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一、异常控制流（ECF)
现代系统通过使控制流发生突变来对这些情况做出反应。一般而言，我们把这些突变称为异常控制流（Exceptional Control Flow,ECF）。
ECF是操作系统用来实现I/O、进程和虚拟内存的基本机制。应用程序通过使用陷阱(trap)或者系统调用(system call)的ECF形式，向操作系统请求服务（比如向磁盘写入数据、创建一个新进程、终止当前进程，都是通过系统调用来实现的）。
二、异常
异常是异常控制流的一种形式，它一部分由硬件实现，一部分由操作系统实现。
异常（exception）就是控制流中的突变，用来响应处理器状态中的某些变化。
状态变化称为事件（event）。事件的发生可能和当前指令的执行直接相关。比如，发生虚拟内存缺页、算数溢出，或者一条指令试图除以0。事件也可能和当前指令的执行没有关系。比如，一个系统定时器产生信号或者一个I/O请求完成。
系统中可能的每种异常都分配一个唯一的非负整数的异常号，并且每个异常号都对应了对应异常的处理程序。异常处理程序都存储在异常表中，通过唯一的异常号可以在异常表中查找对应的异常处理程序。
异常表的起始位置放在一个叫做异常表基址寄存器的特殊CPU寄存器中，异常号是到异常表中的索引。
在IA-32（也就是32位Linux系统中） ，这个异常表是 IDT (Interrupt Descriptor Table )，异常表的起始位置放在IDTR (IDT register)。在IDT中有256种不同的异常类型，具体如下：
三、异常的类别
异常可以分为四类：中断（interrupt） 、陷阱（trap) 、故障（fault) 、终止（abort） 。
3.1 中断
中断的概念
CPU在执行指令时，收到某个中断信号转而去执行预先设定好的代码，然后再返回到原指令流中继续执行，这就是中断机制。
其实举个例子来说：就是你写着作业呢，你舍友在蹲坑给你打个电话让你拿个卫生纸（发生事件），你保存下当前写的作业的状态（保存现场），然后给舍友去送纸（处理中断），送完回来继续接着写作业（恢复现场）。
中断包括可屏蔽中断 和不可屏蔽中断 。可屏蔽中断（EFLAG 寄存器中的IF 位为0 ）就是该中断可以被CPU屏蔽不管，也可以等待当前指令执行完然后再处理该中断。可屏蔽中断一般用于优先级较低的中断，一般来自IO设备。不可屏蔽中断（EFLAG 寄存器中的IF 位为1）是需要CPU立即处理该事务，不可屏蔽中断发生时，将当前的指令和状态（各个寄存器的值）存储在栈中，方便CPU处理完中断后继续恢复中断前的工作。
中断信号由外部硬件产生，并且中断是异步的，也就是说CPU不知道什么时候会产生中断，所以CPU每次取指前都要查看一下中断引脚查看是否有中断产生。
在IA-32架构中，中断产生后会通过中断号选择对应的中断处理程序，执行预先设计好处理该中断的代码，处理完成后再返回。
中断基本流程
异常的流程和中断的流程大差不差，只有一些细节不一样。
- 响应中断
系统要求中断请求信号一直保持到CPU对其进行中断响应为止。CPU每次取指前都会查看一下中断引脚如果有有效值，并且IF=1（不可屏蔽中断），CPU就会向发送中断信号的外设发送一个低电平有效的电信号，表示已经收到了你的中断信号。
- 关中断
如果中断处理程序在保存现场的过程中产生了新的中断，一些还没来得及被保存的信息可能会被破坏。因此，必须在此过程中屏蔽外部中断。CPU自动将状态标志寄存器FR或EFR的内容压入堆栈保护起来，然后将FR或EFR中的中断标志位IF与陷阱标志位TF清零，从而自动关闭外部硬件中断。
- 保护断点
保护断点就是将CS和IP/EIP的当前值压入堆栈保存，为了中断处理完毕后能够继续执行中断前的下一个指令。
- 识别并跳转到对应的中断处理程序
在IA-32中，CPU会通过中断号在IDT（中断向量表）中找到对应的中断处理程序。
- 中断处理上下部
进入中断后，当前系统处于关中断，也就是其他所有的代码都在等待当前中断处理完成，所以需要当前中断处理的要快。但是有的时候中断处理的工作量并不小，那要怎么办呢。就是将中断分为上下部，上部紧急需要立即处理完的，但是该中断也有不紧急的部分就分为下部，下部进入调度，可以以后再做，因为下部不是很着急做。
- 恢复现场
恢复中断前各个寄存器的值。
- 中断返回
栈中弹出CS和IP/EIP中断前的值，执行中断前的下一条指令。
3.2 陷阱
陷阱是有意的异常，是执行一条指令的结果。陷阱最重要的用途 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。
用户程序经常需要向内核请求服务，比如读一个文件(read)、创建一个新的进程(fork)、加载一个新的程序(execve)，或者终止当前进程(exit)。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，当用户程序想要请求服务n时，可以执行这条指令。执行 syscall 指令会导致一个到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。
3.3 故障
故障由错误情况引起，它可能能够被故障处理程序修正。当故障发生时，处理器将控制转移给故障处理程序。如果处理程序能够修正这个错误情况，它就将控制返回到引起故障的指令，从而重新执行它。否则，处理程序返回到内核中的 abort 例程，abort 例程会终止故障引起的应用程序。
故障的经典例子是缺页异常。
3.4 终止
终止是不可恢复的致命错误造成的结果，通常是一些硬件错误，比如DRAM或者SRAM位被损坏时发生的奇偶错误。终止程序从不将控制返回给应用程序。处理程序将控制返回给一个 abort 例程，该例程会终止这个应用程序。
