20111025异常控制流

Chapter 8 异常控制流

异常控制流（ECF）发生在计算机系统的各个层次，是计算机中提供并发的基本机制。CPU执行一系列指令，如果因为某种原因而打乱了原本的执行顺序，转而优先执行其他处的指令，就称为异常。其实异常（excpetion）就是突发的控制转移。Events促使暂时中断原先的Instruction序列，先执行异常处理程序，而后再返回原先的Instruction序列。系统中每一个异常都有自己的异常号，用来在系统启动时初始化一个异常表，以此作为该表的索引，后面链接的事对应的异常处理程序。

异常通常分为四类：
中断（interrupt）——唯一的异步中断，一般由I/O触发，先执行完正在执行的指令，然后跳转至异常处理程序，处理完成后再返回至正常指令的下一条指令
陷阱（trap）——同步异常，由执行的指令直接触发，最常用来实现系统调用
故障（fault）——同步异常，由执行的指令结果错误造成。根据异常处理结果的不同，可能返回正常的下一条指令，或者直接终止程序
终止（abort）——直接终止程序运行

一般来说，系统中友默认的异常列表，0-31为硬件商提供的，32-255为操作系统规定的。其中128（0x80）是系统调用的异常号。Linux下，系统调用参数不存在栈中，而是存在寄存器中，用%eax来存储异常号，%ebx-%edx，%edi,%esi,%ebp来存储调用的诸多参数。

进程就是一个正在执行的程序的实例。进程提供了两个重要的抽象：1）逻辑控制流，这使我们感觉我们的程序独占了整个处理器2）私有地址空间，这使我们感觉我们的程序独占了整个存储器。其实处理器同时运行多个程序，这称之为并发。并发是指多个程序在同一时间段内运行，与是否由同一个核或者机器运行无关；并行是并发的真子集，指的那些在不同的机器或核上同时运行的进程。并发机制主要依靠交替轮流运行来实现。

由内核来实现并发时，需要同时启用上下文，即恢复已被占用进程所需的状态信息。因而需要进程在用户模式和内核模式间相互转换。

硬件的资源是由操作系统来管理的，而核心就是其中的内核；我们运行的应用程序处于用户模式，不能直接访问内核代码和数据，必须经过系统调用进入内核模式；用户模式下可以访问的资源，可以执行的指令都是有限的，而内核模式（超级用户模式）下，可以执行一切指令，访问一切系统资源。