如何從Linux內核訪問用戶空間內存？

我知道copy_to_user/copy_from_user,get_user/put_user功能是爲了這個目的。如何從Linux內核訪問用戶空間內存？

我的問題是，給定一個用戶空間地址/指針，我怎樣才能訪問內核地址指向的數據？

我可以想象，首先我必須確保包含頁面應該在物理內存中（而不是在磁盤中）。

下一步是什麼？我能否使用*p，其中p是指向某些用戶空間數據的指針，直接引用數據？

或者我必須首先調用kmap來將包含物理頁面框架映射到內核虛擬地址空間嗎？爲什麼？

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2012-05-09 Infinite

指針本身還不夠！您需要知道指針「屬於」哪個進程。

當進程被搶佔時，指針指向另一個進程的地址空間。地址可能不再映射，yadda yadda，

如果該進程在您訪問數據時是當前進程，那麼您應該使用copy_to_user/copy_from_user函數。

如果可以調度進程，可以嘗試mlock（）RAM中的頁面，找出頁面的物理RAM地址。每當你想訪問它時，你將該物理頁面映射到內核虛擬地址。

注：

惡意進程可以次munlock（）的頁面，誘騙您訪問一個錯誤的RAM頁。
我不確定mlock（）語義要求下劃線的RAM頁面不能改變。
內核應該能夠將一個頁面鎖定到RAM中，我不熟悉mm子系統。

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2012-05-09 08:17:06

不同的用戶空間應用程序有不同的頁面表。 1）你需要獲得用戶空間程序pid。 2）在pid的頁表中搜索addree。

下面是將用戶空間虛擬地址轉換爲物理地址的示例代碼。它適用於x86平臺。

taskpid = find_get_pid(curpid); 
task = pid_task(taskpid, PIDTYPE_PID); 
mm = get_task_mm(task); 
down_read(&mm->mmap_sem); 

start_vaddr = vaddr; 
end_vaddr = 0xC0000000; 

while(start_vaddr < end_vaddr){ 
    u32 end; 

    end = ((start_vaddr + PMD_SIZE) & PMD_MASK); 

    if(end < start_vaddr || end > end_vaddr) 
     end = end_vaddr; 

    ret = walk_pgd(start_vaddr, end, mm); 
    if(ret != 0){ 
     printk("ret: %08x \n", ret); 
     break; 
    } 

    start_vaddr = end; 

} 

up_read(&mm->mmap_sem); 

paddr = ret; 
kaddr = __va(paddr); 
mmput(mm);

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2012-05-09 16:15:17 richliu

好點，代碼邏輯很好。但我想有一些哈希表或類似的數據結構，給定一個虛擬地址，可以幫助您快速找到物理頁面。有一個缺陷：kaddr = __va（paddr）;這條線只有在paddr駐留在低內存時纔有效，對吧？ – Infinite

paddr表示物理地址，所以始終存在於內存中。 kaddr表示內核地址。在Linux內核中，define是'#define __va（x）（（void *）（（unsigned long）（x）+ PAGE_OFFSET））'。內核地址內存映射並不複雜，只是一個PAGE_OFFSET。（在x86模式下應該是0xC0000000）。還有其他方法可以獲取地址。用戶空間應用程序可以通過/ proc//pagemap訪問內核地址來獲取頁面信息。如果能得到PFN，它也可以得到內核地址。 – richliu

你需要follow的地址就能獲取相應的page結構（見follow_page的例子）。接下來，獲取page結構，您需要通過kmap或kmap_atomic將其映射到內核地址空間。

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2012-05-09 23:44:52

您可能會覺得這很有用。

讓我們重複的buff參數的讀取和寫入方法是用戶空間指針。因此，它不能直接由內核代碼解除引用。有此限制的幾個原因：

根據其架構您的驅動器上運行，並內核是如何配置的，而在內核模式下運行用戶空間指針可能無效所有。該地址可能沒有映射，也可能指向其他一些隨機數據。

即使指針確實意味着在內核空間同樣的事情，用戶空間內存分頁，系統調用時有問題的內存可能不駐留在RAM中。嘗試引用用戶空間內存直接可能會產生頁面錯誤，這是內核代碼不允許執行的內容錯誤，即。結果將是「oops」，這將導致系統調用的進程死亡。

有問題的指針由用戶程序提供，其中可能有問題或惡意。如果你的驅動永遠盲目取消引用用戶提供的指針，它提供了一個開放的門道允許用戶空間程序來訪問或系統的任何地方覆蓋內存。如果您不希望對用戶系統的安全性產生影響，則不能直接取消引用用戶空間指針。

來源：http://www.makelinux.net/ldd3/chp-3-sect-7

這麼說，我是我自己很想知道，如果用戶空間地址確實是有效的，並沒有上述報考條件會發生什麼......

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2012-05-10 09:42:58 gjain

如何從Linux內核訪問用戶空間內存？

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