Was sind die Auswirkungen des Linux-Makros __user?

Ich hatte gehofft, jemand könnte die Nuancen des __user-Makros erklären, das in der Linux-Kernel-Quelle verwendet wird.

Erstmal das Makro:

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

Nun, nach einigem Googeln habe ich gelesen, dass dieses Makro es einem ermöglicht, einen Zeiger als zum Benutzeradressraum gehörig zu kennzeichnen, und dass er nicht dereferenziert werden sollte.

Mir fehlen vielleicht einige offensichtliche Fakten, aber könnte jemand bitte die Auswirkungen eines solchen Makros erklären? Was ist zum Beispiel ein gutes Beispiel dafür, wo dieses Makro nützlich wäre? Nochmals, vergib mir, wenn ich etwas Offensichtliches übersehe.

Um dies in einen Zusammenhang zu bringen, bin ich beim Untersuchen von USB-Code (linux/usbdevice_fs.h) auf das Makro gestoßen. Ich suche nur nach einem allgemeinen Verständnis für die Verwendung dieser Makros (oder anderer ähnlicher) innerhalb des Kernels.

Danke fürs Suchen!

Es ermöglicht Tools wie spärlich um Kernel-Entwicklern mitzuteilen, dass sie möglicherweise einen nicht vertrauenswürdigen Zeiger (oder einen Zeiger, der in der aktuellen virtuellen Adresszuordnung möglicherweise ungültig ist) falsch verwenden.

Ich denke, __user markiert User-Space-Zeiger und sagt dem Entwickler/System, ihm nicht zu vertrauen. Wenn der Benutzer Ihnen einen “ungültigen” Zeiger gibt, versucht der Kernel, darauf zu verweisen (beachten Sie, dass der Kernel überall verweisen kann) und es kann seinen eigenen Bereich beschädigen.

Zum Beispiel sollte in “read” (in dir usbdevice_fs.h) ein (__user) Puffer bereitgestellt werden, in den das Ergebnis geschrieben werden kann. Sie müssen also copy_to_user verwenden, aber nicht memcopy, strcpy oder ähnliches.

Hinweis: Dies ist keine formale Definition/Beschreibung, sondern der einzige Teil, der mir bekannt ist.

Das __user Makro wird mit einigen anderen Makros wie definiert __force/__kernel usw. in der header-Datei compiler.h. Sie sind für traditionelle Compiler, einschließlich GCC/ICC usw., eigentlich nicht von Nutzen. Aber sie sind nützlich für Tools zur statischen Kernelanalyse wie Sparse (weitere Informationen hier: Sparse – Linux Kernel Newbies). Wenn Sie die Makros wie erwähnen __user/__kernel/__force usw. behält es eine besondere Bedeutung für spärlich. In der Linux-Kernel-Mailingliste erklärt Linus Torvalds die Verwendung folgendermaßen:

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern: Für gcc sind die spärlichen Anmerkungen bedeutungslos. Sie können immer noch nützlich sein, nur um das zu sagen Programmierer dass “hey, dieser Zeiger, den Sie bekommen haben, kein normaler Zeiger war” auf eine ziemlich lesbare Weise, aber am Ende tun sie es nicht, es sei denn, Sie verwenden Sparse tun irgendetwas.

JEDOCH. Wenn du tun parse verwenden, das ist eine ganz andere Sache. Für “spärlich” hat “__iomem” viel Bedeutung:

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

dh “iomem” bedeutet zwei verschiedene Dinge: es bedeutet, dass spärlich sich beschweren sollte

wenn der Zeiger jemals direkt dereferenziert wird (es ist ein “noderef”-Zeiger) und sich im “Adressraum 2” im Gegensatz zum normalen Adressraum (0) befindet.

Nun, das bedeutet das spärlich wird sich beschweren, wenn ein solcher Zeiger jemals an eine Funktion übergeben wird, die einen regulären Zeiger haben möchte (weil dies der Fall ist nicht ein normaler Zeiger, und Sie sollten offensichtlich keine Dinge wie “strcmp()” usw. darauf tun), und Sparse wird sich auch beschweren, wenn Sie versuchen, ihn auf einen anderen Zeiger in einem anderen Adressraum umzuwandeln.