实现Loopback回环网卡设备及其驱动

内核开发 SIG - Network
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Loopback回环网卡设备及其驱动实现开发进度

Loopback开发思路

参考virto_net网卡，Loopback设备自顶向下由LoopbackInterface层、LoopbackDriverWapper层、LoopbackDriver层、Loopback层实现，每层有自己的功能实现。

Loopback层是Loopback实现的核心，其结构为一个VecDeque<Vec<v8>>，VecDeque<Vec<v8>>负责形成回环结构，从头部发送数据，接收的数据从尾部传入，FIFO。

Loopback驱动开发思路

Loopback设备驱动用于操作Loopback设备，通过实现调用Loopback的receive函数和transmission函数实现smoltcp的device接口

对LoopbackDriver层实现phy::Device接口，重写capability函数、receive函数、transmit函数；

capability函数重写：创建默认DeviceCapability结构体，设置max_transmission_unit = 65535；设置max_burst_size = 1;

receive函数重写：在这个方法中，我们首先尝试从self.inner.lock().queue的前端弹出一个数据包。这个队列是一个VecDeque<Vec>，它存储了待处理的数据包。如果队列中有数据包，我们使用map函数创建一个接收token和一个发送token。接收token包含了弹出的数据包，发送token包含了一个指向队列的可变引用，这样我们就可以在发送数据包时将其添加到队列中。如果队列为空。pop_front方法会返回None，此时map函数也会返回None，表示当前没有数据包可供接收。

transmit函数重写： 返回Loopback的queue用于send

对LoopbackDeviceInnerWapper层实现Send、Sync、Deref、DereMut，用于包裹Loopback设备驱动。

LoopbackInterface设计

对LoopbackInterface作为接口设备吗，用来规范化内核注册设备。接口层实现Device接口，KObject层。

设备注册流程

编写init函数作为设备注册的接口，调用probe函数在NETDEVICE列表中添加网卡设备。

2 个赞
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我想到一个问题，linux里面它loop back网卡，比如说发出去，但是对面没接收的话，他这个数据缓存的大小是多少？

（感觉总要有个丢包的机制

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模仿e1000e网卡向内核注册lo网卡，报错virtio_probe_mmio failed: ENODEV，明明lo和virtio是没有关联的，请教一下大家

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现在传输接收仍有些奇怪的bug、、

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我修改了下测试程序可以接受到返回的数据重新测了一下，如果输出那条debug日志，ping127.0.0.1是lo发的和收的，验证办法是我把lo的底层发包函数改为空函数就接受不到数据包了，不改就能；然后如果不输出那条debug日志，lo就不工作了，ping也没法接收到数据。我现在在弄明白为啥加上一条日志就可以正常工作

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image1477×693 127 KB

选中行

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输出日志正常工作情况：

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image1008×216 4.7 KB

取消输出日志不工作情况：
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image1008×216 3.8 KB

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把发送和接受的Debug信息注释掉吧

然后test_lo这样写会不会好点：

use std::net::UdpSocket;
use std::str;

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let socket = UdpSocket::bind("127.0.0.1:34254")?;
    socket.connect("127.0.0.1:34254")?;

    let msg = "Hello, loopback!";
    socket.send(msg.as_bytes())?;

    let mut buf = [0; 1024];
    let (amt, _src) = socket.recv_from(&mut buf)?;

    let received_msg = str::from_utf8(&buf[..amt]).expect("Could not read buffer as UTF-8");

    println!("Sent: {}", msg);
    println!("Received: {}", received_msg);

    assert_eq!(msg, received_msg, "The sent and received messages do not match!");

    Ok(())
}