[linux device driver] Chapter 03:IS_ERR的理解

在linux内核中，经常使用IS_ERR来判断一个指针，IS_ERR如下：

static inline long __must_check IS_ERR(const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}

IS_ERR_VALUE如下：

#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)

其中MAX_ERRNO被定义为4095。

“要想明白IS_ERR()，首先理解要内核空间。所有的驱动程序都是运行在内核空间，内核空间虽然很大，但总是有限的，而在这有限的空间中，其最后一个page是专门保留的，也就是说一般人不可能用到内核空间最后一个page的指针。换句话说，你在写设备驱动程序的过程中，涉及到的任何一个指针，必然有三种情况：

有效指针；
NULL，空指针；
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，即内核用最后一页捕捉错误。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(假设4k一个page)，这段地址是被保留的。内核空间为什么留出最后一个page？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。内核返回的指针一般是指向页面的边界(4k边界)，即ptr & 0xfff
== 0。如果你发现你的一个指针指向这个范围中的某个地址，那么你的代码肯定出错了。IS_ERR()就是判断指针是否有错，如果指针并不是指向最后一个page，那么没有问题；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。因此，判断一个指针是不是有效，就可以采用IS_ERR。

在计算机系统中，负数是使用补码的形式存储的，于是-MAX_ERRNO可以表示为fffff001(在32位系统中，不同系统其表示不一样)，于是就达到了判断的目的。