docs/exceptions

   1 Author: Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   2 (C) 2001 Ximian, Inc.
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   4 Exception implementation (jit):
   5 ===============================
   6
   7 Stack unwinding:
   8 ================
   9
  10 We record the code address (start_address, size) of all methods. That way it is
  11 possible to map an instruction pointer (IP) to the method information needed
  12 for unwinding the stack:
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  14 We also save a Last Managed Frame (LMF) structure at each call from managed to
  15 unmanaged code. That way we can recover from exceptions inside unmanaged code.
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  17 void handle_exception ((struct sigcontext *ctx, gpointer obj)
  18 {
  19         if (ctx->bp < mono_end_of_stack) {
  20                 /* unhandled exception */
  21                 abort ();
  22         }
  23
  24         info = mono_jit_info_table_find (mono_jit_info_table, ctx->ip);
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  26         if (info) { // we are inside managed code
  27
  28                 if (ch =  find_catch_handler ())
  29                         execute_catch_handler (ch, ctx, obj);
  30
  31                 execute_all_finally_handler ();
  32
  33                 // restore register, including IP and Frame pointer
  34                 ctx = restore_caller_saved_registers_from_ctx (ji, ctx);
  35
  36                 // continue unwinding
  37                 handle_exception (ctx, obj);
  38
  39         } else {
  40
  41                 lmf = get_last_managed_frame ();
  42
  43                 // restore register, including IP and Frame pointer
  44                 ctx = restore_caller_saved_registers_from_lmf (ji, lmf);
  45
  46                 // continue unwinding
  47                 handle_exception (ctx, obj);
  48         }
  49 }
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  52 Code generation:
  53 ================
  54
  55 leave: is simply translated into a branch to the target. If the leave
  56 instruction is inside a finally block (but not inside another handler)
  57 we call the finally handler before we branch to the target.
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  59 finally/endfinally, filter/endfilter: is translated into subroutine ending with
  60 a "return" statement. The subroutine does not save EBP, because we need access
  61 to the local variables of the enclosing method. Its is possible that
  62 instructions inside those handlers modify the stack pointer, thus we save the
  63 stack pointer at the start of the handler, and restore it at the end. We have
  64 to use a "call" instruction to execute such finally handlers. This makes it
  65 also possible to execute them inside the stack unwinding code. The exception
  66 object for filters is passed in a local variable (cfg->exvar).
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  68 throw: we first save all regs into a sigcontext struct and then call the stack
  69 unwinding code.
  70
  71 catch handler: catch hanlders are always called from the stack unwinding
  72 code. The exception object is passed in a local variable (cfg->exvar).
  73
  74 gcc support for Exceptions
  75 ==========================
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  77 gcc supports exceptions in files compiled with the -fexception option. gcc
  78 generates DWARF exceptions tables in that case, so it is possible to unwind the
  79 stack. The method to read those exception tables is contained in libgcc.a, and
  80 in newer versions of glibc (glibc 2.2.5 for example), and it is called
  81 __frame_state_for(). Another usable glibc function is backtrace_symbols() which
  82 returns the function name corresponding to a code address.
  83
  84 We dynamically check if those features are available using g_module_symbol(),
  85 and we use them only when available. If not available we use the LMF as
  86 fallback.
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  88 Using gcc exception information prevents us from saving the LMF at each native
  89 call, so this is a way to speed up native calls. This is especially valuable
  90 for internal calls, because we can make sure that all internal calls are
  91 compiled with -fexceptions (we compile the whole mono runtime with that
  92 option).
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  94 All native function are able to call function without exception tables, and so
  95 we are unable to restore all caller saved registers if an exception is raised
  96 in such function. Well, its possible if the previous function already saves all
  97 registers. So we only omit the the LMF if a function has an exception table
  98 able to restore all caller saved registers.
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 100 One problem is that gcc almost never saves all caller saved registers, because
 101 it is just unnecessary in normal situations. But there is a trick forcing gcc
 102 to save all register, we just need to call __builtin_unwind_init() at the
 103 beginning of a function. That way gcc generates code to save all caller saved
 104 register on the stack.
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