在閱讀《深入理解計算機系統》的第八章「異常控制流」時，可能會出現這樣一種情況：看完這一整章以後都不知道這章到底在講什麼，這章到底有什麼用。這裡我想通過乙個生活中的小故事，將一些計算機中的概念轉化為生活中的例項，讓你對這章講述的東西有個大體的了解，避免在閱讀過程**現不知道它是什麼，不知道它到底有什麼用這樣的情況，從而能夠更好的學習本章的內容。
這裡我們將人 模擬成一台計算機，人所要做的事情模擬成乙個程式。乙個人一天中可以幹很多事情，比如吃飯、睡覺、做作業，而對於每件事情都有很多步驟。一件事情就相當於乙個程式，其中的步驟就相當於一條條指令。對於計算機來說，從給處理器加電到處理器斷電為止，處理器會執行乙個個程式。而對於人來說，人從早上起來到晚上睡覺這中間的時間也是在做一件件事情。只要你提前規定好了一天的索要做的事情，你就按照你所規定的事情，一件件執行就行了。而對於人做一件事情來說，可能其中的步驟並不是一直固定不變，按照統一個順序執行下去的，它會根據實際的情況進行調整。就像在做作業時，如果老師要求選做1、2、3題中的任一一題就行了，這時候你就需要根據自己的實際情況，選擇乙個自己想做的題，而不是從頭到尾把3道題都做了（這就相當於在乙個程式中指令沒有順序執行，而是根據一些變數的情況，使得程式發生了跳轉、返回、呼叫這些情況）。但是這些都是可以事先規劃好的，也就像乙個程式一樣，都是事先寫好，然後再根據執行時的變數選擇相應的執行步驟進行執行的。
但是這樣的情況並不能完美的描述生活，因為計畫總是趕不上變化的，總有一些意料之外的突發情況，是你在剛開始規劃的時候沒有想到的，會對你當前所做的事情產生影響。比如說在你做作業的時候，你媽媽給你打了個**，或者說是小夥伴突然找你出去玩，這個時候你不可能邊學習邊打**，或者說邊學習邊玩（對應於當你在執行乙個程式時，遇到一些其他的非編寫程式時所考慮的情況），這時候你必須要去處理掉這些事情。
而現代系統通過使控制流（即將預先寫好的程式，從頭到尾按順序執行就形成了控制流）發生突變（異常控制流，即通過跳轉到相應的為止來解決異常的情況）來對這些異常情況作出反應。在計算機系統中，異常控制流發生在三個層次：硬體層，作業系統層和軟體層。如下的幾個例子描繪了在不同層所發生的異常，及其相應的處理方式
比如說，在你寫作業的時候，寫著寫著你的筆突然沒水了（發生故障），這時候你必須拿一支新的筆來解決這樣的情況（異常處理程式），否則你就沒有辦法繼續做作業了。這裡對應的是在硬體層，系統出現了硬體故障，故障事件會使控制轉移到處理程式，處理異常情況。
又比如說，假設你做作業的習慣不是先把乙個作業從頭到尾全部完成了，再去做其他作業。而是換著寫作業，比如先寫寫語文（相當於計畫中的乙個任務，對應著計算機中的乙個程序），後寫寫數學（計畫中的另乙個任務），回過頭再來寫寫語文。這就像作業系統層中，核心通過上下文切換將乙個程序轉移到另乙個程序執行，這就是作業系統層中的異常控制流。
現在假設你還有有乙個習慣，就是每完成乙個作業/乙個作業的一部分（相當於傳送乙個程序傳送訊號）後，你就會在自己任務單上的相應位置打個勾勾（打勾也算乙個任務，這裡就相當於另外乙個程序對你的訊號做出相應的處理），來表示自己已經完成了這個任務/任務的一部分（這個就相當於在系統中，乙個程序向另外乙個程序傳送乙個訊號，然後另外乙個程序會根據訊號的內容進行相應的訊號處理）。
當你在寫數學題時，乙個大題下面往往會有很多小題，這裡假設你有乙個習慣，就是你每做完一道題，你必須要自己批改才算完成這道題（即做一道題有相應的規則/步驟），然後你會回過頭來再看看大題的描述，再做其他小題，而不是直接做接下來的題。現在有這樣的乙個情況，當你在做第乙個小題的時候，做到一半的時候，你一看，發現第乙個小題的題目弄錯了，這時候你直接可以不用批改（不用完整的完成做題的規則和步驟），什麼也都不管，直接回看大題，然後去做其他的題目。這裡就相當於系統中的非本地跳轉，它可以迴避函式呼叫時的堆疊規則。即每個函式的呼叫需要一系列的規則/步驟，而非本地跳轉則無視這樣的規則，直接將當前棧的情況恢復到棧的某個歷史時刻的情況，執行那個歷史時刻下堆疊內容中對應的函式，實現控制的轉移（類似於github中將當前版本直接恢復到歷史版本，從那個歷史版本重新開始）。
深入理解計算機系統 異常
異常是異常控制流的一種形式，它一部分是由硬體實現的，一部分是由作業系統實現的。異常就是控制流中的突變，用來響應處理器狀態中的某些變化。在處理器中，狀態被編碼為不同的位和訊號。狀態變化稱為事件event，事件可能與當前指令的執行直接相關。比如發生虛擬儲存器的換頁，算數溢位，或者一條指令試圖除以零。另一...
深入理解計算機系統 異常
2012 07 19 22 41 53 分類 linux 標籤 linux 計算機系統異常 字型大小大中小 訂閱異常是異常控制流的一種形式，它一部分是由硬體實現的，一部分是由作業系統實現的。異常就是控制流中的突變，用來響應處理器狀態中的某些變化。在處理器中，狀態被編碼為不同的位和訊號。狀態變化稱為事...
《深入理解計算機系統》 異常處理
異常表 在作業系統啟動時，系統建立和初始化了乙個被稱為異常表的跳轉表，條目k對應異常k的異常處理程式入口位址。異常的分類 中斷 interrupt 來自處理器外部i o裝置的訊號，並不是由專門的指令造成的，是非同步的，其處理程式成為中斷處理程式。陷阱 trap 故意的異常，是執行指令的結果，其作重要...