fdbased endpoint

tcpip/header/eth.go

@@ -27,7 +27,7 @@ type Ethernet []byte
 
 const (
 	// EthernetMinimumSize以太网帧最小的长度
-	EthernetMinimumSize = 14
+	EthernetMinimumSize = 14 // 6 + 6 + 2
 
 	// EthernetAddressSize以太网地址的长度
 	EthernetAddressSize = 6

tcpip/link/fdbased/endpoint.go

@@ -27,7 +27,7 @@ type endpoint struct {
 
 	closed func(*tcpip.Error)
 
-	iovers []syscall.Iovec
+	iovecs []syscall.Iovec
 	views []buffer.View
 	dispatcher stack.NetworkDispatcher
 
@@ -73,7 +73,7 @@ func New(opts *Options) tcpip.LinkEndpointID {
 		addr: opts.Address,
 		hdrSize: header.EthernetMinimumSize,
 		views: make([]buffer.View, len(BufConfig)),
-		iovers: make([]syscall.Iovec, len(BufConfig)),
+		iovecs: make([]syscall.Iovec, len(BufConfig)),
 		handleLocal: opts.HandleLocal,
 	}
 
@@ -128,8 +128,9 @@ func (e *endpoint)	WritePacket(r *stack.Route, hdr buffer.Prependable,
 	eth.Encode(ethHdr) // 将以太帧信息作为报文头编入
 	// 写入网卡中
 	if payload.Size() == 0 {
-		return rawfile
+		return rawfile.NonBlockingWrite(e.fd, hdr.View())
 	}
+	return rawfile.NonBlockingWrite2(e.fd, hdr.View(), payload.ToView())
 }
 
 // Attach 启动从文件描述符中读取数据包的goroutine,并通过提供的分发函数来分发数据报
@@ -142,3 +143,82 @@ func (e *endpoint)	Attach(dispatcher stack.NetworkDispatcher) {
 func (e *endpoint)	IsAttached() bool {
 	return e.dispatcher != nil
 }
+
+// 截取需要的内容
+func (e *endpoint) capViews(n int, buffers []int) int {
+	c := 0
+	for i, s := range buffers {
+		c += s
+		if c >= n {
+			e.views[i].CapLength(s - (c - n))
+			return i + 1
+		}
+	}
+	return len(buffers)
+}
+
+// 按照bufConfig的长度分配内存大小
+// 注意e.views 和 e.iovecs共用相同的内存块
+func (e *endpoint) allocateViews(bufConfig []int) {
+	for i, v := range e.views {
+		if v != nil {
+			break
+		}
+		b := buffer.NewView(bufConfig[i]) // 分配内存
+		e.views[i] = b
+		e.iovecs[i] = syscall.Iovec{
+			Base: &b[0],
+			Len: uint64(len(b)),
+		}
+	}
+}
+
+func (e *endpoint) dispatch() (bool, *tcpip.Error) {
+	// 读取数据缓存的分配
+	e.allocateViews(BufConfig)
+
+	// 从网卡读取数据
+	n, err := rawfile.BlockingReadv(e.fd, e.iovecs) // 读到ioves中相当于读到views中
+	if err != nil {
+		return false, err
+	}
+	if n <= e.hdrSize {
+		return false, nil // 读到的数据比头部还小 直接丢弃
+	}
+
+	var (
+		p tcpip.NetworkProtocolNumber
+		remoteLinkAddr, localLinkAddr tcpip.LinkAddress // 目标MAC 源MAC
+	)
+	// 获取以太网头部信息
+	eth := header.Ethernet(e.views[0])
+	p = eth.Type()
+	remoteLinkAddr = eth.SourceAddress()
+	localLinkAddr = eth.DestinationAddress()
+
+	used := e.capViews(n, BufConfig) // 从缓存中截有效的内容
+	vv := buffer.NewVectorisedView(n, e.views[:used]) // 用这些有效的内容构建vv
+	vv.TrimFront(e.hdrSize) // 将数据内容删除以太网头部信息 将网络层作为数据头
+
+	e.dispatcher.DeliverNetworkPacket(e, remoteLinkAddr, localLinkAddr, p, vv)
+
+	// 将分发后的数据无效化(设置nil可以让gc回收这些内存)
+	for i := 0;i < used;i++ {
+		e.views[i] = nil
+	}
+
+	return true, nil
+}
+
+// 循环地从fd中读取数据 然后就爱那个数据报分发给协议栈
+func (e *endpoint) dispatchLoop() *tcpip.Error {
+	for {
+		cont, err := e.dispatch()
+		if err != nil || !cont {
+			if e.closed != nil {
+				e.closed(err)
+			}
+			return err
+		}
+	}
+}

tcpip/link/fdbased/endpoint_test.go

@@ -0,0 +1,67 @@
+package fdbased
+
+import (
+	"netstack/tcpip"
+	"netstack/tcpip/buffer"
+	"netstack/tcpip/stack"
+	"syscall"
+	"testing"
+)
+
+const (
+	mtu = 1500
+	laddr = tcpip.LinkAddress("\x11\x22\x33\x44\x55\x66")
+	raddr = tcpip.LinkAddress("\x77\x88\x99\xaa\xbb\xcc")
+	proto = 10
+)
+
+type packetInfo struct {
+	raddr tcpip.LinkAddress
+	proto tcpip.NetworkProtocolNumber
+	contents buffer.View
+}
+
+type context struct {
+	t *testing.T
+	fds [2]int
+	ep stack.LinkEndpoint
+	ch chan packetInfo
+	done chan struct{}
+}
+
+func NewContext(t *testing.T, opt *Options) *context {
+	fds, err := syscall.Socketpair(syscall.AF_UNIX, syscall.SOCK_SEQPACKET, 0)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("Socketpair failed: %v", err)
+	}
+
+	done := make(chan struct{}, 1)
+	opt.ClosedFunc = func(*tcpip.Error) {
+		done <- struct{}{}
+	}
+
+	opt.FD = fds[1]
+	ep := stack.FindLinkEndpoint(New(opt)).(*endpoint)
+
+	c := &context{
+		t: t,
+		fds: fds,
+		ep:ep,
+		ch: make(chan packetInfo, 100),
+		done: done,
+	}
+
+	ep.Attach(c)
+
+	return c
+}
+
+
+func (c *context) DeliverNetworkPacket(linkEP stack.LinkEndpoint,
+	dstLinkAddr, srcLinkAddr tcpip.LinkAddress,
+	protocol tcpip.NetworkProtocolNumber, vv buffer.VectorisedView) {
+	c.ch <- packetInfo{dstLinkAddr, protocol, vv.ToView()}
+}
+
+func TestFdbased(t *testing.T) {
+}

tcpip/link/rawfile/blockingpoll_unsafe.go

@@ -41,10 +41,46 @@ func NonBlockingWrite(fd int, buf []byte) *tcpip.Error {
 	if len(buf) > 0 {
 		ptr = unsafe.Pointer(&buf[0])
 	}
+
+	_, _, e := syscall.RawSyscall(syscall.SYS_WRITE, uintptr(fd),
+		uintptr(ptr), uintptr(len(buf)))
+	if e != 0 {
+		return TranslateErrno(e)
+	}
+	return nil
 }
 
 func NonBlockingWrite2(fd int, b1, b2 []byte) *tcpip.Error {
+	if len(b2) == 0 {
+		return NonBlockingWrite(fd, b1)
+	}
+	/*
+	   #include <sys/uio.h>
 
+	   struct iovec {
+	     void *iov_base;
+	     size_t iov_len;
+	   };
+	  **/
+	iovec := [...]syscall.Iovec{
+		{
+			Base: &b1[0],
+			Len: uint64(len(b1)),
+		},
+		{
+			Base: &b2[0],
+			Len: uint64(len(b2)),
+		},
+	}
+
+	// ssize_t writev(int fildes, const struct iovec *iov, int iovcnt);
+	_, _, e := syscall.RawSyscall(syscall.SYS_WRITEV, uintptr(fd),
+		uintptr(unsafe.Pointer(&iovec[0])), uintptr(len(iovec)))
+	if e != 0 {
+		return TranslateErrno(e)
+	}
+
+	return nil
 }
 
 func BlockingRead(fd int, b []byte) (int, *tcpip.Error) {
@@ -69,7 +105,8 @@ func BlockingRead(fd int, b []byte) (int, *tcpip.Error) {
 
 func BlockingReadv(fd int, iovecs []syscall.Iovec) (int, *tcpip.Error) {
 	for {
-		n, _, e := syscall.RawSyscall(syscall.SYS_READV, uintptr(fd), uintptr(unsafe.                 Pointer(&iovecs[0])), uintptr(len(iovecs)))
+		n, _, e := syscall.RawSyscall(syscall.SYS_READV, uintptr(fd),
+			uintptr(unsafe.Pointer(&iovecs[0])), uintptr(len(iovecs)))
 		if e == 0 {
 			return int(n), nil
 		}

tcpip/stack/registration.go

@@ -3,6 +3,15 @@ package stack
 import (
 	"netstack/tcpip"
 	"netstack/tcpip/buffer"
+	"sync"
+)
+
+const (
+	CapabilityChecksumOffload LinkEndpointCapabilities = 1 << iota
+	CapabilityResolutionRequired
+	CapabilitySaveRestore
+	CapabilityDisconnectOK
+	CapabilityLoopback
 )
 
 // 所谓 io 就是数据的输入输出，对于网卡来说就是接收或发送数据，
@@ -14,6 +23,9 @@ type LinkEndpoint interface {
 	// 当这种物理网络不存在时，限制通常为64k，其中包括IP数据包的最大大小。
 	MTU() uint32
 
+	// Capabilities返回链路层端点支持的功能集。
+	Capabilities() LinkEndpointCapabilities
+
 	// MaxHeaderLength 返回数据链接（和较低级别的图层组合）标头可以具有的最大大小。
 	// 较高级别使用此信息来保留它们正在构建的数据包前面预留空间。
 	MaxHeaderLength() uint16
@@ -40,3 +52,33 @@ type NetworkDispatcher interface {
 }
 
 type LinkEndpointCapabilities uint
+
+
+var (
+	// 传输层协议的注册存储结构 TODO
+	// 网络层协议的注册存储结构 TODO
+
+	linkEPMu sync.RWMutex
+	nextLinkEndpointID tcpip.LinkEndpointID = 1
+	linkEndpoints = make(map[tcpip.LinkEndpointID]LinkEndpoint) // 设备注册表 设备号:设备实现
+)
+
+// 注册一个链路层设备
+func RegisterLinkEndpoint(linkEP LinkEndpoint) tcpip.LinkEndpointID {
+	linkEPMu.Lock()
+	defer linkEPMu.Unlock()
+
+	v := nextLinkEndpointID
+	nextLinkEndpointID++
+
+	linkEndpoints[v] = linkEP
+
+	return v
+}
+
+func FindLinkEndpoint(id tcpip.LinkEndpointID) LinkEndpoint {
+	linkEPMu.RLock()
+	defer linkEPMu.RUnlock()
+
+	return linkEndpoints[id]
+}

tcpip/stack/route.go

@@ -1,11 +1,28 @@
 package stack
 
-import (
-)
+import "netstack/tcpip"
 
 // 贯穿整个协议栈的路由，也就是在链路层和网络层都可以路由
 // 如果目标地址是链路层地址，那么在链路层路由，
 // 如果目标地址是网络层地址，那么在网络层路由。
 type Route struct {
-	// TODO
+	// 远端网络层地址 ipv4 or ipv6 地址
+	RemoteAddress tcpip.Address
+	// 远端网卡MAC地址
+	RemoteLinkAddress tcpip.LinkAddress
+
+
+	// 本地网络层地址 ipv4 or ipv6 地址
+	LocalAddress tcpip.Address
+	// 本地网卡MAC地址
+	LocalLinkAddress tcpip.LinkAddress
+
+	// 下一跳网络层地址
+	NextHop tcpip.Address
+
+	// 网络层协议号
+	NetProto tcpip.NetworkProtocolNumber
+
+	// 相关的网络终端
+	ref *referenceNetworkEndpoint
 }

tcpip/tcpip.go

@@ -1,5 +1,10 @@
 package tcpip
 
+import (
+	"fmt"
+	"strings"
+)
+
 
 type Error struct {
 	msg string
@@ -51,10 +56,68 @@ var (
 	ErrNoBufferSpace         = &Error{msg: "no buffer space available"}
 )
 
+type Address string
 
+type AddressMask string
+
+func (a AddressMask) String() string {
+	return Address(a).String()
+}
 
 // LinkAddress 是一个字节切片，转换为表示链接地址的字符串。
 // 它通常是一个 6 字节的 MAC 地址。
 type LinkAddress string // MAC地址
 
+type LinkEndpointID uint64
+
+type TransportProtocolNumber uint32
+
 type NetworkProtocolNumber uint32
+
+
+func (a Address) String() string {
+	switch len(a) {
+	case 4:
+		fmt.Println(string(a))
+		return fmt.Sprintf("%d.%d.%d.%d", int(a[0]), int(a[1]), int(a[2]), int(a[3]))
+	case 16:
+		fmt.Println(string(a))
+		// Find the longest subsequence of hexadecimal zeros.
+		start, end := -1, -1
+		for i := 0; i < len(a); i += 2 {
+			j := i
+			for j < len(a) && a[j] == 0 && a[j+1] == 0 {
+				j += 2
+			}
+			if j > i+2 && j-i > end-start {
+				start, end = i, j
+			}
+		}
+		var b strings.Builder
+		for i := 0; i < len(a); i += 2 {
+			if i == start {
+				b.WriteString("::")
+				i = end
+				if end >= len(a) {
+					break
+				}
+			} else if i > 0 {
+				b.WriteByte(':')
+			}
+			v := uint16(a[i+0])<<8 | uint16(a[i+1])
+			if v == 0 {
+				b.WriteByte('0')
+			} else {
+				const digits = "0123456789abcdef"
+				for i := uint(3); i < 4; i-- {
+					if v := v >> (i * 4); v != 0 {
+						b.WriteByte(digits[v&0xf])
+					}
+				}
+			}
+		}
+		return b.String()
+	default:
+		return fmt.Sprintf("%x", []byte(a))
+	}
+}