最近在使用filp_open打开文件时遇到到一个问题,当打开一个并不存在的文件时,filp_open返回值值为0xfffffffe,而并不是0(NULL),这是因为内核对返回指针的函数做了特殊处理。内核中的函数常常返回指针,通常如果调用出错,会返回NULL空指针,但linux做了更精妙的处理,能够通过返回的指针体现出来。

对任何一个指针,必然有三种情况:一种是有效指针,一种是NULL,空指针,一种是错误指针,或者说无效指针。而所谓的错误指针就是指其已经到达了最后一个page,比如对于32bit的系统来说,内核空间最高地址0xffffffff,那么最后一个page就是指的0xfffff000~0xffffffff(以4K大小页为例)。这段地址是被保留的,如果超过这个地址,则肯定是错误的。

在linux/err.h中包含了这一机制的处理,主要通过IS_ERR, PTR_ERR, ERR_PTR几个宏。

/*
* Kernel pointers have redundant information, so we can use a
* scheme where we can return either an error code or a dentry
* pointer with the same return value.
*
* This should be a per-architecture thing, to allow different
* error and pointer decisions.
*/
#define MAX_ERRNO 4095
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)

----

/* 将错误号转化为指针,由于错误号在-1000~0间,返回的指针会落在最后一页  */

static inline void *ERR_PTR(long error)
{
return (void *) error;
}
/* 将指针转化为错误号 */
static inline long PTR_ERR(const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
/* 判断返回的指针是错误信息还是实际地址,即指针是否落在最后一页
是实际地址:落在最后一页,返回‘0’
不是实际地址:没有落在最后一页,返回‘1’
*/
static inline long IS_ERR(const void *ptr) //☆☆
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}

所以对于内核中返回的指针,检查错误的方式不是if(!retptr),而是if( IS_ERR(retptr) 或

If( IS_ERR_VALUE(retptr) )。

下面是本人对于IS_ERR函数的理解,不完全是正确的,如果理解有错误,请告之我.

在IS_ERR()函数中(unsigned long)-1000L实际上表示的是0x FFFF F000(因为负数在计算机中是原码的补码加一),在linux中虚拟内存空间的分配,0~3G是给用 户空间的,而3G~4G是给linux内核的,而0xFFFFF000就位于linux内核的虚拟内存空间范围内,从0xFFFFF000到4G间的大小 只有4KB,这实际上也就是一个PAGE_SIZE的大小,这时如果一个指针位于这块4KB的区域,则这个指针也就不可能是一个页面的首地址了,因为这已 经不足以分配一个页面了。

这内核虚拟空间的top 4KB一般是不作为分配空间来使用的。(我没有找到确切的证据是这样的,只是根据后面的分析觉得这块空间保留,其地址范围用来进行错误判断).

如果传递给IS_ERR()函数的参数是一个页面的首地址指针,那么必然是一个错误指针
    IS_ERR()也可以用来检测一个错误码,这就是与ERR_PTR()配合使用了,看下面一小段代码:(kernel/fs/namespace.c/sys_mount())

asmlinkage long sys_mount(char * dev_name, char * dir_name, char * type,unsigned long flags, void * data)
{
int retval;
....
char *dir_page;
.... dir_page = getname(dir_name);
retval = PTR_ERR(dir_page);
if (IS_ERR(dir_page))
goto out1; ....
}

getname()返回有可能是一个分配的页面的首地址,也有可能因为内存不足返回ERR_PTR(-ENOMEM);先看返回是页面首地址的情况,接着 通过PTR_ERR()将这个指针类型的地址转化成为一个整型,再通过IS_ERR()来判断是否是一个有效的页面首地址,这跟前面分析的一样.
    再接下来看一下,如果返回的是错误码的情况,ENOMEM在kernel/include/asm-*/error.h中定义的值是12,经过 ERR_PTR(-ENOMEM)返回则成了指针类型,指向0xFFFFFFF4,就指针而言它是指向虚拟内核空间的top4KB空间,再通过 IS_ERR()判断返回的是false。

在linux中我们看到错误码ERRCODE的值从1~??,这个??不太可能大于4KB的,所以通过ERR_PTR(-ERRCODE),则映射到了虚 拟内核空间的top4KB(0xFFFFF000~4G)去了,再通过IS_ERR()即可检测出"is error"!

综上述,IS_ERR()可以检测页面首地址是否有效,也可以检测出错误码.

IS_ERR()有一些妙处。
内核中的函数常常返回指针,问题是如果出错,也希望能够通过返回的指针体现出来。
所幸的是,内核返回的指针一般是指向页面的边界(4K边界),即

ptr & 0xfff == 0

这样ptr的值不可能落在(0xfffff000,0xffffffff)之间,
而一般内核的出错代码也是一个小负数,在-1000到0之间,转变成unsigned long,
正好在(0xfffff000,0xffffffff)之间。因此可以用

(unsigned long)ptr > (unsigned long)-1000L

来判断内核函数的返回值是一个有效的指针,还是一个出错代码。

涉 及到的任何一个指针,必然有三种情况,一种是有效指针,一种是NULL,空指针,一种是错误指针,或者说无效指针.而所谓的错误指针就是指其已经到达了最 后一个page.比如对于32bit的系统来说,内核空间最高地址0xffffffff,那么最后一个page就是指的 0xfffff000~0xffffffff(假设4k一个page).这段地址是被保留的,如果超过这个地址,则肯定是错误的。
Linux内核中,出错有多种可能:
include/asm-generic/errno-base.h文件:

#define EPERM            1      /* Operation not permitted */

#define ENOENT           2      /* No such file or directory */

#define ESRCH            3      /* No such process */

#define EINTR            4      /* Interrupted system call */

#define EIO              5      /* I/O error */

#define ENXIO            6      /* No such device or address */

#define E2BIG            7      /* Argument list too long */

#define ENOEXEC          8      /* Exec format error */

#define EBADF            9      /* Bad file number */

#define ECHILD          10      /* No child processes */

#define EAGAIN          11      /* Try again */

#define ENOMEM          12      /* Out of memory */

#define EACCES          13      /* Permission denied */

#define EFAULT          14      /* Bad address */

#define ENOTBLK         15      /* Block device required */

#define EBUSY           16      /* Device or resource busy */

#define EEXIST          17      /* File exists */

#define EXDEV           18      /* Cross-device link */

#define ENODEV          19      /* No such device */

#define ENOTDIR         20      /* Not a directory */

#define EISDIR          21      /* Is a directory */

#define EINVAL          22      /* Invalid argument */

#define ENFILE          23      /* File table overflow */

#define EMFILE          24      /* Too many open files */

#define ENOTTY          25      /* Not a typewriter */

#define ETXTBSY         26      /* Text file busy */

#define EFBIG           27      /* File too large */

#define ENOSPC          28      /* No space left on device */

#define ESPIPE          29      /* Illegal seek */

#define EROFS           30      /* Read-only file system */

#define EMLINK          31      /* Too many links */

#define EPIPE           32      /* Broken pipe */

#define EDOM            33      /* Math argument out of domain of func */

#define ERANGE          34      /* Math result not representable */

而出错时,往往返回的是-EBUSY,-EINVAL,-ENODEV,-EPIPE,-EAGAIN,-ENOMEM等等,可以看到,这个值实际上是在-1000~0之间的。

对于一个返回指针的函数,我们通常返回NULL表示失败,但是这不能指出那种失败(内存不足?硬件错误还是网络不可达?)
所以返回的时候用ERR_PTR(-ENOME) 等就可以判断,因为这个指针显然不合法
参考 include/iinux/err.h

IS_ERR、PTR_ERR、ERR_PTR的更多相关文章

  1. linux内核中的IS_ERR()、PTR_ERR()、ERR_PTR()

    IS_ERR宏定义在include/linux/err.h,如下所示: #define MAX_ERRNO 4095 //判断x是不是在(0xfffff000,0xffffffff)之间,注意这里用u ...

  2. Non Lasting Storage File System、procfs、sysfs

    catalog . 引言 . proc文件系统 . 简单的文件系统 . sysfs 0. 引言 传统上,文件系统用于在块设备上持久存储数据,但也可以使用文件系统来组织.提供.交换并不存储在块设备上的信 ...

  3. Linux Process/Thread Creation、Linux Process Principle、sys_fork、sys_execve、glibc fork/execve api sourcecode

    相关学习资料 linux内核设计与实现+原书第3版.pdf(.3章) 深入linux内核架构(中文版).pdf 深入理解linux内核中文第三版.pdf <独辟蹊径品内核Linux内核源代码导读 ...

  4. Ext FileSystem Family、Ext2、Ext3

    catalog . 简介 . Ext2文件系统 . Ext3文件系统 . 小结 1. 简介 VFS虚拟文件系统接口和数据结构构成了一个框架,各个文件系统的实现都必须在框架内运转,但这并不要求每个文件系 ...

  5. 对于Linux内核执行过程的理解(基于fork、execve、schedule等函数)

    382 + 原创作品转载请注明出处 + https://github.com/mengning/linuxkernel/ 一.实验环境 win10 -> VMware -> Ubuntu1 ...

  6. coredump配置、产生、分析以及分析示例

    关键词:coredump.core_pattern.coredump_filter等等. 应用程序在运行过程中由于各种异常或者bug导致退出,在满足一定条件下产生一个core文件. 通常core文件包 ...

  7. Linux Kernel(Android) 加密算法总结(一)(cipher、compress、digest)

    1. Linux内核支持哪些加密算法 ? 内核支持的加密算法非常多,包含: 对称加密算法.如AES,3DES. 对称password体制的发展趋势将以分组password为重点. 分组password ...

  8. javascript中的Array对象 —— 数组的合并、转换、迭代、排序、堆栈

    Array 是javascript中经常用到的数据类型.javascript 的数组其他语言中数组的最大的区别是其每个数组项都可以保存任何类型的数据.本文主要讨论javascript中数组的声明.转换 ...

  9. vmware里面的名词 vSphere、vCenter Server、ESXI、vSphere Client

    vmware里面的名词 vSphere.vCenter Server.ESXI.vSphere Client vSphere.vCenter Server.ESXI.vSphere Client VS ...

随机推荐

  1. vim中执行shell命令小结

    vim中执行shell命令,有以下几种形式 1):!command 不退出vim,并执行shell命令command,将命令输出显示在vim的命令区域,不会改变当前编辑的文件的内容 例如:!ls -l ...

  2. left join 过滤条件写在on后面和写在where 后面的区别

    create table t1(id int, feild int);insert into t1 values(1 , 1);insert into t1 values(1 , 2);insert ...

  3. Careercup - Facebook面试题 - 6321181669982208

    2014-05-02 09:40 题目链接 原题: Given a number N, write a program that returns all possible combinations o ...

  4. HTTP 错误 404.3 - Not Found由于扩展配置问题而无法提供您请求的页面。如果该页面是脚本,请添加处理程序。如果应下载文件,请添加 MIME 映射

    出现此错误可能是在安装IIS服务器的时候没有勾选“应用程序开发”, 解决方法如下: 就像安装IIS一样的步骤. 选择web服务器(IIS)后,再选择“应用程序开发”  选择asp.net  以及 服务 ...

  5. 原生JS实现苹果菜单

    今天分享下用原生JS实现苹果菜单效果,这个效果的重点有以下几点 图标中心点到鼠标的距离的算法 利用比例计算图标的宽度 代码地址:https://github.com/peng666/blogs/blo ...

  6. 1502: [NOI2005]月下柠檬树 - BZOJ

    Description Input 文件的第1行包含一个整数n和一个实数alpha,表示柠檬树的层数和月亮的光线与地面夹角(单位为弧度).第2行包含n+1个实数h0,h1,h2,…,hn,表示树离地的 ...

  7. 2729:[HNOI2012]排队 - BZOJ

    题目描述 Description某中学有n 名男同学,m 名女同学和两名老师要排队参加体检.他们排成一条直线,并且任意两名女同学不能相邻,两名老师也不能相邻,那么一共有多少种排法呢?(注意:任意两个人 ...

  8. BZOJ1692: [Usaco2007 Dec]队列变换

    1692: [Usaco2007 Dec]队列变换 Time Limit: 5 Sec  Memory Limit: 64 MBSubmit: 594  Solved: 246[Submit][Sta ...

  9. css文件都写在一个里面还是每个页面都引用单独的css样式好?

    因为网站比较小,外加网站页面有很多重复构件,决定采用“构件复用”搭建网页,但是遇到了一个问题.因为虽然有共同的css,但是每个页面或多或少都有独立的样式控制,到底是写在同一个css还是分离看上去清楚一 ...

  10. uva 10651

    DP  主要是位运算的运用  因为只有12位 用一个数字代表一种装态 记忆化搜索 节约时间 /***************************************************** ...