7.2. Исключения

Источниками исключений являются три типа событий:

• генерируемые программой исключения,
• исключения машинного контроля (Pentium+),
• обнаруженные процессором ошибки в программе.

Инструкции INTO (проверка на переполнение), INT3 (контрольная точка) и BOUND (проверка границ массива) позволяют программе контролировать определенные условия в заданных точках программы и генерировать программные исключения. Следует отметить, что попытка вызвать обработчик исключения при помощи инструкции INT n (за исключением перечисленных выше инструкций) не является исключением и может привести к аварийному завершению программы, если соответствующее исключение должно генерировать код ошибки.

Процессоры Pentium+ предоставляют зависящий от реализации механизм контроля операций внутри чипа и транзакций на шине процессора, называемый машинным контролем. Если при выполнении машинного контроля возникает ошибка, генерируется исключение #18.

Исключения процессора в зависимости от способа генерации и возможности рестарта вызвавшей исключение команды подразделяются на нарушения, ловушки и аварии.

Нарушение (отказ) - это исключение, которое обнаруживается либо перед исполнением, либо во время исполнения команды. При этом процессор переходит в состояние, позволяющее осуществить рестарт команды. В качестве адреса возврата в стек обработчика заносится адрес вызвавшей исключение команды.

Ловушка возникает на границе команд сразу же после команды, вызвавшей это исключение. Значения регистров CS и EIP, заносимые в стек обработчика, указывают на очередную команду. Например, если ловушка сработала на команде JMP, то в стеке запоминаются значения регистров CS и EIP, указывающие на адресат команды JMP.

В некоторых случаях для ловушек и нарушений невозможен рестарт команды, например, если один из операндов расположен ниже текущего указателя стека, т.е. по адресу памяти меньше, чем вершина стека.

Авария не позволяет осуществить рестарт программы, и зачастую нельзя точно локализовать команду, вызвавшую это исключение. Исключения типа "авария" генерируются при обнаружении серьезных ошибок, таких как неразрешенные или несовместимые значения в системных таблицах или аппаратные сбои.

Типичным случаем аварии является исключение #8 "двойная ошибка". Двойная ошибка происходит, когда процессор пытается обработать исключение, а его обработчик генерирует еще одно исключение. Для некоторых исключений процессор не генерирует двойную ошибку, такие исключения называют "легкими": 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 14 и 16. Только ошибки деления (исключение #0) и сегментные исключения (10, 11, 12, 13), называемые "тяжелыми", могут вызвать двойную ошибку. Таким образом, получение исключения "неприсутствие сегмента" во время обработки исключения отладки не приведет к двойной ошибке, в то время как ошибка сегмента, происходящая во время обработки ошибки деления на нуль, приведет к исключению #8.

Если при попытке вызвать обработчик исключения #8 возникает ошибка, процессор переходит в режим отключения (shutdown mode). Вывести из этого режима процессор могут только аппаратные сигналы: NMI#, SMI#, RESET# или INIT#. Обычно чипсет, обнаружив на шине процессора цикл отключения, инициирует аппаратный сброс.

Если на границе инструкции обнаруживается, что требуется обработка более одного прерывания или исключения, процессор обрабатывает прерывание или исключение с наивысшим приоритетом. Исключения с низким приоритетом снимаются, а прерывания с низким приоритетом откладываются. Снятые исключения могут быть потом снова сгенерированы при возврате из обработчика.

Приоритеты событий:

Назначение прерываний и исключений: