内核数据和用户数据交互方法

一、概述
通常情况下，应用程序通过内核接口访问驱动程序，因此，驱动程序需要和应用程序交换数据。Linux将存储器分为“内核空间”和“用户空间”。操作系统和驱动程序在内核空间运行，应用程序在用户空间运行，两者不能简单地使用指针传递数据。
因为Linux系统使用了虚拟内存机制，用户空间的内存可能被换出，当内核空间使用用户空间指针时，对应的数据可能不在内存中。Linux内核提供了多个函数和宏用于内核空间和用户空间传递数据。主要有：access_ok()，copy_to_user()，copy_from_user,put_user,get_user。

二、相关使用的函数
1.access_ok()
函数原型：int access_ok(int type,unsigned long addr,unsigned long size)
函数access_ok()用于检查指定地址是否可以访问。参数type为访问方式，可以为VERIFY_READ（可读），VERIFY_WRITE（可写）。addr为要操作的地址，size为要操作的空间大小（以字节计算）。函数返回1，表示可以访问，0表示不可以访问。

2.copy_to_user()和copy_from_user()
函数原型：unsigned long copy_to_user(void *to,const void *from,unsigned long len)
    unsigned long copy_from_user(void *to,const void *from,unsigned long len)
这两个函数用于内核空间与用户空间的数据交换。copy_to_user()用于把数据从内核空间拷贝至用户空间，copy_from_user()用于把数据从用户空间拷贝至内核空间。第一个参数to为目标地址，第二个参数from为源地址，第三个参数len为要拷贝的数据个数，以字节计算。这两个函数在内部调用access_ok()进行地址检查。返回值为未能拷贝的字节数。

3.get_user()和put_user()
函数原型：int get_user(x,p)
    int put_user(x,p)
这是两个宏，用于一个基本数据（1，2，4字节）的拷贝，它们相对较快，当要传递单个数据时，应当用这些宏，而不是copy_from_user()和copy_to_user()。get_user()用于把数据从用户空间拷贝至内核空间，put_user()用于把数据从内核空间拷贝至用户空间。x为内核空间的数据，p为用户空间的指针。这两个宏会调用access_ok()进行地址检查。拷贝成功，返回0，否则返回-EFAULT。

4.还有两个函数__copy_to_user()和__copy_from_user(),功能与copy_to_user()和copy_from_user()相同，只是不进行地址检查。还有两个宏__get_user()和__put_user(),功能与get_user()和put_user()相同，也不进行地址检查。