SEH（结构化异常处理）机制究竟是如何在 ARM 上工作的？答案

【问题标题】：How exactly does the SEH (structured exception handling) mechanism work on ARM?SEH（结构化异常处理）机制究竟是如何在 ARM 上工作的？
【发布时间】：2014-07-04 16:15:23
【问题描述】：

我知道一般概述：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn743843.aspx；关于win32的异常机制和一些win64的异常机制有很多可用的信息，但是ARM不是很清楚。

我想知道：当产生机器异常（内存保护违规）时，究竟控制权转移到哪里（这样我可以设置断点）？它会转移到内核模式吗？大概它从向量表中查找处理程序的地址并在那里传输。 kernel 代码是执行 SEH 展开，还是在用户模式下完成展开？如果在用户模式下，具体在哪里 - .exe、coredll 或其他地方的一部分？

背景

我们有一个大型应用程序，它将 __try / __except 处理程序放置在每个线程的顶层周围，以便以一种信息丰富的方式记录崩溃。这在 MIPS 上运行良好多年。我们现在将它移植到 ARM 上的 WinCE 7，在 VS2008 下构建。我们发现有时在发布版本中无法正确处理异常。这似乎取决于代码中生成异常的确切位置（我有一个测试函数，它故意访问 NULL 指针以引发 SEH 异常，我从代码中的不同位置调用它）。

我们正在使用 /EHsc 选项来启用 SEH。发布版本使用 /O2 /Os ；删除 /O2 使其工作但明显变慢。这让我相信优化器正在删除 SEH 工作所需的东西——但究竟是什么？并非所有函数都有“mov r12, sp ...”序言，但有些函数仍然不能正常工作。 PDATA中是否有错误？ PDATA 条目的数量是否有上限？ “dumpbin /pdata”的输出不是每一行都有函数名是正常的吗？

通过使用调试器（尽管发布版本），我可以在我的异常过滤函数（从 __except 调用）的开头放置一个断点，并观察它永远不会在失败情况下输入。程序刚刚退出。

【问题讨论】：

标签： c++ exception arm windows-ce

【解决方案1】：

我不熟悉底层内核细节，但指向 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

也许将你的断点放在_C_specific_handler 上，看看它是否被调用。实际函数在 COREDLL 中。如果它确实被调用但没有将异常传递给您的代码，则范围表信息可能由于某种原因是错误的。

编辑：以上适用于 WinCE 6 及更早版本。既然你提到了 VS2008，我很确定 WinCE 7 仍然使用相同的异常处理模型。您提到的链接（基于展开代码）适用于新的、仅限 ARMv7 的 WinRT 内核（我认为 Windows Embedded Compact 2013 也使用它）。

【讨论】：

啊哈！你能指出我对范围表的解释吗？我也一直无法确定 MSDN 文档的哪些部分实际上适用于 WinCE 7。
参见struct _SCOPE_TABLE in nkarm.h。
这里是MSDN link，但它没有描述范围表

【解决方案2】：

我们正在使用 /EHsc 选项来启用 SEH

您应该将/EHa 与 SEH 一起使用。 /EHsc 允许编译器优化掉所有异常处理逻辑，如果它可以证明 C++ throw 语句不会在块内到达。

结构化异常处理 __try 和 __except 即使与 /EHsc 一起工作，但 C++ 堆栈展开不会发生结构化异常。因此，异常后全局状态可能不一致，这可能导致您的处理程序失败。

【讨论】：

我对@987654327@ 不感兴趣，我对内存异常（这是硬件陷阱）感兴趣。我也相信 /EHa 为 cpu 陷阱异常调用析构函数，而 /EHsc 没有？
@pjc50：没错。如果您正在处理结构化异常，即硬件陷阱的 Windows 映射，则需要使用 /EHa 以便堆栈展开正常工作。（如果您跳过堆栈展开，您的程序将具有未定义的行为。）我对throw 的观点是您不希望有 throw 语句，并且因为您没有，C++ 编译器完全有权丢弃所有异常-处理逻辑。
不展开堆栈的行为在 C 意义上是“未定义的”，但很简单：您泄漏了堆栈及其上的所有内容。但是如果程序正在崩溃，那么运行析构函数很可能再次崩溃，所以我们要避免它。正如我所说，这在 MIPS 和 win32 上运行良好多年，并且在 ARM 上也运行良好 - 除非启用优化。
（具体来说，__except() 括号内的代码在堆栈展开之前运行，我们用它来记录堆栈跟踪）
@pjc50：你试过/EHsc吗？ __except 过滤器在堆栈展开之前仍会运行；只有在堆栈中更深的过滤器才会首先运行，这可能很重要。例如，当您的日志文件被锁定时，您无法登录。

【解决方案3】：

这可能不是您问题的确切答案，但如果您的目标是捕获关键硬件异常并记录其调用堆栈，那么自 Windowce CE 6.0 起，您可以使用AddVectoredExceptionHandler。在我工作的应用程序（vs2005，仅限 ARM）上，我可以借助此函数获取调用堆栈，您也不需要添加 SEH 捕获/抛出，异常处理程序将始终被调用。

【讨论】：

【解决方案4】：

这很容易。在您最喜欢的搜索引擎中输入“ARM ARM”。

更窄的搜索“ARM 预取异常”。

本质上，当处理器尝试从未定义的内存区域获取数据时，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函数。在桌面平台上，操作系统会生成信号或异常并终止程序。

其他平台可能具有高级内存管理单元 (MMU) 处理器，这些处理器可以具有栅栏。当程序访问围栏区域之外时，会产生异常或中断。该区域将被编程到 MMU 中。这使操作系统能够保护用户程序不应访问的内存区域，即使内存确实存在。

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”。此行为可能因编译器或平台而异，并且没有标准行为。有些平台可能会产生“信号”，有些平台可能会产生“异常”，有些会传递消息，有些则会崩溃。如果您想要可移植的内存异常处理，您将需要编写特定于平台的代码。

【讨论】：

我想描述的是“取决于操作系统”的行为；我熟悉一般背景。