Jak mogę sprawdzić, gdzie został zgłoszony wyjątek w C ++?

97

Mam program, który wyrzuca gdzieś nieprzechwycony wyjątek. Otrzymuję tylko raport o wyrzuceniu wyjątku i brak informacji o tym, gdzie został zgłoszony. Wydaje się nielogiczne, aby program skompilowany zawierał symbole debugowania, aby nie powiadamiać mnie o tym, gdzie w moim kodzie został wygenerowany wyjątek.

Czy jest jakiś sposób, aby stwierdzić, skąd pochodzą moje wyjątki, poza ustawieniem „catch throw” w gdb i wywołaniem śledzenia wstecznego dla każdego rzuconego wyjątku?

c++  debugging  exception-handling 
— Alex
źródło
— VolkerK
Złap wyjątek i zobacz, jaki jest komunikat wewnętrzny. Ponieważ dobrą praktyką jest wyprowadzenie wyjątku z jednego ze standardowych wyjątków (std :: runtime_error), powinieneś być w stanie złapać go za pomocą catch (std :: wyjątek const & e)
— Martin York
1
A std ::ception / Std :: runtime_error rozwiązuje problem znalezienia "ścieżki" i pochodzenia wyjątku?
— VolkerK
1
Jak wynika z twojego pytania gdb, myślę, że twoje rozwiązanie jest już w SO: stackoverflow.com/questions/77005/ ... Użyłem rozwiązania opisanego tutaj i działa idealnie.
— neuro
2
Powinieneś rozważyć określenie systemu operacyjnego za pomocą tagu. Ponieważ wspomniałeś o gdb, zakładam, że szukasz rozwiązania dla systemu Linux, a nie systemu Windows.
— jschmier

Odpowiedzi:

74

Oto kilka informacji, które mogą być przydatne podczas debugowania problemu

Jeśli wyjątek nie zostanie przechwycony, std::terminate()automatycznie wywoływana jest specjalna funkcja biblioteki . Zakończyć jest rzeczywiście wskaźnik do funkcji i wartości domyślnej jest funkcja biblioteka standardowa C std::abort(). Jeśli w przypadku nieprzechwyconego wyjątku † nie nastąpi czyszczenie , to może być pomocne w debugowaniu tego problemu, ponieważ nie są wywoływane żadne destruktory.
† Jest zdefiniowane w implementacji, czy stos jest rozwijany przed std::terminate()wywołaniem.

Wywołanie do abort()jest często przydatne przy generowaniu zrzutu pamięci, który można przeanalizować w celu określenia przyczyny wyjątku. Upewnij się, że włączasz zrzuty podstawowe za pośrednictwem ulimit -c unlimited(Linux).

Możesz zainstalować własną terminate()funkcję za pomocą std::set_terminate(). Powinieneś móc ustawić punkt przerwania w swojej funkcji kończącej w gdb. Państwo może być w stanie wygenerować ślad stosu ze swojej terminate()funkcji, a to backtrace może pomóc w identyfikacji lokalizacji wyjątku.

Istnieje krótka dyskusja na temat niezłapanych wyjątków w książce Bruce Eckel Thinking in C ++, 2nd Ed, która również może być pomocna.

Ponieważ terminate()połączeń abort()domyślnie (co spowoduje SIGABRTsygnał domyślnie), to może być w stanie ustawić SIGABRTobsługi, a następnie wydrukować ślad stosu z poziomu obsługi sygnału . Ten ślad może pomóc w zidentyfikowaniu lokalizacji wyjątku.

Uwaga: mówię może dlatego obsługa C ++ obsługuje non-local błąd poprzez zastosowanie konstrukcji językowych do odrębnego postępowania i raportowanie błędów kodu od zwykłego kodu. Blok catch może znajdować się i często znajduje się w innej funkcji / metodzie niż punkt rzucania. Zwrócono mi na to również uwagę w komentarzach (dzięki Dan ), że jest zdefiniowane w implementacji, czy stos jest rozwijany przed terminate()wywołaniem.

Aktualizacja: wrzuciłem razem program testowy Linuksa o nazwie, który generuje ślad wstecz w terminate()funkcji ustawionej przez set_terminate()i inny w obsłudze sygnału dla SIGABRT. Oba ślady wsteczne poprawnie pokazują lokalizację nieobsługiwanego wyjątku.

Aktualizacja 2: Dzięki wpisowi na blogu o łapaniu nieprzechwyconych wyjątków w ramach terminate , nauczyłem się kilku nowych sztuczek; w tym ponowne zgłoszenie nieprzechwyconego wyjątku w ramach procedury obsługi zakończenia. Należy zauważyć, że pusta throwinstrukcja w niestandardowej procedurze obsługi terminacji działa z GCC i nie jest rozwiązaniem przenośnym.

Kod:

#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif
#ifndef __USE_GNU
#define __USE_GNU
#endif

#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <stdexcept>

void my_terminate(void);

namespace {
    // invoke set_terminate as part of global constant initialization
    static const bool SET_TERMINATE = std::set_terminate(my_terminate);
}

// This structure mirrors the one found in /usr/include/asm/ucontext.h
typedef struct _sig_ucontext {
   unsigned long     uc_flags;
   struct ucontext   *uc_link;
   stack_t           uc_stack;
   struct sigcontext uc_mcontext;
   sigset_t          uc_sigmask;
} sig_ucontext_t;

void crit_err_hdlr(int sig_num, siginfo_t * info, void * ucontext) {
    sig_ucontext_t * uc = (sig_ucontext_t *)ucontext;

    // Get the address at the time the signal was raised from the EIP (x86)
    void * caller_address = (void *) uc->uc_mcontext.eip;
    
    std::cerr << "signal " << sig_num 
              << " (" << strsignal(sig_num) << "), address is " 
              << info->si_addr << " from " 
              << caller_address << std::endl;

    void * array[50];
    int size = backtrace(array, 50);

    std::cerr << __FUNCTION__ << " backtrace returned " 
              << size << " frames\n\n";

    // overwrite sigaction with caller's address
    array[1] = caller_address;

    char ** messages = backtrace_symbols(array, size);

    // skip first stack frame (points here)
    for (int i = 1; i < size && messages != NULL; ++i) {
        std::cerr << "[bt]: (" << i << ") " << messages[i] << std::endl;
    }
    std::cerr << std::endl;

    free(messages);

    exit(EXIT_FAILURE);
}

void my_terminate() {
    static bool tried_throw = false;

    try {
        // try once to re-throw currently active exception
        if (!tried_throw++) throw;
    }
    catch (const std::exception &e) {
        std::cerr << __FUNCTION__ << " caught unhandled exception. what(): "
                  << e.what() << std::endl;
    }
    catch (...) {
        std::cerr << __FUNCTION__ << " caught unknown/unhandled exception." 
                  << std::endl;
    }

    void * array[50];
    int size = backtrace(array, 50);    

    std::cerr << __FUNCTION__ << " backtrace returned " 
              << size << " frames\n\n";

    char ** messages = backtrace_symbols(array, size);

    for (int i = 0; i < size && messages != NULL; ++i) {
        std::cerr << "[bt]: (" << i << ") " << messages[i] << std::endl;
    }
    std::cerr << std::endl;

    free(messages);

    abort();
}

int throw_exception() {
    // throw an unhandled runtime error
    throw std::runtime_error("RUNTIME ERROR!");
    return 0;
}

int foo2() {
    throw_exception();
    return 0;
}

int foo1() {
    foo2();
    return 0;
}

int main(int argc, char ** argv) {
    struct sigaction sigact;

    sigact.sa_sigaction = crit_err_hdlr;
    sigact.sa_flags = SA_RESTART | SA_SIGINFO;

    if (sigaction(SIGABRT, &sigact, (struct sigaction *)NULL) != 0) {
        std::cerr << "error setting handler for signal " << SIGABRT 
                  << " (" << strsignal(SIGABRT) << ")\n";
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    foo1();

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

Wynik:

my_terminate przechwycono nieobsługiwany wyjątek. what (): RUNTIME ERROR!
my_terminate backtrace zwróciło 10 ramek

[bt]: (0) ./test(my_terminate__Fv+0x1a) [0x8048e52]
[bt]: (1) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3 [0x40045baa]
[bt]: (2) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3 [0x400468e5]
[bt]: (3) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3(__rethrow+0xaf) [0x40046bdf]
[bt]: (4) ./test(throw_exception__Fv+0x68) [0x8049008]
[bt]: (5) ./test(foo2__Fv+0xb) [0x8049043]
[bt]: (6) ./test(foo1__Fv+0xb) [0x8049057]
[bt]: (7) ./test(main+0xc1) [0x8049121]
[bt]: (8) ./test(__libc_start_main+0x95) [0x42017589]
[bt]: (9) ./test(__eh_alloc+0x3d) [0x8048b21]

sygnał 6 (przerwany), adres to 0x1239 od 0x42029331
Crit_err_hdlr backtrace zwrócił 13 ramek

[bt]: (1) ./test(kill+0x11) [0x42029331]
[bt]: (2) ./test(abort+0x16e) [0x4202a8c2]
[bt]: (3) ./test [0x8048f9f]
[bt]: (4) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3 [0x40045baa]
[bt]: (5) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3 [0x400468e5]
[bt]: (6) /usr/lib/libstdc++-libc6.2-2.so.3(__rethrow+0xaf) [0x40046bdf]
[bt]: (7) ./test(throw_exception__Fv+0x68) [0x8049008]
[bt]: (8) ./test(foo2__Fv+0xb) [0x8049043]
[bt]: (9) ./test(foo1__Fv+0xb) [0x8049057]
[bt]: (10) ./test(main+0xc1) [0x8049121]
[bt]: (11) ./test(__libc_start_main+0x95) [0x42017589]
[bt]: (12) ./test(__eh_alloc+0x3d) [0x8048b21]
— jschmier
źródło
1
Bardzo interesujące. Zawsze podejrzewałem, że nieobsłużony wyjątek rozwinie stos, dopóki nie osiągnie najwyższego poziomu ( main), a następnie zadzwoni terminate(). Ale twój przykład pokazuje, że w ogóle się nie odpręża, co jest bardzo fajne.
— Dan
6
1) throw(int)Specyfikacja jest niepotrzebna. 2) uc->uc_mcontext.eipPrawdopodobnie jest bardzo zależny od platformy (np. Używany ...ripna platformie 64-bitowej). 3) Skompiluj z, -rdynamicaby uzyskać symbole śledzenia wstecznego. 4) Biegnij, ./a.out 2>&1 | c++filtaby uzyskać ładne symbole śledzenia wstecznego.
— Dan
2
„W przypadku nieprzechwyconego wyjątku nie następuje czyszczenie”. - Właściwie to jest zdefiniowane we wdrożeniu. Zobacz 15.3 / 9 i 15.5.1 / 2 w specyfikacji C ++. „W sytuacji, gdy nie zostanie znaleziony pasujący program obsługi, jest zdefiniowane w implementacji, czy stos jest odwinięty przed wywołaniem metody terminate ()”. Mimo to jest to świetne rozwiązanie, jeśli Twój kompilator je obsługuje!
— Dan
1
((sig_ucontext_t *)userContext)->uc_mcontext.fault_address;pracował dla mojego celu ARM
— stephen
1
Kilka uwag: backtrace_symbols () wykonuje malloc ... więc możesz chcieć wstępnie przydzielić blok pamięci podczas uruchamiania, a następnie zwolnić go w my_terminate () tuż przed wywołaniem funkcji backtrace_symbols () w przypadku, gdy tak się dzieje obsługa wyjątku std :: bad_alloc (). Możesz także dołączyć <cxxabi.h>, a następnie użyć __cxa_demangle (), aby zrobić coś użytecznego z zniekształconego podciągu wyświetlanego między znakami „(” i „+” w komunikatach wyjściowych []).
— K Scott Piel
51

Jak powiedziałeś, możemy użyć „catch throw” w gdb i wywołać „backtrace” dla każdego wyrzuconego wyjątku. Chociaż jest to zwykle zbyt żmudne, aby wykonać je ręcznie, gdb umożliwia automatyzację tego procesu. To pozwala zobaczyć ślad wszystkich wyrzuconych wyjątków, w tym ostatniego niezłapanego:

gdb>

set pagination off
catch throw
commands
backtrace
continue
end
run

Bez dalszej ręcznej interwencji generuje to wiele śladów wstecznych, w tym jeden dla ostatniego niezłapanego wyjątku:

Catchpoint 1 (exception thrown), 0x00a30 in __cxa_throw () from libstdc++.so.6
#0  0x0da30 in __cxa_throw () from /usr/.../libstdc++.so.6
#1  0x021f2 in std::__throw_bad_weak_ptr () at .../shared_ptr_base.h:76
[...]
terminate called after throwing an instance of 'std::bad_weak_ptr'
  what():  bad_weak_ptr
Program received signal SIGABRT, Aborted.

Oto świetny post na blogu podsumowujący to: http://741mhz.com/throw-stacktrace [on archive.org]

— TimJ
źródło
17

Możesz stworzyć makro takie jak: 

#define THROW(exceptionClass, message) throw exceptionClass(__FILE__, __LINE__, (message) )

... i poda lokalizację, w której zostanie zgłoszony wyjątek (wprawdzie nie ślad stosu). Konieczne jest wyprowadzenie wyjątków z jakiejś klasy bazowej, która przyjmuje powyższy konstruktor.

— Erik Hermansen
źródło
18
-1 Ty nie throw new excation(...) ale throw exception(...)C ++ to nie Java,
— Artem
7
Okej, naprawiłem to. Może wybacz programistę, który pracuje zarówno w Javie, jak i C ++?
— Erik Hermansen
Podczas gdy użyłem tego. Problem polega na tym, że nie mówi, co właściwie spowodowało wyjątek. Jeśli na przykład masz 5 połączeń stojących w bloku try, nie będziesz wiedział, który z nich jest winowajcą.
— Banjocat
5

Nie przekazałeś informacji o używanym systemie operacyjnym / kompilatorze.

W programie Visual Studio C ++ wyjątki mogą być instrumentowane.

Zobacz „Instrumentacja obsługi wyjątków języka Visual C ++” w witrynie ddj.com

Mój artykuł „Postmortem Debugging” , również na stronie ddj.com, zawiera kod do obsługi wyjątków strukturalnych Win32 (używany przez instrumentację) do logowania itp.

— RED SOFT ADAIR
źródło
powiedział gdb, co praktycznie wyklucza Windows / Visual Studio.
— Ben Voigt
2
Cóż, mówi, że chciałby czegoś "mniejszego niż gdb", ale nie odnosi się wprost do żadnego systemu operacyjnego / kompilatora. Na tym polega problem ludzi, którzy nie deklarują takich rzeczy.
— RED SOFT ADAIR
5

Możesz oznaczyć główne wąskie miejsca w swoim kodzie, noexceptaby zlokalizować wyjątek, a następnie użyć libunwind (po prostu dodaj -lunwinddo parametrów linkera) (przetestowane z clang++ 3.6):

demagle.hpp:

#pragma once

char const *
get_demangled_name(char const * const symbol) noexcept;

demangle.cpp:

#include "demangle.hpp"

#include <memory>

#include <cstdlib>

#include <cxxabi.h>

namespace
{

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wglobal-constructors"
#pragma clang diagnostic ignored "-Wexit-time-destructors"
std::unique_ptr< char, decltype(std::free) & > demangled_name{nullptr, std::free};
#pragma clang diagnostic pop

}

char const *
get_demangled_name(char const * const symbol) noexcept
{
    if (!symbol) {
        return "<null>";
    }
    int status = -4;
    demangled_name.reset(abi::__cxa_demangle(symbol, demangled_name.release(), nullptr, &status));
    return ((status == 0) ? demangled_name.get() : symbol);
}

backtrace.hpp:

#pragma once
#include <ostream>

void
backtrace(std::ostream & _out) noexcept;

backtrace.cpp:

#include "backtrace.hpp"

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <limits>
#include <ostream>

#include <cstdint>

#define UNW_LOCAL_ONLY
#include <libunwind.h>

namespace
{

void
print_reg(std::ostream & _out, unw_word_t reg) noexcept
{
    constexpr std::size_t address_width = std::numeric_limits< std::uintptr_t >::digits / 4;
    _out << "0x" << std::setfill('0') << std::setw(address_width) << reg;
}

char symbol[1024];

}

void
backtrace(std::ostream & _out) noexcept
{
    unw_cursor_t cursor;
    unw_context_t context;
    unw_getcontext(&context);
    unw_init_local(&cursor, &context);
    _out << std::hex << std::uppercase;
    while (0 < unw_step(&cursor)) {
        unw_word_t ip = 0;
        unw_get_reg(&cursor, UNW_REG_IP, &ip);
        if (ip == 0) {
            break;
        }
        unw_word_t sp = 0;
        unw_get_reg(&cursor, UNW_REG_SP, &sp);
        print_reg(_out, ip);
        _out << ": (SP:";
        print_reg(_out, sp);
        _out << ") ";
        unw_word_t offset = 0;
        if (unw_get_proc_name(&cursor, symbol, sizeof(symbol), &offset) == 0) {
            _out << "(" << get_demangled_name(symbol) << " + 0x" << offset << ")\n\n";
        } else {
            _out << "-- error: unable to obtain symbol name for this frame\n\n";
        }
    }
    _out << std::flush;
}

backtrace_on_terminate.hpp:

#include "demangle.hpp"
#include "backtrace.hpp"

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <exception>
#include <memory>
#include <typeinfo>

#include <cstdlib>

#include <cxxabi.h>

namespace
{

[[noreturn]]
void
backtrace_on_terminate() noexcept;

static_assert(std::is_same< std::terminate_handler, decltype(&backtrace_on_terminate) >{});

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wglobal-constructors"
#pragma clang diagnostic ignored "-Wexit-time-destructors"
std::unique_ptr< std::remove_pointer_t< std::terminate_handler >, decltype(std::set_terminate) & > terminate_handler{std::set_terminate(backtrace_on_terminate), std::set_terminate};
#pragma clang diagnostic pop

[[noreturn]]
void
backtrace_on_terminate() noexcept
{
    std::set_terminate(terminate_handler.release()); // to avoid infinite looping if any
    backtrace(std::clog);
    if (std::exception_ptr ep = std::current_exception()) {
        try {
            std::rethrow_exception(ep);
        } catch (std::exception const & e) {
            std::clog << "backtrace: unhandled exception std::exception:what(): " << e.what() << std::endl;
        } catch (...) {
            if (std::type_info * et = abi::__cxa_current_exception_type()) {
                std::clog << "backtrace: unhandled exception type: " << get_demangled_name(et->name()) << std::endl;
            } else {
                std::clog << "backtrace: unhandled unknown exception" << std::endl;
            }
        }
    }
    std::_Exit(EXIT_FAILURE); // change to desired return code
}

}

Jest dobry artykuł na ten temat.

— Tomilov Anatoliy
źródło
1

Mam do tego kod w Windows / Visual Studio, daj mi znać, jeśli potrzebujesz konspektu. Nie wiem jednak, jak to zrobić dla kodu dwarf2, szybkie google sugeruje, że w libgcc jest funkcja _Unwind_Backtrace, która prawdopodobnie jest częścią tego, czego potrzebujesz.

— Ben Voigt
źródło
Prawdopodobnie dlatego, że „daj mi znać, jeśli chcesz szkic” nie jest użyteczną odpowiedzią. Ale _Unwind_Backtrace jest; kompensujące.
— Thomas
Na podstawie tego, że OP wspomniał o gdb, domyśliłem się, że Windows nie ma znaczenia. Alex mógł oczywiście edytować swoje pytanie, aby powiedzieć Windows.
— Ben Voigt
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.