异常控制流

控制流 分为平滑的控制流（相邻的地址跳转） 和 跳转、调用、返回（控制流突变）

突变控制流称为 异常控制流（ECF）

异常

异常就是控制流中状态的突变，处理器检测到事件发生时，会通过一张 异常表 的跳转表，间接调用异常处理程序。

处理完之后，有三种可能性：

1、将控制返回当前指令，即事件发生时正在执行的指令

2、将控制返回给如果没有发生异常的下一个指令

3、处理程序终止被中断的程序

异常分为四种：

1、中断

只有中断是异步的，是来自处理器外部的I/O设备的信号的结果。

是在当前指令执行完之后才进行中断处理程序。

2、陷阱和系统调用

有意的异常，是执行指令的结果。用途是在用户程序和内核之间提供一个像过程一样的接口，叫做系统调用。

用户经常需要向内核请求服务，比如读文件，fork，execve等，为了允许对这些内核服务的受控的访问，处理器提供了一条特殊的“syscall n”指令来请求服务n。这哥指令导致一个异常处理程序的陷阱，这个处理程序解析参数，并调用适当的内核程序。

系统调用运行在内核模式中。

3、故障

由错误情况引起，可能被故障处理程序修正。

经典的是缺页异常，处理是从磁盘中加载适当的页面，然后将控制返回给引起故障的指令。再重新运行这个指令。

4、终止

不可恢复的致命错误导致，通常是一些硬件错误。

进程

经典定义：一个执行中程序的实例

进程提供给应用程序的关键抽象：

一个独立的逻辑控制流，它提供一个假象，好像我们的程序独占地使用处理器。

一个私有的地址空间，它提供一个假象，好像我们的程序独占地使用内存系统。

一个流的执行在时间上与另一个流重叠，称为并发流。

如果两个流并发的运行在不同的处理器核或者计算机上，那么是并行流。并行流是并发流的子集

内核模式的进程执行任何指令，访问任何地址空间。

上下文是内核重启一个被强占的进程所需的状态。

系统调用处理函数

错误检查函数，可以使用错误处理包装函数来简化代码。

进程控制

void exit(int status);    用来终止进程

子进程继承父进程的所有打开文件，所以都能输出显示在屏幕上。

waitpid()  等待子进程终止或停止

int pause(void);  让调用函数休眠，直到接受到一个信号。

int execve(...)    在当前进程的上下文中加载并运行一个新程序。与fork有本质区别。 

信号

信号通知进程系统中发生了一个某种类型的事件。

任何时刻，一种类型最多只会有一个待处理信号。

当一种信号被阻塞，仍可以被发送，但是待处理信号不会被接受，直到进程取消对这种信号的阻塞。

pid_t getpgrp(void)  获得进程组Id

int kill(pid_t pid, int sig);   发送SIGKILL信号给其他进程

unsigned int alarm(unsigned int secs)   安排内核在secs秒后发送SIGALRAM信号给自己

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);  改变和信号signum相关联的行为，handler就是信号处理程序

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t * oldset);   设置阻塞信号集合，阻塞的意思就是当信号来了不处理

编写信号处理程序：

处理程序和主程序并发运行，因此：

G0：处理程序尽可能简单

G1：处理程序中只调用异步信号安全的函数，要么是可重入的（只访问局部变量），要么不能被信号处理程序中断（比如说write函数）。

G2：保存和恢复errno。因为异步信号安全的函数在出错返回会设置errno，这样会干扰主程序依赖于errno的部分。

G3：阻塞所有信号，保护对共享全局数据结构的访问。

G4：用volatile声明全局变量。告诉编译器永远不要缓存这个变量。

G5：用sig_atomic_t 声明标志，常见处理程序中，会有一个全局标志来记录收到信号，volatile sig_atomic_t flag，可以保证原子性。

正确的信号处理：

信号是不会排队的，如果有一个未处理的信号就表明至少有一个信号到达了。因此不可以用信号来对事件计数！

一定要注意信号处理程序和主程序的竞争。

可以用：

int sigsuspend(const sigset_t * mask); 暂时用mask替换当前的阻塞集合，然后挂起该进程，直到收到一个信号，其行为是要么运行一个处理程序，要么终止该进程。

非本地跳转：

int setjmp(jmp_buf env);

int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int retval);

void longjmp(jmp_buf env, int savesigs);  每次调用longjmp就跳回setjmp，setjmp返回值是longjmp的savesigs。

/proc：一个虚拟文件系统，以askii文本格式输出大量内核数据结构的内容，用户可以读取。