如何从Linux内核访问用户空间内存？

问题描述：

我知道copy_to_user/copy_from_user,get_user/put_user功能是为了这个目的。如何从Linux内核访问用户空间内存？

我的问题是，给定一个用户空间地址/指针，我怎样才能访问内核地址指向的数据？

我可以想象，首先我必须确保包含页面应该在物理内存中（而不是在磁盘中）。

下一步是什么？我能否使用*p，其中p是指向某些用户空间数据的指针，直接引用数据？

或者我必须首先调用kmap来将包含物理页面框架映射到内核虚拟地址空间吗？为什么？

答

指针本身还不够！您需要知道指针“属于”哪个进程。

当进程被抢占时，指针指向另一个进程的地址空间。地址可能不再映射，yadda yadda，

如果该进程在您访问数据时是当前进程，那么您应该使用copy_to_user/copy_from_user函数。

如果可以调度进程，可以尝试mlock（）RAM中的页面，找出页面的物理RAM地址。每当你想访问它时，你将该物理页面映射到内核虚拟地址。

注：

恶意进程可以次munlock（）的页面，诱骗您访问一个错误的RAM页。
我不确定mlock（）语义要求下划线的RAM页面不能改变。
内核应该能够将一个页面锁定到RAM中，我不熟悉mm子系统。

答

不同的用户空间应用程序有不同的页面表。 1）你需要获得用户空间程序pid。 2）在pid的页表中搜索addree。

下面是将用户空间虚拟地址转换为物理地址的示例代码。它适用于x86平台。

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);

好点，代码逻辑很好。但我想有一些哈希表或类似的数据结构，给定一个虚拟地址，可以帮助您快速找到物理页面。有一个缺陷：kaddr = __va（paddr）;这条线只有在paddr驻留在低内存时才有效，对吧？ – Infinite

paddr表示物理地址，所以始终存在于内存中。 kaddr表示内核地址。在Linux内核中，define是'#define __va（x）（（void *）（（unsigned long）（x）+ PAGE_OFFSET））'。内核地址内存映射并不复杂，只是一个PAGE_OFFSET。（在x86模式下应该是0xC0000000）。还有其他方法可以获取地址。用户空间应用程序可以通过/ proc//pagemap访问内核地址来获取页面信息。如果能得到PFN，它也可以得到内核地址。 – richliu

答

你需要follow的地址就能获取相应的page结构（见follow_page的例子）。接下来，获取page结构，您需要通过kmap或kmap_atomic将其映射到内核地址空间。

答

您可能会觉得这很有用。

让我们重复的buff参数的读取和写入方法是用户空间指针。因此，它不能直接由内核代码解除引用。有此限制的几个原因：

根据其架构您的驱动器上运行，并内核是如何配置的，而在内核模式下运行用户空间指针可能无效所有。该地址可能没有映射，也可能指向其他一些随机数据。

即使指针确实意味着在内核空间同样的事情，用户空间内存分页，系统调用时有问题的内存可能不驻留在RAM中。尝试引用用户空间内存直接可能会产生页面错误，这是内核代码不允许执行的内容错误，即。结果将是 “oops”，这将导致系统调用的进程死亡。

有问题的指针由用户程序提供，其中可能有问题或恶意。如果你的驱动永远盲目取消引用用户提供的指针，它提供了一个开放的门道允许用户空间程序来访问或系统的任何地方覆盖内存。如果您不希望对用户系统的安全性产生影响，则不能直接取消引用用户空间指针。

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

这么说，我是我自己很想知道，如果用户空间地址确实是有效的，并没有上述报考条件会发生什么......

如何从Linux内核访问用户空间内存？

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