ЛР2 Обработка исключений

Лабораторная работа №2

Тема. Обработка исключений

Раздел: Windows OS

Постановка задачи

Написать программу, демонстрирующую структурную обработку исключений. Программа должна включать:

• локальную раскрутку (на выбор студента)

• генерацию и обработку исключения согласно варианту задания

• генерацию и обработку программного исключения (на выбор студента)

Программа должна представлять собой консольное приложение, написанное в среде Visual Studio или Borland C++ Builder.

Индивидуальное задание

Тип исключения соответствует типу, возвращаемому функцией DWORD GetExceptionCode(VOID).

Исключения, связанные с памятью

1. EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION – поток попытался обратиться к виртуальному адресу, к которому у него нет доступа

2. EXCEPTION_STACK_OVERFLOW – Стек, отведенный потоку, исчерпан.

Исключения, связанные с обработкой самих исключений

3. EXCEPTION_NONCONTINUABLEEXCEPTION – фильтр исключений вернул EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION в ответ на не возобновляемое исключение (noncontinuable exception)

Исключения, связанные с отладкой

4. EXCEPTION_INVALID_HANDLE – в функцию передан недопустимый описатель.

Исключения, связанные с операциями над целыми числами

5. EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO – целочисленное деление на ноль

6. EXCEPTION_INT_OVERFLOW – переполнение разрядной сетки при операциях с целыми числами

Исключения, связанные с операциями над вещественными числами

7. EXCEPTION_FLT_DIVIDE_BY_ZERO – поток попытался сделать деление на ноль с плавающей точкой.

8. EXCEPTION_FLT_UNDERFLOW – порядок результата операции над числами с плавающей точкой меньше минимальной величины для указанного типа данных.

Теоретические сведения

При разработке больших многомодульных программ зачастую окончательную их отладку и тестирование проводят позже, чтобы не отвлекаться от логики написания программы. Но подозрительные места (в которых могут возникнуть исключительные ситуации) оформляют соответствующим образом, с возможностью реакции на возникшее исключение. Участок программы, в котором предполагается возникновения исключения, называют защищаемым блоком, а участок, где записаны действия, выполняемые в случае исключения – обработчиком.

К исключительным ситуациям относятся деление на 0 в арифметических выражениях, нарушение правил адресации, различные сбои и т.д.

Операционная система Windows предоставляет службу Structured Exception Handling (SEH), которая позволяет реагироваь на исключительные ситауции.

SEH предоставляет две возможности:

• обработка завершений;

• обработка исключений.

Обработчик завершения

В Microsoft Visual C++ данные блок оформляет так:

__try{

//защищаемый блок

}

__finally

{

//обработчик завершений

}

Операционная система совместно с компилятором гаратирует, что код блока finally будет выполнене независимо от того, произойдет в защищенном блоке исключение или нет. Обработка проиисходит даже при наличие в защищаемом блоке операторов goto, return, break и тому подобных.

Рассмотрим пример.

DWORD Funcenstein1()

{

DWORD dwTemp;

// действия

__try{

//защищаемый блок

//запрос разрешения на доступ к разделяемым данным

WaitForSingleObject(g_hSem, INFINITE);

g_wProtectedData=5;

dwTemp= g_wProtectedData;

return dwTemp;

}

__finally

{

//обработчик завершений

ReleaseSemaphore(g_hSem,1,NULL);

}

dwTemp=9;

retuen dwTemp;

}

В данном примере имеет место преждевременных выход из блока try (оператор return dwTemp;). Блок finally разблокирует семафор для других процессов и тем самым гаратнирует корректную работу семафора в межпроцессном взаимодействии независимо от того, как завершится защищаемый блок.

Фильтры и обработчики исключений

Обработчик исключений – это механизм, который позволяет приложениям отвечать на возможные исключительные ситуации (неправильное выполнение арифметических операций, нарушение адресации памяти).

Общий вид обработки исключений

__try{

//защищаемый блок

}

__except (фильтр исключений)

{

//обработчик исключений

}

В отличии от обрабочика завершения, блок обоаботчика исключения выполняется не всегда. Ситуация определяется значением фильтра:

• EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER – выполнить блок обрабочика;

• EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH – переход к предыдущему блоку try;

• EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION – возратиться на место возникновения исключения и продолжить выполнение программы.

Для порождения исключений может быть использована функция RaiseException.

void WINAPI RaiseException(

_In_ DWORD dwExceptionCode, //код исключения

_In_ DWORD dwExceptionFlags, //флаг, задающий фильтр

_In_ DWORD nNumberOfArguments, //количество аргументов

_In_ const ULONG_PTR *lpArguments //аргументы

);

Параметры могут содержать данные приложение, необходимые для прохождения фильтра.

Содержание отчета

Отчет (печатный или рукописный) должен содержать титульную часть (номер и название лабораторной работы, номер группы и ФИО студента) и состоять из таких разделов:

• тема работы

• постановка задачи согласно варианту задания

• текст программы

• скриншоты, демонстрирующие работу программы

• выводы

Пример программы

Далее приведен пример обработки исключений и заврешений, реализованный в среде Borland C++ Builder 6 в виде приложения с графическим интерфейсом.

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include "Main.h"

#include "Math.h"

//----------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"

char* create(int type)

{

if(type==0) __asm ud2;

return "Выполнено";

}

int MyFilter(int code)

{

if (code == EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION)//Поток выполнил недопустимую инструкцию

return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER; //выполним обработку в блоке except

return EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION; //не выполнять обработку

}

TForm1 *Form1;

//----------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

}

//----------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{

__try{

__try

{

ShowMessage(create(Edit1->Text.ToInt()));

}

__finally {

// выполняющийся в любом случае код

ShowMessage("Финальный блок выполнен!");

}

}

__except (MyFilter(GetExceptionCode()))

{

ShowMessage("Исключение сгенерировано!");

Edit1->Text=1;

}

}

//----------------------------------------------------

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой структурная обработка исключений (structured exception handling, SEH)?

2. Для чего служит обработчик завершения (termination handler)?

3. Что представляет собой локальная раскрутка (local unwind)?

4. В каких случаях выполняется блок finally? Назвать три сценария.

5. Как и для чего используется функция BOOL AbnormalTermination(VOID)

6. Что представляют собой аппаратные и программные исключения?

7. Для чего служит обработчик исключений (exception handler)?

8. Как используются и каково назначение следующих фильтров исключений:

• EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER

• EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH

• EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION

С какой инструкции возобновляет свою работу приложение после обработки исключения?

Как и для чего используются функции DWORD GetExceptionCode(VOID); LPEXCEPTION_POINTERS GetExceptionInformation(VOID);

В каком случае исключение является вложенным?

Как и для чего используется функция

VOID RaiseException(

DWORD dwExceptionCode, // 31-30:severity, 29=1:user,

// 28=0, 27-l6:facility code, 15-0

DWORD dwExceptionFlags, // 0, EXCEPTION_NONCONTINUABLE

DWORD nNumberOfArguments, // EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS

CONST DWORD *lpArguments

);

13. Как и для чего используется функция

UINT SetErrorMode(

UINT uMode // SEM_NOGPFAULTERRORBOX

);

14. Что происходит в случае возврата из Вашего фильтра необработанных исключений следующих идентификаторов:

• EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER

• EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH

• EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION