第八章異常控制流
第一節 異常
異常就是控制流的突變，用來響應處理器狀态中的某些變化。狀态變化稱為事件。在任何情況下，當處理器檢測到有事件時，通過一張叫做異常表的跳轉表，進行一個間接地過程調用，到一個專門設計用來處理這類時間的作業系統子程式
l 異常的類别：異常可以分為4類：中斷（interrupt）、陷阱（trap）、故障（fault）和終止（abort）。
中斷是異步發生的，是來自處理器外部的I/O裝置的信号的結果。
陷阱是有意的異常，是執行一條指令的結果。陷阱的最重要用途是執行系統調用。
故障是錯誤引起的，它可能被故障處理程式修正。一個經典的故障執行個體是缺頁異常
終止是不可恢複的緻命錯誤的結果，通常是一些硬體錯誤。
l Linux/IA32系統中的異常
n Linux/IA32故障和終止
除法錯誤（異常0） Linux外殼通常會把除法錯誤報告為“浮點異常”（Floating exception）。
一般保護故障（異常13） 許多原因會導緻不為人知的一般保護故障，通常是因為一個程式引用了一個未定義的虛拟存儲器區域，或者是因為試圖寫一個隻讀的文本段。Linux不會試圖恢複這類故障。Linux外殼通常将此報告為“段錯誤”（Segmentation fault）。
缺頁（異常14） 會重新執行産生故障的指令的一個異常執行個體。
機器檢查（異常18） 在導緻故障的指令執行中檢測到緻命的硬體錯誤時發生的。機器檢查處理程式從不傳回控制給應用程式。
n Linux/IA32系統調用
每個Linux系統調用，都有一個唯一的整數号，對應一個到核心中跳轉表的偏移量。
曆史上，系統調用通過異常128(0x80)提供的。
C程式可以直接用syscall函數直接調用任何系統調用，然而，實際中機會沒必要這麼沒做。對于大多數系統調用，标準C庫提供了一組友善的包裝函數。這些包裝函數将參數打包到一起，以合适的系統調用号陷入核心，然後将系統調用的傳回狀态傳遞回調用程式。
所有的到Linux系統調用的參數都是通過寄存器而不是棧傳遞的。
注意：異常作為通用的術語，在必要時才差別異步異常（中斷）和同步異常（陷阱、故障和終止）。
第二節：程序
l 程序的經典定義就是一個執行中的程式的執行個體。
l 程序提供給應用程式的關鍵抽象：一個獨立的邏輯控制流，它提供一個假象，好像我們的程式獨占地使用處理器。一個私有的位址空間，它提供一個假象，好像我們的程式獨占地使用存儲器系統。
l 一個邏輯流的執行在時間上與另一個流重疊，稱為并發流（concurrent flow），這兩個流稱之為并發地執行。多個流并發地執行的一般現象稱為并發（concurrency）。注意，并發的思想與流運作的處理器核數或者計算機數無關。如果兩個流在時間上重疊，那它們就是并發的。如果兩個流并發地運作在不同的處理器核或者計算機上，那麼我們稱它們為并行流（parallel flow）。
l Linux提供了一種聰明的機制，叫做/proc檔案系統，它允許使用者模式程序通路核心資料結構。2.6版本的Linux核心引入/sys檔案系統，它輸出關于系統總線和裝置的額外的底層資訊。
第三節：系統調用錯誤處理
當Unix系統級函數遇到錯誤時，它們典型地傳回-1，并設定全局整數變量errno來表示什麼出錯了。
strerror函數傳回一個文本串，描述了某個error值相關聯的錯誤。
第四節：程序控制
l 每個程序都有一個唯一的正數程序ID（PID）。新建立的子程序幾乎但不完全與父程序相同。子程序得到與父程序使用者級虛拟位址空間相同的（但是獨立的）一份拷貝。子程序還繼承了父程序所有的打開檔案。父程序和新建立的子程序之間最大的差別是他們有不同的PID。
l 在棧的頂部是main函數的三個參數：1）envp，它指向envp[]數組；2）argv，它指向argv[]數組；3）argc，它給出argv[]中非空指針的數量。
第五節：信号
對于隻捕獲一個信号并終止的程式來說，信号處理是簡單直接的。然而當一個程式要捕獲多個信号時，一些細微的問題就産生了。
待處理信号不會排隊等待。任意類型至多隻有一個待處理信号。如果有兩個類型為k的信号傳送到一個目的程序，而目的程序目前正在執行信号k的處理程式，是以信号k是阻塞的，那麼第二個信号就被簡單地丢棄，它不會排隊等待。
系統調用可以被中斷。像read、write和accept這樣的系統調用，潛在地會阻塞程序一段較長的時間，稱為慢速系統調用。在某些系統中，當處理程式捕獲到一個信号時，被中斷的慢速系統調用在信号處理程式傳回時不再繼續，而是立即傳回給使用者一個錯誤條件，并将errno設定為EINTR。
第六節：非本地跳轉
C語言提供了一種使用者級的異常控制流形式，稱為非本地跳轉（nonlocal jump），它将控制直接從一個函數轉移到另一個目前正在執行的函數，而不需要正常的調用-傳回序列。非本地跳轉通過setjmp和longjmp函數來提供的。
第七節：操作程序的工具
Linux系統提供了大量的監控和操作程序的有用工具。
STRACE：列印一個正在運作程式和它的子程序調用的每個系統調用的軌迹。
PMAP：顯示程序的存儲器映射。