C++异常的幕后11：阅读CFI表

原文地址：https://monoinfinito.wordpress.com/2013/04/11/c-exceptions-under-the-hood-11-reading-a-cfi-table/

作者：nicolasbrailo

要从我们已经为我们的ABI实现的personality函数里正确处理异常，我们需要阅读LSDA（语言特定数据区）来了解哪个调用帧（即哪个函数）可以处理哪个异常，以及了解哪里可以找到着陆垫（catch块））。LSDA是CFI格式的，我们将在本章里学习如何读它。

读CFI数据是相当直截了当的，但有一些我们需要首先考虑的陷阱。实际上，两个：

1. 关于.gcc_except_table格式的文档非常少（实际上，我仅找到关于它的几封邮件），因此我们将需要读大量的源代码，并反汇编来理解它。
2. 虽然格式本身不是特别复杂，它使用一个使得读这个表不那么直截了当的LEB编码。

就我所知，大多数DWARF代价像这样编码，使用LEB格式，对一头雾水的程序员看起来不错，在编码任意长的整数时节省代码空间。幸运地，在这里我们可以耍个小花招：大多数时间里，可以uint8_t来读LEB编码的数字，因为我们不准备处理大的异常表或任何类似的东西。

备注：你可以从我的github repo下载完整的源代码。

让我们直接从汇编分析CFI数据，然后看我们是否能构建某些在我们的personality函数上读它的东西。我将重命名这些标记，使它们对我们更友好些。LSDA有三部分，试着在下面找出它们：

.local_frame_entry:
    .globl  __gxx_personality_v0
    .section    .gcc_except_table,"a",@progbits
    .align 4

这个非常简单：它只是声明我们将使用__gxx_personality_v0作为全局对象，并让链接器知道我们准备为.gcc_except_table节声明内容的头部。继续：

.local_lsda_1:
    # This declares the encoding type. We don't care.
    .byte   0xff

    # This specifies the landing pads start; if zero, the func's ptr is
    # assumed (_Unwind_GetRegionStart)
    .byte   0

    # Length of the LSDA area: check that LLSDATT1 and LLSDATTD1 point to the
    # end and the beginning of the LSDA, respectively
    .uleb128 .local_lsda_end - .local_lsda_call_site_table_header

现在这有更多一些信息。这些标签相当模糊，但确实遵循一个模式。LSDA表示语言特定数据区，前面的L表示本地，因此这是本地（对于编译单元，.o文件）语言特定数据区编号1。其他标记遵循类似的模式，但我还没有时间把它们算出来。不过，我们确实不需要。

.local_lsda_call_site_table_header:
    # Encoding of items in the landing pad table. Again, we don't care.
    .byte   0x1.

    # The length of the call site table (ie the landing pads)
    .uleb128 .local_lsda_call_site_table_end - .local_lsda_call_site_table

另一个单调的头。继续：

.local_lsda_call_site_table:
    .uleb128 .LEHB0-.LFB1
    .uleb128 .LEHE0-.LEHB0
    .uleb128 .L8-.LFB1
    .uleb128 0x1

    .uleb128 .LEHB1-.LFB1
    .uleb128 .LEHE1-.LEHB1
    .uleb128 0
    .uleb128 0

    .uleb128 .LEHB2-.LFB1
    .uleb128 .LEHE2-.LEHB2
    .uleb128 .L9-.LFB1
    .uleb128 0
.local_lsda_call_site_table_end:

这有趣得多，现在我们看到调用表本身。不管怎样，在所有这些项里，我们应该能够找到我们的着陆垫。根据一些网页，每个调用项的格式应该是：

struct lsda_call_site_entry {
    // Start of the IP range
    size_t cs_start;

    // Length of the IP range
    size_t cs_len;

    // Landing pad address
    size_t cs_lp;

    // Offset into action table
    size_t cs_action;
};

看起来了我们在正轨上，虽然我们还不知道为什么在我们仅定义了一个着陆垫时，有3个调用项。在任何情形里，我们可以耍点小花招：通过查看汇编，我们可以推断CFI上的所有值将小于128，这意味着在LEB编码中，它们可以作为uchar来读。这使得我们读CFI的代码大为容易，下次我们将看到如何在personality函数里使用它。