Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 2)

Доступ к адресному пространству процесса

Служебным процедурам системных вызовов часто бывает необходимо читать или записывать данные, хранящиеся в адресном пространстве процесса. Linux предоставляет набор макросов, облегчающих эту задачу. Мы опишем два из них: get user о и put user о. Первым можно воспользоваться для чтения одного, двух или четырех байтов по указанному адресу, а вторым — для записи данных, имеющих эти размеры.

Каждая из этих функций принимает два аргумента, передаваемое значение х и переменную ptr. Второй параметр также определяет количество пересылаемых байтов. Так, в вызове get_user (x,ptr) размер переменной, на которую указывает ptr, заставляет функцию расшириться в одну из ассемблерных
функций get_user_l , get_user_2 ИЛИ get_user_4 . Рассмотрим, например, функцию get_user_2 :
get_user_2:
addl $1, еах jc bad_get_user
movl $0xffffe000, edx / or OxfffffOOO for 4-KB stacks / andl esp, edx cmpl 24(edx), eax jae bad_get_user 2: movzwl -l(eax), edx xorl eax, eax ret bad_get_user:xorl edx, edx
movl $-ЕFAULT, еах ret

Регистр еах содержит адрес ptr первого байта, который следует прочитать. Первые шесть инструкций фактически выполняют те же проверки, что и макрос access oko: они позволяют убедиться, что у двух считываемых байтов адреса меньше, чем 4 Гбайт, и меньше значения в поле addr iimit.seg процесса current. (Это поле имеет смещение 24 в структуре thread info процесса current, которое фигурирует в первом операнде инструкции cmpi.)
Если адреса являются допустимыми, функция выполняет инструкцию movzwi, чтобы сохранить считываемые данные в двух младших байтах регистра edx и обнулить старшие байты этого регистра. Затем она записывает в регистр еах код возврата 0 и завершает работу. Если же адреса недопустимы, функция очищает регистр edx, записывает в регистр еах значение -еfault и заканчивает работу.

Макрос put user (x,ptr) аналогичен макросу, описанному ранее, с той разницей, что он записывает значение х в адресное пространство процесса, начиная с адреса ptr. В зависимости от размера х он вызывает либо макрос
put_user_asm (размер 1, 2 ИЛИ 4 байта), либо макрос put_user_u64
(размер 8 байтов). Оба макроса возвращают 0 в регистре еах, если запись прошла успешно, или -efault в противном случае.

Для доступа к адресному пространству процесса из режима ядра существует несколько других функций; они перечислены в табл. 10.1. Обратите внимание, что многие из них имеют версию с двумя символами подчеркивания в начале имени. Версии без такого префикса работают дольше, поскольку проверяют допустимость запрошенного интервала линейных адресов, а версии с префиксом обходят эту проверку. Когда ядро должно многократно обращаться к одной и той же области памяти в адресном пространстве процесса, гораздо эффективнее выполнить одну проверку адреса в самом начале, а затем обращаться к области без дальнейших проверок.