Tratamento de exceções na linguagem C

Uma implementação de tratamento de exceções usando a linguagem C, discutindo vários modelos e suas limitações, possíveis vazamentos de memórias, testes comparativos, muitos exemplos, introdução a certos recursos da linguagem, ... É certamente um assunto interessante se você quer expandir seus conhecimentos da linguagem C.

[ Hits: 63.400 ]

Por: Vinícius dos Santos Oliveira em 11/11/2010 | Blog: https://vinipsmaker.github.io/


Uso em dispositivos móveis



Em alguns dispositivos embarcados, é encorajado o uso da linguagem C para obter-se um melhor aproveitamento de recursos, que nesses dispositivos é escasso. Nessa seção coloco informações sobre comparativos sobre o tempo de execução feitos com programas que usam tratamento de exceções, usando a implementação descrita nesse texto, e seus equivalentes em C++.

A máquina utilizada para testes um PC com um processador Intel(R) Core(TM)2 Duo CPU E7400 @ 2.80GHz e 3gb de memória ram rodando a distribuição Ubuntu 10.4 32-bit kernel 2.6.32-25-generic e o compilador utilizado foi o GCC 4.4.3.

Num primeiro teste, fazemos programa simples, que apenas chama uma função que não faz nada. Para evitar otimizações pelo compilador, coloquei cada função em um arquivo separado.

CExcept:

void a(THROW_NAMED_ARGS())
{
  return;
}

int main()
{
  {
    int32_t i = 0;
    for (;i < 2147483647;++i) {
      TRY()
        a(TRY_ARGS());
      CATCHANY
        ;
      ENDTRY()
    }
  }
}

C++:

void a()
{
  return;
}

int main()
{
  {
    int32_t i = 0;
    for (;i < 2147483647;++i) {
      try {
        a();
      } catch(...) {
        ;
      }
    }
  }
}

Usando o programa time (http://www.gnu.org/software/time/), coletei informações sobre a execução desses programas, e as respectivas saídas foram:

CExcept:

User time (seconds): 18.42
System time (seconds): 0.00
Percent of CPU this job got: 99%
Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:18.48
Average shared text size (kbytes): 0
Average unshared data size (kbytes): 0
Average stack size (kbytes): 0
Average total size (kbytes): 0
Maximum resident set size (kbytes): 1200
Average resident set size (kbytes): 0
Major (requiring I/O) page faults: 0
Minor (reclaiming a frame) page faults: 119
Voluntary context switches: 1
Involuntary context switches: 2888
Swaps: 0
File system inputs: 0
File system outputs: 0
Socket messages sent: 0
Socket messages received: 0
Signals delivered: 0
Page size (bytes): 4096
Exit status: 0


C++:

User time (seconds): 6.12
System time (seconds): 0.01
Percent of CPU this job got: 98%
Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:06.22
Average shared text size (kbytes): 0
Average unshared data size (kbytes): 0
Average stack size (kbytes): 0
Average total size (kbytes): 0
Maximum resident set size (kbytes): 2704
Average resident set size (kbytes): 0
Major (requiring I/O) page faults: 0
Minor (reclaiming a frame) page faults: 227
Voluntary context switches: 1
Involuntary context switches: 1412
Swaps: 0
File system inputs: 0
File system outputs: 0
Socket messages sent: 0
Socket messages received: 0
Signals delivered: 0
Page size (bytes): 4096
Exit status: 0


Nesse primeiro teste, o processo que contém o tratamento de exceções implementado nativamente pelo compilador C++ terminou sua execução 3 vezes mais rápido, aproximadamente. Executei o teste várias vezes e os resultados foram similares. Agora modificando a implementação da função a, para que dispare uma exceção:

CExcept:

void a(THROW_NAMED_ARGS())
{
  THROW(int, 0,)
}

C++:

void a()
{
  throw(0);
}

E os resultados dos novos testes:

CExcept:

User time (seconds): 132.98
System time (seconds): 0.09
Percent of CPU this job got: 99%
Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 2:13.61
Average shared text size (kbytes): 0
Average unshared data size (kbytes): 0
Average stack size (kbytes): 0
Average total size (kbytes): 0
Maximum resident set size (kbytes): 1392
Average resident set size (kbytes): 0
Major (requiring I/O) page faults: 0
Minor (reclaiming a frame) page faults: 131
Voluntary context switches: 1
Involuntary context switches: 32078
Swaps: 0
File system inputs: 0
File system outputs: 0
Socket messages sent: 0
Socket messages received: 0
Signals delivered: 0
Page size (bytes): 4096
Exit status: 0


C++:

User time (seconds): 7914.17
System time (seconds): 3.92
Percent of CPU this job got: 98%
Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 2:13:48
Average shared text size (kbytes): 0
Average unshared data size (kbytes): 0
Average stack size (kbytes): 0
Average total size (kbytes): 0
Maximum resident set size (kbytes): 3200
Average resident set size (kbytes): 0
Major (requiring I/O) page faults: 0
Minor (reclaiming a frame) page faults: 258
Voluntary context switches: 1
Involuntary context switches: 2177657
Swaps: 0
File system inputs: 0
File system outputs: 0
Socket messages sent: 0
Socket messages received: 0
Signals delivered: 0
Page size (bytes): 4096
Exit status: 0


Agora a versão implementada em C mostra-se mais rápida (59 vezes mais rápida). Também executei esse teste várias vezes e os resultados foram similares.

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Páginas do artigo
   1. Introdução
   2. Tratamento de exceções em C
   3. Quebra de fluxo de execução, goto e setjmp
   4. Exceções associadas a inteiros
   5. Informação sobre os tipos em tempo de execução
   6. Macros
   7. Aninhando exceções
   8. Mais macros
   9. Memory leaks
   10. Uso em dispositivos móveis
   11. Conclusão
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Comentários
[1] Comentário enviado por removido em 11/11/2010 - 17:16h

Gostei da aparência do código usando macros para definir os blocos try, catch e throw.

E parabéns pela contribuição de suas idéias!

[2] Comentário enviado por mslomp em 11/11/2010 - 18:17h

permita-me contribuir com conteúdo referente a esse assunto, a quem interessar:
há um tempo atrás postei na seção Scripts um código referente a isso:
http://www.vivaolinux.com.br/script/Excecoes-em-C-atraves-de-trythrowcatch

baseado na questão de um usuário em:
http://www.vivaolinux.com.br/topico/C-C++/C-e-Java

parabéns, um ótimo artigo conceitual e referencial

[3] Comentário enviado por SamL em 12/11/2010 - 12:06h

Cara gostei do artigo, nota 10.
Usar essas macros deixa um código bem mais limpo e organizado.

[4] Comentário enviado por gedarius em 12/11/2010 - 12:06h

ótimo artigo, parabéns!!!!

[5] Comentário enviado por vinipsmaker em 12/11/2010 - 15:47h

@mslomp, vlw, é bom saber que esse assunto interessa a muitos.

E aos outros, agradeço os elogios (críticas também são bem-vindas, caso tenham alguma =D ).

[6] Comentário enviado por mazinsw em 12/11/2010 - 19:41h

valeu pela contribuição, eu não sabia usar macros agora está mais fácil.

[7] Comentário enviado por vinipsmaker em 02/03/2013 - 19:19h

Migrei o código para https://github.com/vinipsmaker/c-except


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