如何使用 mmap 共享用户空间和内核线程答案

【问题标题】：How to use mmap to share user-space and kernel threads如何使用 mmap 共享用户空间和内核线程
【发布时间】：2011-12-18 03:26:12
【问题描述】：

我很难找到一些合适的例子来解决我的问题。我想在用户和内核空间之间共享 4K（4096）字节的数据。我发现很多想法说我必须从内核分配内存并将其映射到用户空间。有人可以提供有关如何在 Linux 2.6.38 中执行此操作的示例。有什么好的文档可以解释吗？

提前致谢。

【问题讨论】：

这里有一个实现：people.ee.ethz.ch/~arkeller/linux/…
我看到了这个。这使用调试文件。如何避免这个 debugfs？

标签： linux-kernel kernel mmap

【解决方案1】：

您提出的方法是一种方法，但由于用户空间不在您的控制范围内（这意味着任何用户空间程序都有可能进入内核），您正在为来自用户空间的恶意攻击提供机会。此处还描述了这种基于内核的与用户空间共享内存：

http://www.scs.ch/~frey/linux/memorymap.html

相反，如何在用户空间分配内存，然后从内核使用 API copy_from_user() 和 copy_to_user() 复制到/从用户空间内存？如果您想在不同的进程之间共享内存，那么您可以随时使用 IPC 相关的 API 来分配和定义内存，例如 shmget() 等。在这种情况下，内核源代码本身中有很多示例代码。

例如。

fs/checksum.c: 缺失 = __copy_from_user(dst, src, len);

【讨论】：

这个链接对我有用以获得内存映射。我首先尝试从用户空间分配内存并将指针传递给内核空间并通过 copy_from_user 使用它。但问题是，我需要从内核线程访问，并且内核线程不会一直在我的进程上下文下运行，因此 copy_from_user 不会从我想要的内存中复制。
我明白了，所以这意味着你不是在单个用户进程之间共享内存，而是在许多用户进程和内核之间共享内存，对吧？如果是这样，那么是的，最好在内核中分配一次，然后将其映射到用户空间。这意味着您正在创建许多指向同一内核内存区域的页表条目（对于每个进程的用户空间组件，尽管它们都共享相同的内核组件）。性能会非常糟糕，因为每次更新都会通过正常的页面错误机制同步复制到所有进程。
只有一个流程实例。该进程有多个线程。还有多个从系统调用创建的内核线程。这些内核线程和用户级线程共享内存。内核级线程放了一些东西。用户线程将其拾取。和类似的东西。
我明白了，因为一个进程，多个线程，那么通过 malloc() 在进程中分配的任何内存总是可以从任何线程访问。并且由于这些是进行系统调用的用户线程，而这些调用又会转换到内核上下文中，因此您始终可以在内核中使用 copy_to/from_user 来访问用户线程分配的内存。即，这里没有使用内核线程。我不知道为什么你需要内核线程？它通常用于每个硬件的异步交互（例如，每个 CPU、每个磁盘等），即便如此，它的使用也被劝阻和消失：
我明白了，因为一个进程，多个用户线程，那么通过 malloc() 在进程中分配的任何内存总是可以从任何线程访问。并且由于这些是进行系统调用的用户线程，而这些调用又会转换到内核上下文中，因此您始终可以在内核中使用 copy_to/from_user 来访问用户线程分配的内存。即，这里没有使用内核线程。不知道为什么你需要内核线程？通常用于每个硬件的交互（例如，每个 CPU、每个磁盘等），即便如此，它的使用也不鼓励和消失：lwn.net/Articles/403891