Exceptional Control Flow

当我们打开计算机，他只是执行一个接一个的指令，直到我们关闭计算机，如果计算机有多个CPU核心，那么每个核心会一次交替执行命令，指令序列称为【控制流】，硬件正在执行的实际指令序列称为【物理控制流】。

Altering the Control Flow

实际上我们可以改变指令的顺序，比如【分支和跳转】以及【过程调用和返回】

我们需要的是称之为【异常控制流】的机制，因为它超出了我们在程序中看到的正常控制进程。

Exceptional Control Flow【异常控制流】

系统中所有的级别都存在【异常控制流】

低级别的系统中有Exception。

高级别的系统中，比如在一个进程中，【上下文切换】就是一个异常控制流的典型实例，

你在一个进程执行语句指令，然后你突然在另一个进程中执行语句指令。

更高的层次上是在软件层次，我们有一个【信号】的定义，这是通过操作系统软件实现的。

Exceptions

异常是将控制权转移到操作系统内核，【内核】是操作系统的内存驻留部分，操作系统提供各种程序，如列出文件，更改目录，列出当前进程，所有的这些东西构成了操作系统，内核是操作系统中始终驻留在内存中的一部分。异常实际上是将低级别的控制权转移到操作系统，你正在执行用户代码，然后某些情况发生在某些【事件】上，我们称之为是事件引起了系统状态的一些变化。为此，异常将控制权从用户代码转移到内核态中的代码。

Exception table【异常表】

每种类型的事件都有一个唯一的【异常编号】，它用作跳转表的索引，称为【异常表】，当异常k发生的时候，硬件使用k作为此表的索引，得到处理该异常的处理程序的地址，每次事件k发生的时候，都会调用处理程序(handler)k。

Asynchronous Exceptions (Interrupts)

异步异常是由于处理器外部发生的状态变化造成的，它通过设置处理器的中断引脚，发生中断后，处理程序返回到下一条指令。当中断程序运行时，比如一个小暂停，然后程序可以继续运行正常，通常在后台完成，不影响程序的执行。

举个例子，所有的系统都有一个内置的计数器，每个几毫秒就会关闭一次，当定时器熄灭的时候，他会将中断引脚设置为高电平，并且会有一个特殊的异常编号用于定时器中断，我们需要它来允许再次获得对系统的控制，我们需要它来允许内核再次获得对系统的控制，否则用户程序可能会陷入无限循环中永远运行，无法让操作系统获得控制权

来自I/O设备的中断也是一个常见的例子。这里要注意有很多面试喜欢问为什么ctrl-c可以中断linux运行的程序，本质上就是这里的解释。

我的理解就是：由于ctrl-c是一个event，操作系统会对event作出回应抛出异常，将控制权转移到操作系统进行处理，发送信号设置处理器的中断引脚。（当然不知道总结的对不对，其实还是有点懵的lol）

Synchronous Exceptions

trap是指程序通过【系统调用System call】接口，从内核中请求各种功能，内核为请求提供了对应的响应，然后将控制权返回给调用程序那里的函数。

abort不是有意的并且是不可恢复的

System Calls

通过以上可以看到异常、或者非常低层的控制转移是由硬件和操作系统软件实现的。

Process（进程）

Multiprocessing:The illusion

表面上看起来好像一个进程有独特的访问权限，有各自独立的内存，但是实际上。。。

Multiprocessing: The (Traditional) Reality

在具有多个核心的现代系统上，操作系统将在这些多核上安排进程，如果没有足够的核心来处理这些过程，那么它将进行【上下文切换】。

Concurrent Processes

上图中，A和C A和B是并发的，而B和C之间不是并发，是sequential的（因为A从开始到结束的时候一直都在运行）

User View of Concurrent Processes

Context Switching【上下文切换】

进程是由一个叫kernel的共享的存储驻留的操作系统代码所管理的。

Process Control 【进程控制】

System Call Error Handling

linux系统函数如果出现错误，通常返回-1，然后他们将设置一个名为errno的全局变量来指示原因。

当我们调用系统函数的时候有硬性的条件规定：必须检查使用的函数的返回值，如果不检查，可能碰到很大的麻烦。唯一的例外是方法没有返回值，如exit或者free函数

Obtaining Process IDs

Creating and Terminating Processes

Terminating Processes

Creating Processes

我们无法保证是子进程先进行还是父进程先进行。fork函数返回的时候，可能会决定先安排子进程，或者也能决定先安排父进程。

Reaping Child Processes

Zombie Example

wait: Synchronizing with Children

execve: Loading and Running Programs

使用fork和execve组合来打开进程，最后面几分钟听的有点发懵，美国时间凌晨也快2点了，睡觉了，要猝死了。

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