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linux內(nèi)核中的IS_ERR

作者： 時間：2016-11-22 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
在看內(nèi)核源碼的時候，經(jīng)常會遇到IS_ERR，比如在linux/arch/arm/kernel/sys_arm.c中

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/319992.htm
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print?
  1. asmlinkageintsys_execve(char__user*filenamei,char__user*__user*argv,
  2. char__user*__user*envp,structpt_regs*regs)
  3. {
  4. interror;
  5. char*filename;
  8. filename=getname(filenamei);
  9. error=PTR_ERR(filename);
  10. if(IS_ERR(filename))
  11. gotoout;
  12. error=do_execve(filename,argv,envp,regs);
  13. putname(filename);
  14. out:
  15. returnerror;
  16. }
IS_ERR宏定義在include/linux/err.h，如下所示：

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print?
  1. #ifndef_LINUX_ERR_H
  2. #define_LINUX_ERR_H
  4. #include
  6. #include
  8. /*
  9. *Kernelpointershaveredundantinformation,sowecanusea
  10. *schemewherewecanreturneitheranerrorcodeoradentry
  11. *pointerwiththesamereturnvalue.
  12. *
  13. *Thisshouldbeaper-architecturething,toallowdifferent
  14. *errorandpointerdecisions.
  15. */
  16. #defineIS_ERR_VALUE(x)unlikely((x)>(unsignedlong)-1000L)
  18. staticinlinevoid*ERR_PTR(longerror)
  19. {
  20. return(void*)error;
  21. }
  23. staticinlinelongPTR_ERR(constvoid*ptr)
  24. {
  25. return(long)ptr;
  26. }
  28. staticinlinelongIS_ERR(constvoid*ptr)
  29. {
  30. returnIS_ERR_VALUE((unsignedlong)ptr);
  31. }
  33. #endif/*_LINUX_ERR_H*/
下面我們就來具體分析一下這段代碼，看看內(nèi)核中的巧妙設(shè)計思路。

要想明白IS_ERR()，首先理解要內(nèi)核空間。所有的驅(qū)動程序都是運行在內(nèi)核空間，內(nèi)核空間雖然很大，但總是有限的，而在這有限的空間中，其最后一個page是專門保留的，也就是說一般人不可能用到內(nèi)核空間最后一個page的指針。換句話說，你在寫設(shè)備驅(qū)動程序的過程中，涉及到的任何一個指針，必然有三種情況：

  1. 有效指針；
  2. NULL，空指針；
  3. 錯誤指針，或者說無效指針。

而所謂的錯誤指針就是指其已經(jīng)到達(dá)了最后一個page，即內(nèi)核用最后一頁捕捉錯誤。比如對于32bit的系統(tǒng)來說，內(nèi)核空間最高地址0xffffffff，那么最后一個page就是指的0xfffff000~0xffffffff(假設(shè)4k一個page)，這段地址是被保留的。內(nèi)核空間為什么留出最后一個page？我們知道一個page可能是4k，也可能是更多，比如8k，但至少它也是4k，所以留出一個page出來就可以讓我們把內(nèi)核空間的指針來記錄錯誤了。內(nèi)核返回的指針一般是指向頁面的邊界(4k邊界)，即ptr & 0xfff == 0。如果你發(fā)現(xiàn)你的一個指針指向這個范圍中的某個地址，那么你的代碼肯定出錯了。IS_ERR()就是判斷指針是否有錯，如果指針并不是指向最后一個page，那么沒有問題；如果指針指向了最后一個page，那么說明實際上這不是一個有效的指針，這個指針里保存的實際上是一種錯誤代碼。而通常很常用的方法就是先用IS_ERR()來判斷是否是錯誤，然后如果是，那么就調(diào)用PTR_ERR()來返回這個錯誤代碼。因此，判斷一個指針是不是有效的，可用如下的方式：

#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) > (unsigned long)-1000L)

(unsigned long)-1000L 應(yīng)該為 (unsigned long)-0x1000L!(因為 -0x1000 才是 0xFFFFF000)，這應(yīng)該是內(nèi)核的一個bug吧！在2.6.30.4的內(nèi)核中是這樣定義的：

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  1. #defineMAX_ERRNO4095
  2. #defineIS_ERR_VALUE(x)unlikely((x)>=(unsignedlong)-MAX_ERRNO)

即判斷是不是在（0xfffff000，0xffffffff)之間，因此，可以用IS_ERR()來判斷內(nèi)核函數(shù)的返回值是不是一個有效的指針。注意這里用unlikely()的用意！

至于PTR_ERR(), ERR_PTR()，只是強制轉(zhuǎn)換以下而已。現(xiàn)在應(yīng)該知道為什么我寫返回錯誤碼的時候也加個負(fù)號如 -ENOSYS這樣子了。而PTR_ERR()只是返回錯誤代碼，也就是提供一個信息給調(diào)用者，如果你只需要知道是否出錯，而不在乎因為什么而出錯，那你當(dāng)然不用調(diào)用PTR_ERR()了。

而我們的錯誤碼的值在內(nèi)存中定義都是這樣的(asm-generic/errno-base.h)：

[plain]view plaincopy
print?
  1. ......
  2. #defineEPERM1/*Operationnotpermitted*/
  3. #defineENOENT2/*Nosuchfileordirectory*/
  4. #defineESRCH3/*Nosuchprocess*/
  5. #defineEINTR4/*Interruptedsystemcall*/
  6. #defineEIO5/*I/Oerror*/
  7. #defineENXIO6/*Nosuchdeviceoraddress*/
  8. #defineE2BIG7/*Argumentlisttoolong*/
  9. #defineENOEXEC8/*Execformaterror*/
  10. #defineEBADF9/*Badfilenumber*/
  11. #defineECHILD10/*Nochildprocesses*/
  12. #defineEAGAIN11/*Tryagain*/
  13. #defineENOMEM12/*Outofmemory*/
  14. #defineEACCES13/*Permissiondenied*/
  15. #defineEFAULT14/*Badaddress*/
  16. #defineENOTBLK15/*Blockdevicerequired*/
  17. #defineEBUSY16/*Deviceorresourcebusy*/
  18. #defineEEXIST17/*Fileexists*/
  19. #defineEXDEV18/*Cross-devicelink*/
  20. #defineENODEV19/*Nosuchdevice*/
  21. #defineENOTDIR20/*Notadirectory*/
  22. #defineEISDIR21/*Isadirectory*/
  23. #defineEINVAL22/*Invalidargument*/
  24. #defineENFILE23/*Filetableoverflow*/
  25. #defineEMFILE24/*Toomanyopenfiles*/
  26. #defineENOTTY25/*Notatypewriter*/
  27. #defineETXTBSY26/*Textfilebusy*/
  28. #defineEFBIG27/*Filetoolarge*/
  29. #defineENOSPC28/*Nospaceleftondevice*/
  30. #defineESPIPE29/*Illegalseek*/
  31. #defineEROFS30/*Read-onlyfilesystem*/
  32. #defineEMLINK31/*Toomanylinks*/
  33. #defineEPIPE32/*Brokenpipe*/
  34. #defineEDOM33/*Mathargumentoutofdomainoffunc*/
  35. #defineERANGE34/*Mathresultnotrepresentable*/
  36. ........
如果指針指向了最后一個page，那么說明實際上這不是一個有效的指針。這個指針里保存的實際上是一種錯誤代碼。而通常很常用的方法就是先用IS_ERR()來判斷是否是錯誤，然后如果是，那么就調(diào)用PTR_ERR()來返回這個錯誤代碼。

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