教材知識點總結

異常控制流

• 介紹：現代系統通過使控制流發生突變來對異常情況作出反應，這些突變稱為異常控制流。

  • 異常：異常控制流的一種形式，一部分由硬體實現，一部分由作業系統實現。

  • 異常處理的三種情況

    • 處理程式將控制返回給當前指令Icurr，當事件發生時正在執行的指令。

    • 處理程式將控制返回給Inext，如果沒有發生異常將會執行的下一條指令。

    • 處理程式終止被中斷的程式。

  • 異常表：
    

  • 異常的剖析：
    

  • 異常與過程呼叫的不同之處：

    1、過程呼叫時，在跳轉處理程式之前，處理器將返回地址壓入棧中。根據異常的型別，返回地址要麼是當前指令，要麼是下一條指令。

    2、處理器也把一些額外的處理器狀態壓到棧裡，在處理程式返回時，重新開始執行被中斷的程式會需要這些狀態。

    3、如果控制從使用者轉移到核心，所有的這些專案都被壓到核心棧中，而不是壓到使用者棧中。

    4、異常處理程式在核心模式下。

  • 異常的類別

    • 中斷：非同步發生，來自處理器外部的I/O裝置的訊號的結果。

    • 陷阱：有意的異常，是執行一條指令的結果。

    • 故障：故障由錯誤情況引起，它可能被故障處理程式修正。

    • 終止：終止是不可恢復的致命錯誤造成的結果，通常是一些硬體錯誤。

    • 異常屬性表：
      

  • Linux/x86-64

    • 除法錯誤：除零，或結果對於目標運算元來說太大。

    • 一般保護故障：程式引用已給未定義的虛擬記憶體區域。

    • 缺頁：重新執行產生故障的指令。

    • 機器檢查：檢測到致命的硬體錯誤。

    • 屬性表：

  • 系統呼叫：C程式用syscall函式可以直接呼叫任何系統呼叫。

程序

• 定義：一個執行中程式的例項

• 程序控制

  • 獲取程序ID：getpid函式返回呼叫程序的PID，gettpid返回的是它的父程序的PID。

      pid_t getpid(void);
      pid_t getppid(void);

• 建立和終止程序：

  • 程序的三種狀態：

    1、執行：程序在CPU中或等待被執行。

    2、終止：程序永遠地停止。

    3、停止：程序的執行被掛起，且不會被排程。

  • fork函式建立一個新的執行的子程序：

      pid_t fork(void);

    呼叫一次，返回兩次。

課上任務

• 參考虛擬碼實現ls的功能，提交程式碼的編譯，執行結果截圖

• 相關知識點：

  • 函式 DIR opendir(const char pathname)，即開啟檔案目錄，返回的就是指向DIR結構體的指標。
  • 通過readdir函式讀取到的檔名儲存在結構體dirent的d_name成員中。

  • 參考了上學期Java學習搭檔的程式碼如下：
    

  • 執行結果：
    

• 實現ls -l 的功能，提交測試截圖

• 相關知識點：

  • dirent結構體：
    

  • stat結構體：
    

執行截圖：