IS_ERR()、PTR_ERR() and ERR_PTR() in Linux Kernel
对任何一个指针，必然有三种情况：一种是有效指针，一种是NULL，空指针,一种是错误指针，或者说无效指针。而所谓的错误指针就是指其已经到达了最后一个page，比如对于32bit的系统来说,内核空间最高地址0xffffffff,那么最后一个page就是指的0xfffff000~0xffffffff(以4K大小页为例)。这段地址是被保留的，如果超过这个地址，则肯定是错误的。
在include/linux/err.h中包含了这一机制的处理，主要通过IS_ERR, PTR_ERR, ERR_PTR几个宏。
/*
* Kernel pointers have redundant information, so we can use a
* scheme where we can return either an error code or a dentry
* pointer with the same return value.
*
* This should be a per-architecture thing, to allow different
* error and pointer decisions.
*/
#define MAX_ERRNO 4095
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
/* 将错误号转化为指针，由于错误号在-1000~0间，返回的指针会落在最后一页 */
static inline void *ERR_PTR(long error)
{
return (void *) error;
}
/* 将指针转化为错误号 */
static inline long PTR_ERR(const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
/* 判断返回的指针是错误信息还是实际地址，即指针是否落在最后一页 */
static inline long IS_ERR(const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
所以对于内核中返回的指针，检查错误的方式不是if(!retptr)，而是if( IS_ERR(retptr) 或
If( IS_ERR_VALUE(retptr) )。
内核中的函数常常返回指针，问题是如果出错，也希望能够通过返回的指针体现出来。 总体来说，如果内核返回一个指针，那么有三种情况：合法指针，NULL指针和非法指针。
1）合法指针：内核返回的指针一般是指向页面的边界(4K边界)，即 ptr & 0xfff == 0
2）非法指针：这样ptr的值不可能落在（0xfffff000，0xffffffff）之间(这个区间是内核高端内存所在的区间)， 而一般内核的出错代码也是一个小负数，在-1000到0之间，转变成unsigned long，正好在（0xfffff000，0xffffffff)之间。因此可以用
(unsigned long)ptr > (unsigned long)-1000L
-1000L=0xfffff000
3)利用非法指针，进行错误分类：
来判断内核函数的返回值是一个有效的指针，还是一个出错代码。
MAX_ERRNO了吗?一个宏,定义为4095,MAX_ERRNO就是最大错误号,Linux内核中,出错有多种可能.
关于Linux内核中的错误,我们看一下include/asm-generic/errno-base.h文件:
#define EPERM 1 /* Operation not permitted */ #define ENOENT 2 /* No such file or directory */ #define ESRCH 3 /* No such process */ #define EINTR 4 /* Interrupted system call */ #define EIO 5 /* I/O error */ #define ENXIO 6 /* No such device or address */ #define E2BIG 7 /* Argument list too long */ #define ENOEXEC 8 /* Exec format error */ #define EBADF 9 /* Bad file number */ #define ECHILD 10 /* No child processes */ #define EAGAIN 11 /* Try again */ #define ENOMEM 12 /* Out of memory */ #define EACCES 13 /* Permission denied */ #define EFAULT 14 /* Bad address */ #define ENOTBLK 15 /* Block device required */ #define EBUSY 16 /* Device or resource busy */ #define EEXIST 17 /* File exists */ #define EXDEV 18 /* Cross-device link */ #define ENODEV 19 /* No such device */ #define ENOTDIR 20 /* Not a directory */ #define EISDIR 21 /* Is a directory */ #define EINVAL 22 /* Invalid argument */ #define ENFILE 23 /* File table overflow */ #define EMFILE 24 /* Too many open files */ #define ENOTTY 25 /* Not a typewriter */ #define ETXTBSY 26 /* Text file busy */ #define EFBIG 27 /* File too large */ #define ENOSPC 28 /* No space left on device */ #define ESPIPE 29 /* Illegal seek */ #define EROFS 30 /* Read-only file system */ #define EMLINK 31 /* Too many links */ #define EPIPE 32 /* Broken pipe */ #define EDOM 33 /* Math argument out of domain of func */ #define ERANGE 34 /* Math result not representable */
最常见的几个是-EBUSY,-EINVAL,-ENODEV,-EPIPE,-EAGAIN,-ENOMEM,只要你使用过Linux就有可能见过这几个错误,因为它们确实经常出现.这些是每个体系结构里都有的,另外各个体系结构也都定义了自己的一些错误代码.这些东西当然也都是宏,实际上对应的是一些数字,这个数字就叫做错误号.而对于Linux内核来说,不管任何体系结构,最多最多,错误号不会超过4095.而4095又正好是比4k小1,即4096减1.而我们知道一个page可能是4k,也可能是更多,比如8k,但至少它也是4k,所以留出一个page出来就可以让我们把内核空间的指针来记录错误了.什么意思呢?比如我们这里的IS_ERR(),它就是判断kthread_run()返回的指针是否有错,如果指针并不是指向最后一个page,那么没有问题,申请成功了,如果指针指向了最后一个page,那么说明实际上这不是一个有效的指针,这个指针里保存的实际上是一种错误代码.而通常很常用的方法就是先用IS_ERR()来判断是否是错误,然后如果是,那么就调用PTR_ERR()来返回这个错误代码.只不过咱们这里,没有调用PTR_ERR()而已,因为起决定作用的还是IS_ERR(),而PTR_ERR()只是返回错误代码,也就是提供一个信息给调用者,如果你只需要知道是否出错,而不在乎因为什么而出错,那你当然不用调用PTR_ERR()了