Linux 基础错误码（errno 1–34）技术参考

本文档说明include/uapi/asm-generic/errno-base.h中定义的 34 个基础错误码的用途、语义边界与常见使用场景。这些是所有架构共享的 POSIX 通用错误码，构成内核态与用户态之间最基础的错误契约。

约定：内核函数通过返回负值（如return -EINVAL;）传递错误；用户态系统调用失败时返回-1并把正值写入全局errno。二者是同一套编号，只是符号相反。

速查表

1. 按主题分类详解

1.1 权限与策略：EPERMvsEACCES

这是最容易混淆的一对：

• EACCES（13）：访问许可检查失败。你对这个对象没有资格——文件权限位不允许、SELinux 拒绝、目录不可搜索等。
• EPERM（1）：操作本身在语义上被禁止，通常与是否 root、是否持有 capability 有关，而不是对象的访问位。例如非特权用户kill()不属于自己的进程、非CAP_SYS_ADMIN调用某些 ioctl。

驱动 / DRM 场景：

if(!capable(CAP_SYS_ADMIN))return-EPERM;/* 特权操作被拒 */if(!drm_is_current_master(file))/* 非 master 不能改模式 */return-EACCES;

1.2 参数校验：EINVAL、EFAULT、E2BIG、ERANGE

内核入口（ioctl / syscall）的第一道防线：

• EINVAL（22）：参数组合非法、标志位含未知位、枚举越界、对齐不满足。最常用的兜底错误。
• EFAULT（14）：用户态指针非法。copy_from_user/copy_to_user返回非零时几乎总是转成-EFAULT。
• E2BIG（7）：请求的数量/大小超过接口约定上限（如批量提交条目数过多）。
• ERANGE（34）/EDOM（33）：多用于数值/数学语义；ERANGE也常表示“缓冲区放不下结果”。

if(args->flags&~VALID_FLAGS)return-EINVAL;if(copy_from_user(&k,uptr,sizeof(k)))return-EFAULT;if(args->count>MAX_ENTRIES)return-E2BIG;

1.3 设备与资源状态：ENODEV、ENXIO、EBUSY、ENOMEM

驱动开发（amdgpu / DRM）核心错误族：

• ENODEV（19）：设备不存在，或该操作在此设备上不受支持。常用于 feature 未实现 / 硬件不具备能力。
• ENXIO（6）：设备或地址不存在 / 未就绪。probe 阶段拿不到资源、MMIO 地址无效常用它。
• EBUSY（16）：资源正被占用。BO 被 pin、显存区间被其他上下文持有、设备正在复位。
• ENOMEM（12）：kmalloc/ 页分配 / dma 分配失败；显存或系统内存耗尽。

SVM / 迁移场景中的典型用法：

page=migrate_pfn_to_page(migrate.src[i]);if(!page)continue;/* 空洞，跳过 */if(!amdgpu_vram_mgr_new(...))return-ENOMEM;/* VRAM 分配失败 */if(kfd_process_device_busy(pdd))return-EBUSY;/* 设备忙，稍后重试或回退 */

1.4 可重试语义：EAGAIN与EINTR

对内核并发/迁移路径极其重要，务必与“真失败”区分：

• EAGAIN（11，等于EWOULDBLOCK）：暂时性失败，调用方应重试。非阻塞 I/O 无数据、锁抢占失败、迁移过程中页状态发生变化需要重走。
• EINTR（4）：阻塞调用在完成前被信号打断，通常需要重启系统调用或向上传播让用户态重试。

DRM/SVM 中EAGAIN常被用作“流程需要重来”的控制流信号，而非真正错误：

if(!migrate_vma_setup(&migrate))...;if(migrate.cpages!=npages)return-EAGAIN;/* 部分页未能隔离，让上层重试整个迁移 */if(dma_fence_wait_interruptible(fence))return-EINTR;

注意：-ERESTARTSYS（属于内核内部区间，>512）在返回用户态前会被转换为EINTR，用于自动重启系统调用。二者概念相关但不同层。

1.5 文件描述符与 ioctl：EBADF、ENOTTY、EMFILE/ENFILE

• EBADF（9）：fd 无效，或用错误模式访问（如对只读 fd 写）。
• ENOTTY（25）：该 fd 不支持这个 ioctl 命令。DRM 驱动对未识别的DRM_IOCTL_*常返回它。
• EMFILE（24）/ENFILE（23）：分别是进程级（RLIMIT_NOFILE）和系统级的 fd 耗尽。

1.6 文件系统语义：ENOENT、EEXIST、ENOTDIR、EISDIR、ENOSPC等

• ENOENT（2）：路径不存在——也广泛用于“查找某个键/条目失败”。
• EEXIST（17）：O_CREAT|O_EXCL时目标已存在；创建重复对象。
• ENOTDIR（20）/EISDIR（21）：类型不匹配的一对。
• ENOSPC（28）：空间耗尽，也用于“某种表 / 槽位满了”。
• EROFS（30）/ETXTBSY（26）/EFBIG（27）/EMLINK（31）：文件系统特定约束。

1.7 管道与进程：EPIPE、ESRCH、ECHILD、ESPIPE

• EPIPE（32）：向已关闭读端的管道/socket 写，同时触发SIGPIPE。
• ESRCH（3）：目标进程/线程不存在（kill、ptrace、sched_setaffinity）。
• ECHILD（10）：wait()时没有可等待的子进程。
• ESPIPE（29）：对不可 seek 的对象（管道/FIFO/socket）调用lseek。

2. 内核编码惯例

1. 返回负值：return -EINVAL;；成功返回0或正的有效值（如已处理字节数）。

2. 错误指针：用ERR_PTR(-ENOMEM)编码，IS_ERR()判定，PTR_ERR()取出。

   bo=amdgpu_bo_create(...);if(IS_ERR(bo))returnPTR_ERR(bo);

3. 错误传播：优先保留下层返回的 errno，不要无脑改成-EINVAL，以免丢失语义（尤其-EAGAIN/-EINTR/-ENOMEM必须原样传播）。

4. goto清理链：分配失败时按逆序释放，返回对应 errno。

5. 不要用 errno 数值判断底层原因：EAGAIN == EWOULDBLOCK，EDEADLK == EDEADLOCK在部分架构相等，用宏名而非数字。

3. 用户态排查

if(ioctl(fd,DRM_IOCTL_XXX,&arg)<0)fprintf(stderr,"ioctl failed: %s\n",strerror(errno));

命令行：

errno22# EINVAL Invalid argument （moreutils 提供的 errno 工具）errno-l# 列出全部perror...# 或用 strace 观察系统调用返回的 errno

具体实战场景

下面每个场景给出：触发条件 → 现象 → 定位方法 → 处理方式，均取自内核 / DRM / amdgpu SVM 常见问题。

场景 1：ioctl 返回-EINVAL，但参数“看起来没问题”

• 触发条件：用户态填了一个内核尚未识别的 flag 位，或结构体reserved字段非零。
• 现象：ioctl(...)返回-1，strerror(errno)显示Invalid argument。
• 定位：

  strace-etrace=ioctl-f./my_test2>&1|grep-iEINVAL

  内核侧常见校验：

  if(args->flags&~AMDGPU_VM_VALID_FLAGS)/* 有未知位 */return-EINVAL;if(args->_pad)/* 保留字段必须清零 */return-EINVAL;

• 处理：用户态memset(&arg, 0, sizeof(arg))后再填字段；确认内核版本支持该 flag。这是新旧 UAPI 不匹配最典型的表现。

场景 2：迁移路径反复返回-EAGAIN，迁移“卡住不前进”

• 触发条件：migrate_vma_setup()后cpages != npages——部分页正被其他 CPU/GPU 访问，无法一次性隔离。
• 现象：SVM range 迁移函数被上层不断重调，dmesg里没有真错误，但吞吐上不去。
• 定位：

  migrate_vma_setup(&migrate);if(migrate.cpages!=migrate.npages){pr_debug("only isolated %lu/%lu pages\n",migrate.cpages,migrate.npages);ret=-EAGAIN;/* 让上层重试整个 range */}

• 处理：这是正常的控制流，不是 bug。但若无限重试，需检查是否有页被长期 pin（例如用户态持有 DMA-BUF、O_DIRECT I/O 在途），否则会活锁。区分“可重试”与“死循环”的关键是加重试次数上限 + backoff。

场景 3：分配显存得到-ENOMEM，而free显示还有余量

• 触发条件：VRAM碎片化或被 pin 的 BO 占据关键区间，连续大页分配失败；或达到了 per-process 显存配额。
• 现象：amdgpu_bo_create()/amdgpu_vram_mgr_new()返回-ENOMEM，但rocm-smi --showmeminfo vram显示总量未满。
• 定位：

  cat/sys/kernel/debug/dri/0/amdgpu_vram_mm# 查看 VRAM 分配器空洞分布dmesg|grep-i"amdgpu.*out of.*memory"

• 处理：改用可回退到 GTT 的分配标志；触发 TTM 驱逐让出连续空间；或缩小单次分配粒度。SVM 场景下可回退到系统内存后再异步迁移。

场景 4：设备复位期间所有提交返回-EBUSY/-ENODEV

• 触发条件：GPU 挂起后进入 recovery（GPU reset），驱动临时把设备标记为不可用。
• 现象：先是-EBUSY（资源忙），reset 过程中或失败后变为-ENODEV（设备消失）。
• 定位：

  dmesg|grep-iE"GPU reset|ring.*timeout|amdgpu.*hang"cat/sys/kernel/debug/dri/0/amdgpu_gpu_recover

• 处理：用户态应捕获-ENODEV视为“设备需重新初始化”，而非立即退出；-EBUSY通常可短暂 backoff 后重试。驱动侧用amdgpu_in_reset()提前拦截提交并返回-EAGAIN让上层重排队。

场景 5：copy_from_user失败 →-EFAULT

• 触发条件：用户传入的地址范围部分不可读/不可写，或结构体大小与内核期望不一致导致越界拷贝。
• 现象：ioctl 返回-EFAULT；严重时伴随用户态 SIGSEGV。
• 定位：

  if(copy_from_user(&kdata,u64_to_user_ptr(args->ptr),args->size)){pr_debug("bad user ptr %llx size %u\n",args->ptr,args->size);return-EFAULT;}

  配合strace看传入指针，或用dmesg中的pr_debug（需echo -n 'file amdgpu_xxx.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control）。
• 处理：确认用户态缓冲区已分配且大小正确；SVM 场景注意 range 边界对齐到页，避免尾页越界。

场景 6：对已识别 fd 发 ioctl 却得-ENOTTY

• 触发条件：ioctl 命令号不属于该驱动，或打开的是 render node 却发了只有 primary node 支持的命令（反之亦然）。
• 现象：Inappropriate ioctl for device。
• 定位：核对命令号是否用对了DRM_IOCTL_*宏；确认打开的是/dev/dri/card0还是/dev/dri/renderD128。
• 处理：DRM 对未知 ioctl 默认返回-ENOTTY（部分路径是-EINVAL）。选对 node，或确认驱动是否注册了该 ioctl。

场景 7：等待 fence 时被信号打断 →-EINTR/-ERESTARTSYS

• 触发条件：dma_fence_wait_interruptible()或 TTM 可中断驱逐等待期间进程收到信号（如 Ctrl-C、SIGTERM）。
• 现象：内核内部返回-ERESTARTSYS，进入用户态被转为-EINTR。
• 定位：

  ret=dma_fence_wait_interruptible(fence);if(ret)returnret;/* 常为 -ERESTARTSYS，勿改写成 -EINVAL！ */

• 处理：必须原样向上传播，让系统调用自动重启或用户态重试。若被错误地转成其他 errno，会导致信号无法及时响应或误报失败。

场景 8：文件系统类操作在容器/只读根下失败

• 触发条件：在只读挂载点写文件（-EROFS）、O_CREAT|O_EXCL目标已存在（-EEXIST）、路径中间是文件而非目录（-ENOTDIR）。
• 现象：常见于测试脚本在容器里创建 debugfs/tmp 文件失败。
• 定位：mount | grep ro、ls -ld检查路径每一段类型。
• 处理：换可写路径（/tmp、tmpfs）；创建前stat判存在性；确保父目录确为目录。

场景 9：目标进程/线程已消失 →-ESRCH

• 语义锚点：ESRCH的本义是“没有这个进程”，因此它天然绑在task 查找失败上，而不是 mm 引用计数归零。区分两条来源很重要：
  • task 查找为空 →-ESRCH（标准用法）：find_get_task_by_vpid()/pid_task()返回 NULL。
    • mm/migrate.c的find_mm_struct()：task 查不到即return ERR_PTR(-ESRCH);（move_pages系统调用）。
    • mm/process_vm_access.c：find_get_task_by_vpid()为空 →rc = -ESRCH;（process_vm_readv/writev）。
  • task 在、但没有 mm →-ESRCH：kernel/fork.c的mm_access()：

    mm=get_task_mm(task);if(!mm)mm=ERR_PTR(-ESRCH);/* 进程已退出或是内核线程，无地址空间 */elseif(!may_access_mm(mm,task,mode))mmput(mm),mm=ERR_PTR(-EACCES);

• 触发条件：对一个已退出或从未存在的 PID/TID 操作 —— 用户态kill(pid, sig)、sched_setaffinity(pid, ...)、ptrace(..., pid, ...)、读/proc/<pid>/...时进程刚好退出；或内核异步路径用保存的pid回查进程（restore worker、fault handler）而进程已被销毁。
• 现象：系统调用返回-1且errno == ESRCH（No such process）；内核路径返回-ESRCH，异步 worker 直接放弃本次处理。
• 定位：

  task=find_get_task_by_vpid(pid);if(!task){pr_debug("process %d already gone\n",pid);return-ESRCH;/* 进程已退出，放弃本次处理 */}

  用户态复现与观察：

  strace-etrace=kill,ptrace,sched_setaffinity ./tool2>&1|grepESRCH

  竞态确认：在kill与目标退出之间存在 TOCTOU 窗口——kill(pid,0)探活成功后，真正操作时进程已死。
• 处理：
  • 用户态把-ESRCH当作“进程正常结束”的非致命情况处理，而不是报错退出（尤其监控/清理类工具）。
  • 内核异步路径拿到-ESRCH应静默放弃并释放已占资源，不要重试、不要打印 error 级日志（进程退出是常态）。
  • 用get_task_struct()持有 task 引用避免中途释放；查不到 task 才返回-ESRCH。

场景快速索引