一，内核错误码
在调用内核api发生异常时通常会返回一个负数值，不同的出错情况，负数值也不同，这些数值就是内核中预定义的错误码(errno)，了解这些错误码的含义可以让我们推测出错的原因，从而提高开发效率。
errno-base.h中定义了内核中常见的错误码：
/*
* kernel version: linux-4.9.13
* File path: include/uapi/asm-generic/errno-base.h
*/
#ifndef _ASM_GENERIC_ERRNO_BASE_H
#define _ASM_GENERIC_ERRNO_BASE_H
#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 */
#endif
二，内核错误指针
通常如果一个函数返回值是指针类型，在调用出错的情况下会返回NULL指针，但Linux内核对指针返回值作了更精妙的处理，使其与错误码相关联，从而让出错情况能通过返回的指针体现出来。在内核中，有以下三种指针：
1.有效指针
2.空指针(NULL)
3.错误指针
其中错误指针被定义为指向内核空间保留区域（addr：0xffff000~0xffffffff， size: 4K）的指针。
在有限的内核空间内，最后一页4K大小的地址被保留，并和内核定义的系列错误码相关联，指示了对应的出错情况，如果一个指针指向该页地址范围即被定义为错误指针。内核提供了错误指针相关的api：
/*
* kernel version: linux-4.9.13
* File path: include/linux/err.h
*/
......
#define MAX_ERRNO 4095
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((unsigned long)(void *)(x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
/* 将错误码转为错误指针 */
static inline void * __must_check ERR_PTR(long error)
{
return (void *) error;
}
/* 将错误指针转为错误码 */
static inline long __must_check PTR_ERR(__force const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
/* 判断指针是否为错误指针 */
static inline bool __must_check IS_ERR(__force const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
static inline bool __must_check IS_ERR_OR_NULL(__force const void *ptr)
{
return unlikely(!ptr) || IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
......
内联函数IS_ERR()，用来判断指针是否错误，将其一一展开：
IS_ERR(ptr)
|
IS_ERR_VALUE(ptr)
|
unlikely((unsigned long)(void *)(x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
|
unlikely((unsigned long)(void *)(x) >= (unsigned long)-4095)
表达式(unsigned long)-4095的值就是0xfffff000，如果一个指针指向内核空间保留
区域（0xfffff000~0xffffffff），IS_ERR()将返回flase，该指针即错误指针。
内联函数PTR_ERR()与ERR_PTR()，提供错误指针与错误码相互转换的功能，涉及到类型强制转换，错误指针指向地址范围为0xfffff000~0xffffffff，因此转成错误码范围为-4096~-1。
在内核开发中，如果调用返回值为指针的函数，出错判断条件不能简单地写为“if (ptr == NULL)”，正确的做法是先使用IS_ERR()或者IS_ERR_OR_NULL()判断指针返回值，然后再用PTR_ERR()将错误指针转为错误码，最后执行相应的出错处理。例如字符设备驱动开发中常见的device_create()函数，应该使用如下出错判断及处理：
dev = device_create(class, NULL, devno, NULL, DEVICE_NAME);
if (IS_ERR(dev)) {
errno = PTR_ERR(dev);
return errno;
}