unix 套接字错误 14：EFAULT（错误地址）

Question

我有一个非常简单的问题，但整个周末我都没有找到任何答案。我正在使用 sendto() 函数，它返回错误代码 14：EFAULT。手册页将其描述为：

"An invalid user space address was specified for an argument."

我确信这是在谈论我指定的 IP 地址，但现在我怀疑它可能是它所引用的消息缓冲区的内存地址 - I在任何地方都找不到对此的任何澄清，有人可以澄清吗？

Answer 1

EFAULT 如果传递给 sendto（或更一般地说，任何系统调用）的某个参数的内存地址无效，就会发生这种情况。将其视为内核空间中与系统调用相关的一种SIGSEGV。例如，如果您传递一个空或无效的缓冲区指针（用于读取、写入、发送、接收...），您会得到该信息

请参阅 errno(3), sendto(2) 等等...手册页。

EFAULT 与 IP 地址完全无关。

Answer 2

使用getcpu的最小可运行示例

为了让事情更具体，我们可以看一下getcpu系统调用，它非常容易理解，并显示相同的 EFAULT 行为。

从man getcpu我们看到签名是：

int getcpu(unsigned *cpu, unsigned *node, struct getcpu_cache *tcache);

cpu指向的内存将包含系统调用后进程正在运行的当前CPU的ID，唯一可能的错误是：

ERRORS
       EFAULT Arguments point outside the calling process's address space.

因此我们可以使用以下命令对其进行测试：

main.c

#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>

int main(void) {
    int err, ret;
    unsigned cpu;

    /* Correct operation. */
    assert(syscall(SYS_getcpu, &cpu, NULL, NULL) == 0);
    printf("%u\n", cpu);

    /* Bad trash address == 1. */
    ret = syscall(SYS_getcpu, 1, NULL, NULL);
    err = errno;
    assert(ret == -1);
    printf("%d\n", err);
    perror("getcpu");

    return EXIT_SUCCESS;
}

编译并运行：

gcc -ggdb3 -O0 -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c
./main.out

示例输出：

cpu 3
errno 14
getcpu: Bad address

因此我们看到垃圾地址为 1 的错误调用返回了 14，从内核代码中可以看出这是 EFAULT：https://stackoverflow.com/a/53958705/895245

请记住，系统调用本身返回 -14 ，然后 syscall C 包装器检测到由于负数而导致错误，返回 -1 并设置errno 为实际的精确错误代码。

由于系统调用非常简单，我们也可以从内核 5.4 实现中确认这一点 kernel/sys.c：

SYSCALL_DEFINE3(getcpu, unsigned __user *, cpup, unsigned __user *, nodep,
        struct getcpu_cache __user *, unused)
{
    int err = 0;
    int cpu = raw_smp_processor_id();

    if (cpup)
        err |= put_user(cpu, cpup);
    if (nodep)
        err |= put_user(cpu_to_node(cpu), nodep);
    return err ? -EFAULT : 0;
}

我们清楚地看到，如果出现问题，就会返回 -EFAULT put_user。

值得一提的是，我的 glibc 在 sched.h 中也有一个 getcpu 包装器，但是在地址错误的情况下该实现会出现段错误，这有点令人困惑：<一个href="https://stackoverflow.com/questions/23224607/how-do-i-include-linux-header-files-like-linux-getcpu-h/61774312#61774312">如何包含 Linux 头文件，例如linux/getcpu.h？ 但这并不是实际的系统调用对进程所做的事情，而是 glibc 对该地址所做的事情。

在 Ubuntu 20.04、Linux 5.4 上测试。

Answer 3

EFAULT 是文件“include/uapi/asm-generic/errno-base.h”中定义的宏

#define EFAULT          14      /* Bad address */