt

在 C 语言中，不进行堆栈展开的行为是“未定义”的，但很简单：您会泄漏堆栈和其中的所有内容。但是，如果程序正在崩溃过程中，则运行析构函数很可能会再次崩溃，因此我们要避免这种情况。正如我所说，多年来，在 MIPS 和 win32 上都可以正常工作，并且在 ARM 上也可以正常工作 - 除非启用了优化。 - pjc50

我们已经在使用 /EHsc，问题是有时候在使用 /O2 时，过滤器没有按照预期运行。 - pjc50

@pjc：抱歉，在我上一条评论中，我的意思是问你是否尝试过使用“/EHa”。 - Ben Voigt

Answer 3

这可能不是你问题的确切答案，但如果你的目标是捕获关键硬件异常并记录其调用堆栈，则自Windows CE 6.0以来，可以使用AddVectoredExceptionHandler。在我工作的应用程序中（vs2005，仅限ARM），我可以借助此功能获取调用堆栈，而且您不需要添加SEH catch/throw，异常处理程序将始终被调用。

- marcinj

Answer 4

这非常容易。在您最喜欢的搜索引擎中键入“ARM ARM”。

更窄的搜索是“ARM预取异常”。

实质上，当处理器尝试从未定义的内存区域提取数据时，会生成数据获取异常。 处理器将执行转移到称为异常向量的预定义地址。 其余的行为取决于程序员或操作系统。例如，在嵌入式系统上，可能会调用系统故障功能。 在桌面平台上，操作系统会生成信号或异常并终止程序。

其他平台可能具有先进的内存管理单元（MMU）处理器，可以具有隔离功能。 当程序访问超出隔离区域时，会生成异常或中断。 区域将编程到MMU中。 这使得操作系统可以保护用户程序不应访问的内存区域，即使存在内存也是如此。

访问未定义的内存区域或您的程序无权访问的内存被定义为“未定义行为”。 该行为可能因编译器或平台而异，并且没有标准行为。 一些平台可能会生成“信号”，另一些可能会生成“异常”，有些传递消息，而其他平台则会崩溃。 如果您想要可移植的内存异常处理，您需要编写特定于平台的代码。

- Thomas Matthews

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我想要描述的是“由操作系统决定”的行为；我对一般背景比较熟悉。 - pjc50