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	 > 嵌入式系統 > 設計應用 > linux內核中的get_user和put_user
        
    
        

        

        


	
	
	

        
	
        
		
        
			
        linux內核中的get_user和put_user
        
						
        
				作者：
				時間：2016-11-22
				來源：網絡

							
				
				
				
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			內核版本：2.6.14
        CPU平臺：arm
        本文引用地址：http://www.104case.com/article/201611/319994.htm
        在內核空間和用戶空間交換數據時，get_user和put_user是兩個兩用的函數。相對于copy_to_user和copy_from_user(將在另一篇博客中分析)，這兩個函數主要用于完成一些簡單類型變量(char、int、long等)的拷貝任務，對于一些復合類型的變量，比如數據結構或者數組類型，get_user和put_user函數還是無法勝任，這兩個函數內部將對指針指向的對象長度進行檢查，在arm平臺上只支持長度為1，2，4，8的變量。下面我具體分析，首先看get_user的定義(linux/include/asm-arm/uaccess.h)：
        [plain]view plaincopy
        print?
        1. externint__get_user_1(void*);
        2. externint__get_user_2(void*);
        3. externint__get_user_4(void*);
        4. externint__get_user_8(void*);
        5. externint__get_user_bad(void);
        7. #define__get_user_x(__r2,__p,__e,__s,__i...)
        8. __asm____volatile__(
        9. __asmeq("%0","r0")__asmeq("%1","r2")//進行判斷(#define__asmeq(x,y)".ifnc"x","y";.err;.endifnt")
        10. "bl__get_user_"#__s//根據參數調用不同的函數，此時r0=指向用戶空間的指針，r2=內核空間的變量
        11. :"=&r"(__e),"=r"(__r2)
        12. :"0"(__p)
        13. :__i,"cc")
        15. #defineget_user(x,p)
        16. ({
        17. constregistertypeof(*(p))__user*__pasm("r0")=(p);//__p的數據類型和*(p)的指針數據類型是一樣的，__p=p，且存放在r0寄存器中
        18. registertypeof(*(p))__r2asm("r2");//__r2的數據類型和*(p)的數據類型是一樣的，且存放在r2寄存器中
        19. registerint__easm("r0");//定義__e，存放在寄存器r0，作為返回值
        20. switch(sizeof(*(__p))){//對__p所指向的對象長度進行檢查，并根據長度調用響應的函數
        21. case1:
        22. __get_user_x(__r2,__p,__e,1,"lr");
        23. break;
        24. case2:
        25. __get_user_x(__r2,__p,__e,2,"r3","lr");
        26. break;
        27. case4:
        28. __get_user_x(__r2,__p,__e,4,"lr");
        29. break;
        30. case8:
        31. __get_user_x(__r2,__p,__e,8,"lr");
        32. break;
        33. default:__e=__get_user_bad();break;//默認處理
        34. }
        35. x=__r2;
        36. __e;
        37. })
        上面的源碼涉及到gcc的內聯匯編，不太了解的朋友可以參考前面的博客(http://blog.csdn.net/ce123/article/details/8209702)。繼續，跟蹤__get_user_1等函數的執行，它們的定義如下(linux/arch/arm/lib/getuser.S)。
        [plain]view plaincopy
        print?
        1. .global__get_user_1
        2. __get_user_1:
        3. 1:ldrbtr2,[r0]
        4. movr0,#0
        5. movpc,lr
        7. .global__get_user_2
        8. __get_user_2:
        9. 2:ldrbtr2,[r0],#1
        10. 3:ldrbtr3,[r0]
        11. #ifndef__ARMEB__
        12. orrr2,r2,r3,lsl#8
        13. #else
        14. orrr2,r3,r2,lsl#8
        15. #endif
        16. movr0,#0
        17. movpc,lr
        19. .global__get_user_4
        20. __get_user_4:
        21. 4:ldrtr2,[r0]
        22. movr0,#0
        23. movpc,lr
        25. .global__get_user_8
        26. __get_user_8:
        27. 5:ldrtr2,[r0],#4
        28. 6:ldrtr3,[r0]
        29. movr0,#0
        30. movpc,lr
        32. __get_user_bad_8:
        33. movr3,#0
        34. __get_user_bad:
        35. movr2,#0
        36. movr0,#-EFAULT
        37. movpc,lr
        39. .section__ex_table,"a"
        40. .long1b,__get_user_bad
        41. .long2b,__get_user_bad
        42. .long3b,__get_user_bad
        43. .long4b,__get_user_bad
        44. .long5b,__get_user_bad_8
        45. .long6b,__get_user_bad_8
        46. .previous

        這段代碼都是單條匯編指令實現的內存操作，就不進行詳細注解了。如果定義__ARMEB__宏，則是支持EABI的大端格式代碼(http://blog.csdn.net/ce123/article/details/8457491)，關于大端模式和小端模式的詳細介紹，可以參考http://blog.csdn.net/ce123/article/details/6971544。這段代碼在.section __ex_table, "a"之前都是常規的內存拷貝操縱，特殊的地方在于后面定義“__ex_table”section 。
        標號1,2，...，6處是內存訪問指令，如果mov的源地址位于一個尚未被提交物理頁面的空間中，將產生缺頁異常，內核會調用do_page_fault函數處理這個異常，因為異常發生在內核空間，do_page_fault將調用search_exception_tables在“__ex_table”中查找異常指令的修復指令，在上面這段帶面的最后，“__ex_table”section 中定義了如下數據：
        [plain]view plaincopy
        print?
        1. .section__ex_table,"a"
        2. .long1b,__get_user_bad//其中1b對應標號1處的指令，__get_user_bad是1處指令的修復指令。
        3. .long2b,__get_user_bad
        4. .long3b,__get_user_bad
        5. .long4b,__get_user_bad
        6. .long5b,__get_user_bad_8
        7. .long6b,__get_user_bad_8
        當標號1處發生缺頁異常時，系統將調用do_page_fault提交物理頁面，然后跳到__get_user_bad繼續執行。get_user函數如果成果執行則返回1，否則返回-EFAULT。
        put_user用于將內核空間的一個簡單類型變量x拷貝到p所指向的用戶空間。該函數可以自動判斷變量的類型，如果執行成功則返回0，否則返回-EFAULT。下面給出它們的定義(linux/include/asm-arm/uaccess.h)。
        [plain]view plaincopy
        print?
        1. externint__put_user_1(void*,unsignedint);
        2. externint__put_user_2(void*,unsignedint);
        3. externint__put_user_4(void*,unsignedint);
        4. externint__put_user_8(void*,unsignedlonglong);
        5. externint__put_user_bad(void);
        7. #define__put_user_x(__r2,__p,__e,__s)
        8. __asm____volatile__(
        9. __asmeq("%0","r0")__asmeq("%2","r2")
        10. "bl__put_user_"#__s
        11. :"=&r"(__e)
        12. :"0"(__p),"r"(__r2)
        13. :"ip","lr","cc")
        15. #defineput_user(x,p)
        16. ({
        17. constregistertypeof(*(p))__r2asm("r2")=(x);
        18. constregistertypeof(*(p))__user*__pasm("r0")=(p);
        19. registerint__easm("r0");
        20. switch(sizeof(*(__p))){
        21. case1:
        22. __put_user_x(__r2,__p,__e,1);
        23. break;
        24. case2:
        25. __put_user_x(__r2,__p,__e,2);
        26. break;
        27. case4:
        28. __put_user_x(__r2,__p,__e,4);
        29. break;
        30. case8:
        31. __put_user_x(__r2,__p,__e,8);
        32. break;
        33. default:__e=__put_user_bad();break;
        34. }
        35. __e;
        36. })
        __put_user_1等函數的的定義如下(linux/arch/arm/lib/putuser.S)。
        [plain]view plaincopy
        print?
        1. .global__put_user_1
        2. __put_user_1:
        3. 1:strbtr2,[r0]
        4. movr0,#0
        5. movpc,lr
        7. .global__put_user_2
        8. __put_user_2:
        9. movip,r2,lsr#8
        10. #ifndef__ARMEB__
        11. 2:strbtr2,[r0],#1
        12. 3:strbtip,[r0]
        13. #else
        14. 2:strbtip,[r0],#1
        15. 3:strbtr2,[r0]
        16. #endif
        17. movr0,#0
        18. movpc,lr
        20. .global__put_user_4
        21. __put_user_4:
        22. 4:strtr2,[r0]
        23. movr0,#0
        24. movpc,lr
        26. .global__put_user_8
        27. __put_user_8:
        28. 5:strtr2,[r0],#4
        29. 6:strtr3,[r0]
        30. movr0,#0
        31. movpc,lr
        33. __put_user_bad:
        34. movr0,#-EFAULT
        35. movpc,lr
        37. .section__ex_table,"a"
        38. .long1b,__put_user_bad
        39. .long2b,__put_user_bad
        40. .long3b,__put_user_bad
        41. .long4b,__put_user_bad
        42. .long5b,__put_user_bad
        43. .long6b,__put_user_bad
        44. .previous
        put_user函數就不具體分析了。get_user和put_user僅能完成一些簡單類型變量的拷貝任務，后面我們將分析copy_to_user和copy_from_user。				           
				
            
                
			
							
        
                
			              
              
            
        
		
        
		
        
		
        
		
        
		
        
			
          
				
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