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  • 初识exception

    一、exception的分类

    根据此exception(异常)是否可以打断正在执行的指令,可以将exception分为 asynchronous exception 和 synchronous exception 两大类;asynchronous exception 即 interrupt exception; synchronous exception又可以细分为三种exception:trap、fault、abort。如下图所示。

    对于interrupt。这种类型的exception不可以打断正在执行的指令,必须等到这条指令完成后才可以对interrupt作出反应(而其他三种却可以打断正在执行的指令)。一般interrupt由I/O设备产生,比如网络适配器,磁盘等。

    对于trap。提到trap我们就不得不提system call。因为trap这种异常是我们在执行指令时故意引发的异常,用于system call。比如我们需要打印一些信息到command line窗口,在执行这个打印指令时就触发一个异常,然后system call 打印函数以打印信息到命令行窗口。

    对于fault。我们在virtual memory中遇到的page fault就会触发fault exception,然后exception handler 进行page in操作,将缺失的page从disk搬移到main memory 。所以fault异常一般需要exception handler进行一定的处理以重新正确执行当前指令。

    对于abort。不可恢复的致命错误会导致abort异常,一般是硬件故障。abort的异常handler会终止当前程式。

    二、异常的运行过程

    每一个异常(不是每一种异常)都会有异常号,一部分异常的异常号由处理器设计者给定,一部分由OS kernel的设计者给定。比如在IA32 system中,共有256个异常,前32个,0-31,由intel architect给定,后面的由OS给定,如下图所示。

    步骤(参考下图):

      1、根据 exception table base register 和 异常号 计算出异常表的入口地址

      2、根据入口地址跳转到相应的exception handler。

    三、exception与precedure call的区别

    我们在观察exception的运行过程中,应该已经感觉到他们是非常相似的。不同点很多,其中最重要的一点是:有些异常处理完之后就再也不会来了(abort),或者只回来执行下一条指令(interrupt & trap),并不从被中断的点继续执行。列表如下。

     

    四、参考资料

    <<computer systems a programmer's perspective>> second edition p701-p717

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