初识exception

Posted 2020-07-31 midhillzhou

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