异常控制流

基本术语

异常

• 控制流中的突变；
• 响应处理器状态的变化；

异常类别

• 异步；
  • 中断：I/O 设备的异步信号；
• 同步；
  • 陷阱：故意而为的异常，连接应用程序和系统内核，即系统调用；
  • 故障：可恢复的错误；
  • 终止：不可恢复的错误；

控制流

• 一条指令到另一条指令的转移序列；

异常控制流 (ECF)

• 通过异常使控制流突变；
• 应对系统状态的变化；

信号

信号

• 异常的软件形式；
• 一种信号对应一个系统事件；

流程

• 发送信号：发送信号给目标进程；
• 接受信号：目标进程接收信号，执行对应事件处理程序；

进程

进程

• 操作系统资源分配和调度的基本单位；
• 程序运行在某进程的上下文中；
• 使用 pid 标识；

逻辑控制流 (逻辑流)

• 进程给予程序一种假想，即程序独占处理器；
• CPU 使用 PC 轮流处理进程；
• PC 值序列称为逻辑控制流；
• 一个逻辑流对应一个进程；

并发流

• 一个逻辑流与另一个逻辑流重叠；

并发

• 多个流并发执行的现象；

私有地址空间

• 进程给予程序一种假想，即程序独占内存；
• 进程为每个程序提供自己的私有地址空间；
  • 无法被其他进程读写；

用户模式和内核模式

• 用于限制程序可以执行的指令，以及可以访问的内存地址空间范围；
• 分类；
  • 内核模式：可以执行指令集中的任何指令；
  • 用户模式：无法直接控制内核，只能通过系统调用接口间接控制；

异常与内核模式

• 应用程序初始在用户模式中；
• 发生异常变为内核模式处理异常；
• 处理完毕后返回用户模式；

上下文切换

• 每个进程维护一个上下文，存储进程状态；
• 内核通过调度器，基于 "上下文切换" 从一个进程跳转至另一个进程；
• 进行上下文切换时系统临时切换至内核模式；

僵死进程

• 进程已经终止，但未被内核清除，处于一种已终止的状态；
• 等待父进程回收；
• 终止但未回收的进程称为僵死进程 (zombie)；

进程组

• 每个进程属于一个进程组；
• 子进程属于父进程的进程组；
• 进程组使用 gid 标识；