分类： LINUX
2010-05-19 18:30:48
人的无聊,有时候很难用语言表达.以下关于IS_ERR的文字仅献给无聊的你.如果你对内存管理没有任何兴趣,就不用往下看了,跳到下一节吧.要想明白IS_ERR(),首先你得知道有一种空间叫做内核空间,不清楚也不要紧,我也不是很清楚,曾经,上操作系统这门课的时候,我一度以为我已经成为天使了,因为我天天上课都在听天书.
结合IS_ERR()的代码来看,来自include/linux/err.h:
8 /*
9 * Kernel pointers have redundant information, so we can use a
10 * scheme where we can return either an error code or a dentry
11 * pointer with the same return value.
12 *
13 * This should be a per-architecture thing, to allow different
14 * error and pointer decisions.
15 */
16 #define MAX_ERRNO 4095
17
18 #ifndef __ASSEMBLY__
19
20 #define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
21
22 static inline void *ERR_PTR(long error)
23 {
24 return (void *) error;
25 }
26
27 static inline long PTR_ERR(const void *ptr)
28 {
29 return (long) ptr;
30 }
31
32 static inline long IS_ERR(const void *ptr)
33 {
34 return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
35 }
36
37 #endif
关于内核空间,我只想说,所有的驱动程序都是运行在内核空间,内核空间虽然很大,但总是有限的.要知道即便是我们这个幅员辽阔的伟大祖国其空间也是有限的,也只有960万平方公里,所以内核空间当然也是一个有限的空间,而在这有限的空间中,其最后一个page是专门保留的,也就是说一般人不可能用到内核空间最后一个page的指针.换句话说,你在写设备驱动程序的过程中,涉及到的任何一个指针,必然有三种情况,一种是有效指针,一种是NULL,空指针,一种是错误指针,或者说无效指针.而所谓的错误指针就是指其已经到达了最后一个page.比如对于32bit的系统来说,内核空间最高地址0xffffffff,那么最后一个page就是指的0xfffff000~0xffffffff(假设4k一个page).这段地址是被保留的,一般人不得越雷池半步,如果你发现你的一个指针指向这个范围中的某个地址,那么恭喜你,你的代码肯定出错了.
那么你是不是很好奇,好端端的内核空间干嘛要留出最后一个page?这不是缺心眼儿吗?明明自己有1000块钱,非得对自己说只能用900块.实在不好意思,你说错了,这里不仅不是浪费一个page,反而是充分利用资源,把一个东西当两个东西来用.
看见16行那个MAX_ERRNO了吗?一个宏,定义为4095,MAX_ERRNO就是最大错误号,Linux内核中,出错有多种可能,因为有许许多多种错误,就像一个人进监狱,可能是像迟志强那样,在事业如日中天的时候强奸女孩,可能是像张君大哥那样,因为抢劫长沙友谊商城后又抢农业银行,亦或者是马加爵大侠那样,受同学的气,最终让铁锤来说话.关于Linux内核中的错误,我们看一下include/asm-generic/errno-base.h文件:
#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 */
最常见的几个是-EBUSY,-EINVAL,-ENODEV,-EPIPE,-EAGAIN,-ENOMEM,我相信不用说你写过代码调试过代码,只要你使用过Linux就有可能见过这几个错误,因为它们确实经常出现.这些是每个体系结构里都有的,另外各个体系结构也都定义了自己的一些错误代码.这些东西当然也都是宏,实际上对应的是一些数字,这个数字就叫做错误号.而对于Linux内核来说,不管任何体系结构,最多最多,错误号不会超过4095.而4095又正好是比4k小1,即4096减1.而我们知道一个page可能是4k,也可能是更多,比如8k,但至少它也是4k,所以留出一个page出来就可以让我们把内核空间的指针来记录错误了.什么意思呢?比如我们这里的IS_ERR(),它就是判断kthread_run()返回的指针是否有错,如果指针并不是指向最后一个page,那么没有问题,申请成功了,如果指针指向了最后一个page,那么说明实际上这不是一个有效的指针,这个指针里保存的实际上是一种错误代码.而通常很常用的方法就是先用IS_ERR()来判断是否是错误,然后如果是,那么就调用PTR_ERR()来返回这个错误代码.只不过咱们这里,没有调用PTR_ERR()而已,因为起决定作用的还是IS_ERR(),而PTR_ERR()只是返回错误代码,也就是提供一个信息给调用者,如果你只需要知道是否出错,而不在乎因为什么而出错,那你当然不用调用PTR_ERR()了,毕竟,男人,简单就好.当然,这里如果出错了的话,最终usb_deregister()会被调用,并且usb_hub_init()会返回-1.
在linux/err.h中包含了这一机制的处理，主要通过IS_ERR, PTR_ERR, ERR_PTR几个宏。
/*
* Kernel pointers have redundant information, so we can use a
* scheme where we can return either an error code or a dentry
* pointer with the same return value.
*
* This should be a per-architecture thing, to allow different
* error and pointer decisions.
*/
#define MAX_ERRNO 4095
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
/* 将错误号转化为指针，由于错误号在-1000~0间，返回的指针会落在最后一页 */
static inline void *ERR_PTR(long error)
{
return (void *) error;
}
/* 将指针转化为错误号 */
static inline long PTR_ERR(const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
/* 判断返回的指针是错误信息还是实际地址，即指针是否落在最后一页 */
static inline long IS_ERR(const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
所以对于内核中返回的指针，检查错误的方式不是if(!retptr)，而是if( IS_ERR(retptr) 或
If( IS_ERR_VALUE(retptr) )。
