【IT168 专稿】众所周知，嵌入式系统强调的是系统健壮性。但当尝试关闭、启动Windows XP Embedded或在Windows XP Embedded运行应用程序时，可能会遇到类似的错误消息：A fatal exception XY has occurred at xxxx:xxxxxxxx。类似的代码常常出现在如遇到对非法指令的访问，访问了无效的数据或代码，操作的权限级别无效等。虽然多数情况下异常是可恢复的，但有时也必须重新启动系统或关机，具体取决于异常的严重性。

  异常处理对于Windows XP Embedded程序开发是极其重要的一环，异常处理的好坏直接关系到系统的健壮性和稳定度。因此,了解和熟悉Windows XP Embedded的异常处理机制对于开发人员来说是必不可少的。近期，我在一个Windows XP Embedded嵌入式项目中就体验到轻视异常处理的惨痛教训。因为异常没有处理好，后果是严重影响系统的健壮性。本文分享在此项目过程中对异常处理的一些经验总结。

1. 什么是Windows XPe异常

  （1）什么是异常

  在Windows XPe运行时常常会出现一些非正常的现象，这种情况称为运行错误。根据其性质可以分为错误和异常。一般来说，最常见的错误有程序进入死循环，内存泄漏等。这种情况下运行的程序本身无法解决，只能通过其它程序干预。而异常是由于CPU执行了某些指令引起的，是程序执行时遇到的非正常情况或意外行为。这种情况不像错误类那样,通常在程序运行时可以解决，由异常代码调整程序运行方向使程序仍可继续运行直至正常结束。

  异常和中断的区别是中断可在任何时候发生，与CPU正在执行什么指令无关。中断主要由I/O设备、处理器时钟或定时器等硬件引发，可以被允许或取消。一般这些情况都可以引发异常：代码或调用的代码（如共享库）中有错误，操作系统资源不可用，公共语言运行库遇到意外情况（如无法验证代码）等等。还有常见的有数组下标越界，算法溢出，除数为零，无效参数等,内核也将系统服务视为异常。

  当意外行为在Windows XPe中发生时，系统将创建一个异常对象并把它抛出给运行时系统（Runtime system），然后运行时系统跳入另一个动作，就是要找到一些代码来处理这个异常。运行时系统会向后搜寻调用堆栈，从错误发生的函数，一直到找到一个包括合适的异常处理器（Exception Handler）的函数。异常处理器的选择被叫做：捕获异常（Catch the exception）。

  （2）什么是异常调用程序

  Windows XPe异常处理器是处理中断的主要组件之一，异常调用处理也是用户程序最基本的一种执行流程，它的性能直接影响着整个系统的可靠性。简单地说，异常调用是把执行权重新由应用程序还给操作系统，因此操作系统内核需要捕捉所有的异常，当操作系统捕获到异常时，也就重新获得CPU。因此，异常调用程序就是能够让系统在出现异常的情况下恢复过来的程序。

  在Windows XP Embedded体系结构上，异常的实现原理和Windows XP一样。当应用程序进行系统调用时，它直接调用的是CoreDLL.DLL中的一个(Wrapper)函数，CoreDLL.DLL会被Windows XPe的所有进程加载。当CoreDLL.DLL发起一个异常时，也叫做软件中断。内核会响应这个软件中断，这时应用程序进程就会被挂起，接下来内核会根据不同的异常中断系统调用，找到具体实现该系统调用的进程（也被叫做PSL，全称是Protected Server Library）。此进程可能是系统内核，也可能不是。如果不是系统内核，那么执行就再次跳转，把执行转到具体实现异常处理的进程去执行。最后，当异常调用处理结束后应用程序再从CoreDLL.DLL的调用处返回，然后继续执行。

  （3）Windows XPe的异常类型

  在Windows XPe平台按优先级可分为：复位(Reset)、数据访问中止(Data abort)、快速中断请求(FIQ)、外部中断请求(IRQ)、指令预取中止(Prefech abort)、软件中断(Software interrupt SWI)、未定义的指令(Undefined instruction)等。其中, Reset仅在复位时发生，其它几种都是在系统运行时发生。