Android MSM 内核：copy_to_user 失败答案

【问题标题】：Android MSM kernel: copy_to_user failsAndroid MSM 内核：copy_to_user 失败
【发布时间】：2018-09-01 16:05:19
【问题描述】：

我正在为在 Android 设备 (Nexus 5X) 上运行的 Linux 内核编写内核驱动程序。

我有一个内核缓冲区，我想公开一个设备以从中读取。我可以从内核缓冲区读取和写入，但我无法写入从read 系统调用接收到的用户空间缓冲区。非常奇怪的是，copy_to_user 只能工作不到 128 个字节……这对我来说毫无意义。

代码如下（截断）：

static ssize_t dev_read(struct file *filep, char __user *buffer, size_t len, loff_t *offset){
    unsigned long sent;
    // ...
    pr_err("MYLOGGER: copying from buffer: head=%d, tail=%d, cnt=%d, sent=%lu, access=%lu\n",
          head, tail, cnt, sent,
          access_ok(VERIFY_WRITE, buffer, sent));

   if(sent >= 1) {
       sent -= copy_to_user(buffer, mybuf + tail, sent);
       pr_err("MYLOGGER: sent %lu bytes\n", sent);
       // ...
   }
    // ...
}

输出如下：

[   56.476834] MYLOGGER: device opened
[   56.476861] MYLOGGER: reading from buffer
[   56.476872] MYLOGGER: copying from buffer: head=5666644, tail=0, cnt=5666644, sent=4096, access=1
[   56.476882] MYLOGGER: sent 0 bytes

从日志中可以看到sent是4096，这里没有整数溢出。使用 dd 时，每次调用最多可以读取 128 个字节（dd if=/dev/mylog bs=128）。我认为当使用超过 128 字节时 dd 使用堆中的缓冲区，内核无法再访问它，这是我无法理解的。

我正在使用来自read 系统调用处理程序的copy_to_user，我还打印了current->pid，这是相同的过程。

内核源码可以在from google android sources找到。

copy_to_user 函数定义在 arch/arm64/include/asm/uaccess.h 中，__copy_to_user 可以在 arch/arm64/lib/copy_to_user.S 中找到.

感谢您的宝贵时间，希望在您的宝贵帮助下摆脱这种疯狂。

-- 编辑--

我写了一个小sn-p来获取目标用户空间缓冲区的vm_area_struct并打印出权限，结果如下：

MYLOGGER: buffer belongs to vm_area with permissions rw-p

所以那个地址应该是可写的……

-- 编辑--

我编写了更多调试代码，记录了用户空间缓冲区使用的内存页面的状态。

MYLOGGER: page=(0x7e3782d000-0x7e3782e000) present=1

长话短说，当页面存在并且不会导致页面错误时，它可以工作。这太奇怪了，页面错误应该由虚拟内存分配器管理，它将页面加载到主内存中......

【问题讨论】：

使用 simple_read_from_buffer(buf, length, offset, &kbuffer, BUFF_LEN)
@AlexHoppus 感谢您的建议，正如您从sources 看到的那样，它只是copy_to_user 的包装。我已经检查了参数并且后续读取工作正常（读取偏移正常）

标签： android linux linux-kernel kernel-module

【解决方案1】：

由于某种原因，如果页面不存在于内存中，内核将不获取它。

我最好的猜测是__copy_to_user assembly function 异常处理程序，它返回未复制的字节数。

此异常处理程序在虚拟内存页面错误回调之前执行。因此，除非页面已经存在于内存中，否则您将无法写入用户空间。

我目前的解决方法是使用 get_user_pages 预加载这些页面。

我希望这对其他人有帮助:)

【讨论】：

Thus you won't be able to write to userspace unless the pages are already present in memory. - 这绝对是 copy_to_user 的意外行为 - 看起来像一个错误。

【解决方案2】：

问题是我持有spin_lock。

copy_{to,from}_user 在持有自旋锁时永远不会被调用。使用mutex 可以解决问题。

我觉得在这上面浪费了好几天真是太愚蠢了……

【讨论】：