异常处理

我知道很多人都知道异常处理，但可能对其底层并不太了解，现在我们就来简单的聊一聊。

在此啰嗦一句（仅为自己记录需要^_^，与本主题无多大关系），异常是位于硬件和操作系统交界的部分，系统调用是为应用程序提供到操作系统的入口点的异常，而进程和信号位于应用和操作系统的交界处。

现在正式开始。
异常说白了就是控制流中的突变，用来响应处理器状态中的某些变化。在处理器中，状态被编码成了不同的位和信号。状态变化就被称为事件，事件可能和当前指令的执行直接相关，例如发生虚拟存储器缺页、算术溢出等，但也可能和当前指令无关，比如一个系统定时器产生信号或者一个I/O请求完成。
异常可分为四类：中断、陷阱、故障、终止，它们的区别如下表：

类别	原因	同步/异步	返回行为
中断	来自I/O设备的异常	异步	下一条指令
陷阱	有意的异常	同步	下一条指令
故障	潜在可恢复错误	同步	可能返回当前指令
终止	不可恢复错误	同步	不会返回

当处理器在任意时刻检测到有事件发生时，它就会通过一张叫做异常表的跳转表，其会在系统启动时由操作系统分配和初始化，跳转表里面存有异常号和其对应的异常处理程序，异常号是到异常表中的索引，而异常表的起始地址放在一个叫做异常表基址寄存器的特殊cpu寄存器里。异常触发时就利用异常号来进行一个间接过程调用，调用一个专门用来处理这类事件的操作系统子程序，即异常处理程序。当异常处理程序完成处理后，就会根据引起异常事件的类型，执行相应操作，即将控制权返回给事件发生时正在执行的指令或下一条指令，或直接终止被中断的程序。