Question

我一直被告知（在书籍和教程中），在将数据从内核空间复制到用户空间时，我们应该使用copy_to_user（）并使用memcpy（）会给系统带来问题。最近我错误地使用了memcpy（），它完全没有任何问题。 为什么我们应该使用copy_to_user而不是memcpy（）

我的测试代码（内核模块）是这样的：

static ssize_t test_read(struct file *file, char __user * buf,
             size_t len, loff_t * offset)
{
    char ani[100];

    if (!*offset) {
        memset(ani, 'A', 100);
        if (memcpy(buf, ani, 100))
            return -EFAULT;
        *offset = 100;
        return *offset;
    }

    return 0;
}

struct file_operations test_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read = test_read,
};

static int __init my_module_init(void)
{
    struct proc_dir_entry *entry;

    printk("We are testing now!!\n");
    entry = create_proc_entry("test", S_IFREG | S_IRUGO, NULL);
    if (!entry)
        printk("Failed to creats proc entry test\n");

    entry->proc_fops = &test_fops;
    return 0;
}
module_init(my_module_init);

从用户空间应用程序，我正在阅读我的/proc条目，一切正常。

查看copy_to_user（）的源代码说它也是简单的memcpy（），我们只是尝试使用access_ok和memcpy检查指针是否有效。

所以我的理解目前是，如果我们确定我们传递的指针，则始终可以使用memcpy（）代替copy_to_user 。

如果我的理解不正确，请纠正我， copy_to_user工作的任何示例和memcpy（）失败都非常有用。感谢。

Answer 1

这有几个原因。

首先，安全。因为内核可以写入它想要的任何地址，如果你只使用用户空间地址并使用memcpy，攻击者就可以写入另一个进程的页面，这是一个巨大的安全问题。 copy_to_user检查当前进程是否可写入目标页面。

还有一些架构考虑因素。例如，在x86上，目标页面必须固定在内存中。在某些体系结构上，您可能需要特殊说明。等等。 Linux内核非常便携的目标需要这种抽象。

Answer 2

这个答案可能晚了，但无论如何 copy_to_user() 和它的姐妹 copy_from_user() 都对用户传递的 size 参数和缓冲区大小进行了一些大小限制检查，因此读取方法为：

char name[] = "This message is from kernel space";
ssize_t read(struct file *f, char __user *to, size_t size, loff_t *loff){
                
    int ret = copy_to_user(to, name, size);
    if(ret){
        pr_info("[+] Error while copying data to user space");
        return ret;
    }
    pr_info("[+] Finished copying data to user space");
    return 0;
}

并且读取为 read(ret, buffer, 10); 的用户空间应用OK，但将 10 替换为 35 或更多，内核将发出此错误：

Buffer overflow detected (34 < 35)!

并导致复制失败以防止内存泄漏。 copy_from_user() 也是如此，它也会进行一些内核缓冲区大小检查。

这就是为什么您必须使用 char name[] 而不是 char *name 的原因，因为使用指针（不是数组）无法确定大小，这将使内核发出此错误：

BUG: unable to handle page fault for address: ffffffffc106f280
#PF: supervisor write access in kernel mode
#PF: error_code(0x0003) - permissions violation

希望这个答案在某种程度上有所帮助。

copy_to_user vs memcpy

2 个答案: