linux __user 宏的含义是什么？

Question

我希望有人能够解释 Linux 内核源代码中使用的 __user 宏的细微差别。

首先，宏：

# define __user         __attribute__((noderef, address_space(1)))

现在，经过一番谷歌搜索后，我读到该宏允许将指针指定为属于用户地址空间，并且不应取消引用它。

我可能遗漏了一些明显的事实，但是有人可以解释一下这样一个宏的含义吗？例如，这个宏的用途的一个很好的例子是什么？再次，如果我遗漏了一些明显的东西，请原谅我。

为了将其置于某种上下文中，我在检查一些 USB 代码 (linux/usbdevice_fs.h) 时遇到了该宏。我只是在寻找对内核中使用的这个宏（或其他类似宏）的一般理解。

感谢您的关注！

Answer 1

它允许诸如 sparse 之类的工具告诉内核开发人员他们可能正在使用不受信任的指针（或当前虚拟地址映射中可能无效的指针）不正确。

Answer 2

我认为 __user 标记了用户空间指针并告诉开发人员/系统不要信任它。如果用户给你“无效”指针，那么内核会尝试引用它（请注意，内核可以在任何地方引用），并且它可能会损坏它自己的空间。

例如，在“read”（在 usbdevice_fs.h 中）中应该为您提供一个（__user）缓冲区来写入结果。所以你必须使用 copy_to_user，但不能使用 memcopy、strcpy 或类似的东西。

注意：这不是正式的定义/描述，而是我所知道的唯一部分。

Answer 3

__user 宏是在compiler.h 头文件中与其他一些宏一起定义的，例如 __force/__kernel 等。它们实际上对传统编译器（包括 GCC/ICC 等）没有任何用处。但对于像稀疏这样的内核静态分析工具很有用（更多信息请参见：Sparse - Linux Kernel Newbies）。当您提到像 __user/__kernel/__force 等宏时，它为稀疏保留了特殊含义。在 Linux 内核邮件列表中，Linus Torvalds 解释了它的用法：

记住这一点很重要：对于 gcc 来说，稀疏注释是没有意义的。它们仍然有用，只是以一种相当可读的方式告诉程序员“嘿，你得到的指针不是普通指针”，但最终，除非你使用稀疏，否则它们不会实际上没有做任何事情。

但是。当您确实使用解析时，那就完全是另一回事了。对于“稀疏”，“__iomem”有很多含义：

# 定义 __iomem __attribute__((noderef, address_space(2)))

即“iomem”意味着两个不同的东西：它意味着稀疏应该抱怨

如果指针曾经被直接取消引用（它是一个“noderef”指针），并且它位于“地址空间 2”而不是正常的地址空间 (0)。

现在，这意味着如果这样的指针被传递到需要常规指针的函数（因为它不是普通指针，并且显然你不应该对其执行“strcmp()”等操作，并且如果你尝试将其转换为另一个地址空间中的另一个指针，稀疏也会抱怨。