相比較其他傳統的語言，C++的一個變革的特征是支持異常處理。相對于傳統語言的不清楚容易錯誤的錯誤處理機制，C++的異常處理是一個非常好的替代。在正常的代碼和錯誤處理代碼之間清楚的分割使得程序非常整潔和宜于維護。本文討論編譯器怎么實現異常處理。假設讀者熟悉異常處理的語法。本文包含一個異常處理的VC++的庫來替代VC++的異常處理，使用這個函數：
install_my_handler();
在這以后，程序中發生的任何異常(包含拋出異常到stackunwinding，調用catch塊和繼續執行)都使用我自己的異常處理庫。
譯者注：當異常出現時，正常的執行流被中斷，異常處理機制開始在當前范圍尋找匹配的處理函數。如果找不到，把當前函數從棧中彈出，在調用者中繼續尋找。這個過程稱為stackunwinding
像其他C++特征一樣，C++的標準并沒有指定異常處理的實現機制。這使得C++實現者可以使用任何實現機制。我將講述VC++怎么實現的。VC++把異常處理置于SHE(Structuredexceptionhangling)的上面。SHE是windows操作系統提供的結構化的異常處理。
SHE導論
在本討論中，我將考慮那些顯式的異常。例如被0除，空指針訪問等。當異常出現，中斷會產生，控制被轉到OS。OS調用異常處理，檢查從異常發出的函數開始的函數調用順序，執行stackunwinding和控制轉移。我們可以開發自己的異常處理函數，在OS中注冊。OS就會在異常事件時調用它們。
Windows定義了一個特別的結構用來注冊：
EXCEPTION_REGISTRATION:
struct EXCEPTION_REGISTRATION
EXCEPTION_REGISTRATION *prev;
DWORD handler;
;
要注冊自己的異常處理函數，創建這個結構并將它的地址保存在段(由FS寄存器指向)的0偏移處。如下面的偽匯編指令：
mov FS:[0], exc_regp
結構中的prev字段表示EXCEPTION_REGISTRATION鏈表。當我們注冊了這個EXCEPTION_REGISTRATION結構，我們使用這個prev字段保存以前注冊的結構的地址。
關于異常回調函數，windows要求異常處理的信號，定義在excp.h文件中：
EXCEPTION_DISPOSITION (*handler)(
_EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,
void * EstablisherFrame,
_CONTEXT *ContextRecord,
void * DispatcherContext);
現在你可以忽略所有的參數和返回類型。下面的程序在OS中注冊了一個異常處理句柄并將產生一個被0除的異常。這個異常被抓到并將打印一個消息：
#include
#include
using std::cout;
using std::endl;
struct EXCEPTION_REGISTRATION
EXCEPTION_REGISTRATION *prev;
DWORD handler;
;
EXCEPTION_DISPOSITION myHandler(
_EXCEPTION_RECORD *ExcRecord,
void * EstablisherFrame,
_CONTEXT *ContextRecord,
void * DispatcherContext)
cout << "In the exception handler" << endl;
cout << "Just a demo. exiting..." << endl;
exit(0);
return ExceptionContinueExecution; //will not reach here
int g_div = 0;
void bar()
//initialize EXCEPTION_REGISTRATION structure
EXCEPTION_REGISTRATION reg, *preg = ?
reg.handler = (DWORD)myHandler;
//get the current head of the exception handling chain
DWORD prev;
_asm
mov EAX, FS:[0]
mov prev, EAX
reg.prev = (EXCEPTION_REGISTRATION*) prev;
//register it!
_asm
mov EAX, preg
mov FS:[0], EAX
//generate the exception
int j = 10 / g_div; //Exception. Divide by 0.
int main()
bar();
return 0;
/*output
In the exception handler
Just a demo. exiting...
-*/
注意：windows嚴格地定義了一個規則：EXCEPTION_REGISTRATION結構應該在棧內，并且要在以前的代碼的低的內存地址。規則不滿足，windows將中止程序。
函數和堆棧
堆棧是一塊連續的內存，用來保存函數的局部對象。更明確的說，每一個函數都有關聯的棧幀(譯注:stackframe,在調用函數時,進入函數以后第一句應該是pushebp，然后movebp,esp,所以ebp一般都指向當前函數進入時的棧頂，而且指向的內容是上一層調用函數進入時棧頂,如此向外，最后找到0，就是系統的入口，這樣一個函數使用的那些棧應該就是一幀)來保存所有的函數局部對象和函數表達式產生的臨時對象(譯注：1.C++里對象的意義很廣泛，不只是class,結構，簡單類型也是對象2.臨時對象，學過編譯原理的話應該很清楚，舉個例子，比如有一個函數是intmyfun();你在函數中這樣寫intret=myfun();這樣myfun()返回的結果就放到了ret里，如果你寫成myfun();而不理它的返回值，你雖然不理它，但是仍然會有它返回值存放的地方，這就是一個臨時的對象，在vc的調試環境了，看auto變量的頁面就可以看到臨時的變量)。請注意上面描述只是很典型的情況。而實際上，編譯器可能會儲存所有或部分的變量到寄存器里，以便獲得更快的執行速度(譯注：編譯器優化)。堆棧是一個處理器(CPU)級就支持的概念(譯注：之所以這么說，因為匯編代碼里就有push和pop).處理器提供內部的寄存器和特殊的指令來實現堆棧處理
圖 2顯示了一個典型的棧，這是當函數foo調用函數bar，然后bar調用函數widget以后的棧的內容。請注意棧是向下增長的(譯注：平時我在紙上畫棧都是低地址在上，所以作者的這個圖看起來感覺有點怪，但是看懂應該沒有問題)，這意味著下一個將要入棧的元素所在的地址將比前一個元素的地址更小(低)。編譯器用ESP寄存器來鑒別當前的棧幀，在上圖所示的情況下，widget時正在執行鼓票的函數,EBP寄存器指向了widget的棧幀(就是函數進入時，push了ebp以后的棧頂位置)。函數訪問局部變量都是用局部變量所在的位置相對于幀頂的偏移量。編譯器在編譯的時候就把所有的局部變量從名字變成固定的相對于幀頂的偏移，例如，widget函數訪問它的一個局部變量就用ebp-24來指明它的位置
上圖也顯示了ESP寄存器，在圖示的情況下，它指向了堆棧的最后一項，也就是處于widget幀的尾部，下一幀將從這個位置開始
處理器支持兩種棧操作:push 和 pop:
pop EAX
意味著從esp所在的位置讀4個字節到eax中，然后把esp增加4(32位的處理器下)。同樣的,
push EBP
意味著把esp減4，然后把ebp的內容寫到esp指向的地方。
當編譯器編譯一個函數， 它在函數頭部添加一些創建和初始化函數棧幀的代碼，同樣，在函數結尾加上從堆棧里彈出棧幀的代碼。
典型的，編譯器在函數頭部生成
Push EBP ; save current frame pointer on stack
Mov EBP, ESP ; Activate the new frame
Sub ESP, 10 ; Subtract. Set ESP at the end of the frame
第一句保存當前的幀指針ebp到堆棧里，第二句通過設置ebp到當前的esp來激活當前的函數幀，.第三句設置esp寄存器到當前幀的尾部，就是把esp減去本函數內的局部對象的總長度。編譯器在編譯的時候就知道有多少的局部對象和每個對象的長度，所以能夠清楚地知道一個函數的幀的確切長度
在函數結束時把當前幀從堆棧中彈出
Mov ESP, EBP
Pop EBP ; activate caller"s frame
Ret ; return to the caller
恢復ESP和EBP，然后執行RET
當處理器執行RET指令時，實際上類似執行了一條popeip,把棧里保存的EIP彈出，然后跳到EIP處開始執行。相反，call指令執行的時候先把當前的EIP推入堆棧，然后jmp到相應的地址，
圖 3 顯示了運行時堆棧的更多詳細信息。如圖所示，函數參數也是函數幀的一部分，調用函數者把參數推入堆棧，然后函數返回否執行
Add ESP, args_size
或者，采用另一種RET指令，如下
Ret 24
相當于返回后，執行了 ADD ESP , 24
注意沒有進程里的每隔線程都有它自己的茶
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