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为什么linux内核函数出现错误,返回值是一个负数

发布时间:2017-04-28 10:07:40来源:linux网站作者:liusirboke
该疑问出现与我看《Linux内核设计与实现》这本书的12.3.2这节中下面一段代码:
page = __get_free_pages(GFP_KERNEL,3);
if (!page){
/*没有足够的内存:你必须处理这种错误!*/
return -ENOMEM;
}
 
1.如何理解函数返回指针
内核中的函数通常以返回指针的形式来传递调用函数后执行的结果,返回值指针有三种结果:
(1)调用成功则返回一个有效指针
(2)调用失败返回NULL,例如malloc、kmalloc、vmalloc
(3)调用失败返回错误信息指针(无效指针)
我们就是通过这个错误指针来传递有关错误的信息。
 
2.怎么通过错误信息指针来返回错误信息呢?
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,内核返回的指针(ptr)通常指向页的边界(4KB),也ptr指向的空间不会在(0xFFFFF000~0xFFFFFFFF)区间(因为小于一页),即:ptr & 0XFFF == 0;而一般内核出错代码返回值是一个负数,在 -1000~0之间,转变成unsigned long型,刚好在(0xFFFFF000~0xFFFFFFFF)区间。所以就可以用(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。
 
3.出错代码返回指针为什么在(-1000,0)区间?
(1)在include\asm-generic\errno-base.h文件下宏定义错误返回值
#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
(2)在include\asm-generic\errno.h文件下宏定义错误返回值
#define EDEADLK     35  /* Resource deadlock would occur */
#define ENAMETOOLONG    36  /* File name too long */
#define ENOLCK      37  /* No record locks available */
#define ENOSYS      38  /* Function not implemented */
#define ENOTEMPTY   39  /* Directory not empty */
#define ELOOP       40  /* Too many symbolic links encountered */
#define EWOULDBLOCK EAGAIN  /* Operation would block */
#define ENOMSG      42  /* No message of desired type */
#define EIDRM       43  /* Identifier removed */
#define ECHRNG      44  /* Channel number out of range */
#define EL2NSYNC    45  /* Level 2 not synchronized */
#define EL3HLT      46  /* Level 3 halted */
#define EL3RST      47  /* Level 3 reset */
......
有上述的宏定义可知,其返回都是在(0~1000)之间,如果加上个负号,就像 return -ENOMEM;那么其返回值就在(~1000,0)之间,这就是为什么return返回值要加负号的原因,也是为什么内核函数返回的都是一个负数的原因。
 
4.错误的判断和错误原因的打印
(1)错误的判断:
错误的判断是通过函数IS_ERR(const void *ptr)来判定的
该函数的在include\linux\err.h中
static inline long __must_check IS_ERR(const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
该函数只需传递一个参数:错误指针ptr,然后调用IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr)
该函数也是在该文件中被宏定义:
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
MAX_ERRNO被宏定义为4095,转换为(unsigned long)-MAX_ERRNO后为0xFFFFF000,该段代码的含义就是如果x在(0xFFFFF000~0xFFFFFFFF)区间,函数就返回一个真值,判断为假。
(2)错误信息的返回:
错误信息的打印是通过函数PTR_ERR(const void *ptr)返回的,该函数的实现代码和上述函数在同一个文件下
static inline long __must_check PTR_ERR(const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
该函数返回值ptr指针中存放的就是错误信息。
 
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