Linux内核系统调用返回-1而不是{-1,-256}

发布时间：2020-12-14 00:05:36 所属栏目：Linux 来源：网络整理

导读：我是一个内核新手,面临着一个奇怪的问题.我编写了一个概念验证计算器系统调用,虽然它适用于大多数计算,但当SUBTRACTION结果介于-1到-256之间时它返回-1.如果有人可以对可能发生的事情有所了解,那就会很感激.下面是系统调用代码. SYSCALL_DEFINE3(calc,int,a,

我是一个内核新手,面临着一个奇怪的问题.我编写了一个概念验证计算器系统调用,虽然它适用于大多数计算,但当SUBTRACTION结果介于-1到-256之间时它返回-1.如果有人可以对可能发生的事情有所了解,那就会很感激.下面是系统调用代码.

SYSCALL_DEFINE3(calc,int,a,b,char,op) {
  int res_int;

  switch(op) {
    case '+': res_int = a + b;
              break;
    case '-': res_int = a - b;
              break;
    case '*': res_int = a * b;
              break;
    case '/': res_int = (a*1000) / b;
              break;
  }           

  printk(KERN_INFO "KERNEL CALC RESULT : %d %c %d = %ld",op,res_int);
  return res_int;
}

编辑：
内核版本：Android Linux Kernel 3.10.xxx.
平台：Nexus7 ARM EABI.
我不明白的是它失败的原因. errno完全没用,因为它将-res_int设置为errno.另外,我不明白为什么只有当res_int为{-1,-256}时才会失败.

a = 1200,b = 1300 op =’ – ‘=> res_int = -100是printk打印-100的示例,但在我的用户空间应用程序中,我收到-1.

看起来当res_int为{-1,-256}时,errno被设置为-res_int.

root@android:/data/local # ./calc                                              
Please enter request in 'num1 oper num2' format: 
2.45 - 2.2
returned from syscall with res_int = 250
errno = 22,strerror(errno) = Invalid argument
Calculator result = 0.250000

root@android:/data/local # ./calc                                              
Please enter request in 'num1 oper num2' format: 
2.2 - 2.45
returned from syscall with res_int = -1
errno = 250,strerror(errno) = Unknown error 250
Calculator result = -0.001000
root@android:/data/local #

解决方法

你没有提到你的内核版本和平台但是fwiw,从内核的角度来看,系统调用通常在成功时返回零,在错误时返回负数.通常,这是内核人员和应用程序开发人员之间的ABI约定,因此代码可以相互理解.

但是用户程序总是使用C库作为包装来进行系统调用,而C API应该符合API标准.也就是说,C库将检查内核空间的返回值,并根据该值设置errno. (注意,errno在用户空间中,而内核不知道它.)
比方说,如果syscall foo(),从用户的视图,在失败时返回-1并且应该设置errno以指示错误(ERR1表示失败1,ERR2表示失败2等),内核系统调用实现将返回-ERR1或-ERR2因此,C库将检查返回值是否为零,如果它为负,它将返回-1给用户,并将errno设置为ERR1 / ERR2.
希望这可以帮助.

更新：我检查了glibc的x86_64代码,这可能有助于理解这一点：

.text
ENTRY (syscall)
        movq %rdi,%rax         /* Syscall number -> rax.  */
        movq %rsi,%rdi         /* shift arg1 - arg5.  */
        movq %rdx,%rsi
        movq %rcx,%rdx
        movq %r8,%r10
        movq %r9,%r8
        movq 8(%rsp),%r9        /* arg6 is on the stack.  */
        syscall                 /* Do the system call.  */
        cmpq $-4095,%rax       /* Check %rax for error.  */
        jae SYSCALL_ERROR_LABEL /* Jump to error handler if error.  */
L(pseudo_end):
        ret                     /* Return to caller.  */

PSEUDO_END (syscall)
File: "sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/syscall.S"

Linus说他将确保no syscall返回-1 .. -4095中的值作为有效结果,因此我们可以使用-4095进行保存测试.

更新：所以我猜你的c库转换了返回值.您的平台ABI可能会定义syscall在失败时返回{-1,-256},因此C包装器在这种情况下将返回值设置为-1并相应地设置errno.

（编辑：李大同）

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