Linux copy_from_user

Linux 中的 copy_from_user 函数

copy_from_user 是 Linux 内核提供的一个关键函数，用于从用户空间复制数据到内核空间。由于内核与用户空间的内存隔离机制，直接访问用户空间指针可能导致安全问题或崩溃，因此需要使用专门的函数进行安全复制。

函数原型

unsigned long copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n);

• to：目标地址（内核空间指针）。
• from：源地址（用户空间指针，标记为 __user 以静态检查）。
• n：要复制的字节数。

返回值：未成功复制的字节数（0 表示完全成功）。

使用场景

copy_from_user 通常用于系统调用或设备驱动程序中，当内核需要读取用户空间传递的数据时（如文件读写、IOCTL 参数等）。

示例代码

#include <linux/uaccess.h>int kernel_function(const char __user *user_buf, size_t size) {char kernel_buf[256];if (copy_from_user(kernel_buf, user_buf, size)) {return -EFAULT; // 复制失败，返回错误码}// 处理 kernel_buf 数据return 0;
}

注意事项

1. 安全检查：调用前需验证用户空间指针是否有效（如通过 access_ok()）。
2. 内存分配：内核缓冲区需预先分配足够大小。
3. 错误处理：返回值非零时需处理部分复制或无效指针的情况。
4. 性能：频繁小数据复制可能影响性能，建议批量操作。

替代函数

• copy_to_user：反向操作（内核到用户空间）。
• get_user/put_user：单变量复制，效率更高。

底层实现

该函数最终通过架构相关的汇编实现（如 x86 的 rep movsb），并包含页错误处理和信号保护机制。