Linux内核之put_user与get_user实例用法(三十三)

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1.前言

本篇目的：Linux内核之put_user与get_user实例与调用栈流程

2.Linux内核之put_user与get_user介绍

put_user 和 get_user 是 Linux 内核中用于在用户空间和内核空间之间安全地传输数据的函数。这两个函数主要用于处理用户空间的内存访问，确保内核在尝试读取或写入用户空间内存时不会引发错误，如页面错误或访问违规。
put_user 函数
put_user 函数用于将数据从内核空间安全地复制到用户空间。它的基本原型如下：

long put_user(type val, type __user *uptr);val：这是要从内核空间复制的值。
uptr：这是指向用户空间位置的指针，其中 val 将被复制。
put_user 函数返回一个长整数，表示操作是否成功。如果操作成功，则返回 0；否则返回错误码。

get_user 函数
get_user 函数用于从用户空间安全地读取数据到内核空间。它的基本原型如下：

long get_user(type *val, type __user *uptr);val：这是一个指向内核空间位置的指针，其中将从用户空间读取的值将被存储。
uptr：这是指向用户空间位置的指针，从中将读取值。
与 put_user 类似，get_user 函数也返回一个长整数来表示操作是否成功。

在使用 put_user 和 get_user 时，必须确保提供的用户空间指针是有效的，并且内核有足够的权限来访问它。
这些函数在内核模块和用户空间应用程序之间提供了一层安全保护，但开发者仍然需要小心处理潜在的错误和异常情况。
在某些情况下，可能需要使用更复杂的函数（如 copy_to_user 和 copy_from_user），它们能够处理更大块的数据传输。
总之，put_user 和 get_user 是 Linux 内核中用于在用户空间和内核空间之间安全传输数据的重要工具，它们确保了在处理用户空间内存时的稳定性和安全性。

3.代码实例

<1>.put_user实例：用于将数据从内核空间复制到用户空间

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>static char kernel_data[] = "Hello from kernel space!\n";static ssize_t driver_read(struct file *file, char __user *user_buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{ssize_t bytes_read = 0;// 将数据从内核空间复制到用户空间if (put_user(kernel_data[*ppos], user_buffer) != 0) {return -EFAULT; // 复制失败}*ppos += 1;bytes_read = 1;return bytes_read;
}static const struct file_operations driver_fops = {.owner = THIS_MODULE,.read = driver_read,
};static int __init driver_init(void)
{int ret;ret = register_chrdev(0, "my_driver", &driver_fops);if (ret < 0) {pr_err("Failed to register char device\n");return ret;}pr_info("Driver loaded successfully\n");return 0;
}static void __exit driver_exit(void)
{unregister_chrdev(0, "my_driver");pr_info("Driver unloaded\n");
}module_init(driver_init);
module_exit(driver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

<2>.get_user 函数实例：用于将数据从用户空间复制到内核空间

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>static char kernel_data[1024];static ssize_t driver_write(struct file *file, const char __user *user_buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{ssize_t bytes_written = 0;// 将数据从用户空间复制到内核空间if (get_user(kernel_data[*ppos], user_buffer) != 0) {return -EFAULT; // 复制失败}*ppos += 1;bytes_written = 1;return bytes_written;
}static const struct file_operations driver_fops = {.owner = THIS_MODULE,.write = driver_write,
};static int __init driver_init(void)
{int ret;ret = register_chrdev(0, "my_driver", &driver_fops);if (ret < 0) {pr_err("Failed to register char device\n");return ret;}pr_info("Driver loaded successfully\n");return 0;
}static void __exit driver_exit(void)
{unregister_chrdev(0, "my_driver");pr_info("Driver unloaded\n");
}module_init(driver_init);
module_exit(driver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");