深入理解计算机基础第八章

说明

读书笔记

异常的类型

异常表

系统中每种可能的异常类型，都分配了一个唯一的非负整数的异常号
其中一些由处理器的设计者分配（被0除、缺页、内存访问违例、断点、算术运算溢出），其他号码由操作系统内核的设计者分配（系统调用、来自外部设备的io信号）

流程

1.处理器检测到异常，并且确定对应的异常号
2.通过异常表基址寄存器 + 异常号 * 4得到异常处理程序的入口地址
3.进入异常调用

异常调用步骤

1.处理器根据异常的类型，将返回地址（当前指令或者下一条指令）压栈
2.把上下文压栈（EFLAGS寄存器、其他寄存器），方便返回的时候继续执行
3.如果控制从用户程序转移到内核，所有项目都被压入内核栈，而不是用户栈
4.异常处理程序运行在内核模式下，这意味这他们对所有的系统资源都有完全的访问权限
一但硬件触发了异常，剩下的工作在软件中完成，完成之后，通过一条特殊的"从中断返回指令"，可选的返回到程序

1.中断（唯一的异步中断）

来自io设备的信号，总是返回到下一条指令

2.陷阱和系统调用

有意的异常，总是返回到下一条指令
通过syscall指令可以陷入内核，调用linux系统调用（参数通过寄存器而不是栈传递）

3.故障

潜在可恢复的错误，可能返回到当前指令

4.终止

不可恢复的错误，不会返回

上下文切换

包含通用目的寄存器，浮点寄存器，程序计数器，用户栈，状态寄存器，内核栈
各种内核数据结构：描述地址空间的页表，进程表，文件表

Linux信号

非本地跳转（c++异常的底层实现）

setjmp

int setjmp(jmp_buf env)
在env缓冲区中保存当前调用环境，以供后面的longjmp使用，并返回0
调用环境包括：程序计数器、栈指针、通用目的寄存器
出于某种高深的原因，返回值不能赋值给变量，不过可以安全的用在switch、if中

longjmp

void longjmp(jmp_buf env,int retval)
返回setjmp设置的点，并且返回retval，也就是使得setjmp二次返回
retval不能为0，为0的时候自动改为1

---

代码很清楚了，setjmp返回两次，第一次返回0，第二次返回longjmp设置的retval

/*
---- From XDU's mzb
*/
#include <bits/stdc++.h>
#include <setjmp.h>

using namespace std;
using ll = long long int;

jmp_buf buf;
int error1 = 1;
int error2 = 0;
void foo(void),bar(void);

int main()
  {
  	switch (setjmp(buf))
  	  {
  	  	case 0:
  	  		cout << "case 0" << "\n";
  	  		foo();
  	  		break;
  	  	case 1:
  	  		cout << "error 1 foo" << "\n";
  	  		break;
  	  	case 2:
  	  		cout << "error 2 foo" <<"\n";
  	  		break;
  	  	default :
  	  		cout << "Unknow error condition in foo" << "\n";
		}
	return 0;
  }
void foo(void)
  {
  	if (error1)
  	  longjmp(buf,1);
  	bar();
  }
void bar(void)
  {
  	if (error2)
  	  longjmp(buf,2);
  }