/* net_stack.h — Deshab 用户态共享网络协议栈（static inline，无库） * * 前置条件：包含者已定义 u8/u16/u32/u64/i64 基础类型。 * 通过 dkm_kernel_api + 0x48 的 net API 收发原始以太帧（轮询模型，无 IRQ）。 * * 能力：eth II / ARP（含应答）/ IPv4 / ICMP echo / UDP DNS / TCP 最小 client。 * 默认拓扑：QEMU slirp — guest 10.0.2.15 / gw 10.0.2.2 / dns 10.0.2.3。 * * 用法： * ns_init(ctx->dkm_kernel_api) — 初始化，选第一个有线 tx/rx ready 设备 * ns_ping(ip, seq, timeout, &rtt, &ttl) — 单次 ICMP echo * ns_dns_resolve(host, &ip) — A 记录查询（数字 IP 直接返回） * ns_tcp_connect(ip, port, timeout) * ns_tcp_send(data, len) * ns_tcp_recv(buf, cap, idle_timeout) — 收至 FIN/超时，返回累计长度 * ns_tcp_close() * * IP 以 u32 网络序数值表示（NS_IP4(10,0,2,15)）。 */ #ifndef DESHAB_NET_STACK_H #define DESHAB_NET_STACK_H /* ---- 默认网络配置（QEMU user-mode slirp） ---- */ #define NS_IP4(a,b,c,d) ((u32)((((u32)(a))<<24)|(((u32)(b))<<16)|(((u32)(c))<<8)|((u32)(d)))) #define NS_GUEST_IP NS_IP4(10,0,2,15) #define NS_GATEWAY_IP NS_IP4(10,0,2,2) #define NS_DNS_IP NS_IP4(10,0,2,3) #define NS_NETMASK NS_IP4(255,255,255,0) #define NS_ETH_ARP 0x0806 #define NS_ETH_IPV4 0x0800 #define NS_IP_ICMP 1 #define NS_IP_TCP 6 #define NS_IP_UDP 17 #define NS_ARP_CACHE_SIZE 8 #define NS_TCP_RX_CAP 65536 /* dkm_net_device_desc.flags 位（与 utsm/net.h 一致） */ #define NS_NET_F_TX_READY 0x2 #define NS_NET_F_RX_READY 0x4 #define NS_NET_F_WIRELESS 0x8 /* ---- 端口 I/O / TSC（ns_ 前缀避免与包含者冲突） ---- */ static inline void ns_outb(u16 p, u8 v) { __asm__ volatile("outb %0,%1"::"a"(v),"Nd"(p)); } static inline u8 ns_inb(u16 p) { u8 v; __asm__ volatile("inb %1,%0":"=a"(v):"Nd"(p)); return v; } static inline u64 ns_rdtsc(void) { u32 lo, hi; __asm__ volatile("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi)); return ((u64)hi << 32) | lo; } /* PIT ch0 ~10ms 校准 TSC（与 shell/dsk 同法） */ static u64 ns_tsc_per_ms = 0; static inline void ns_tsc_calibrate(void) { if (ns_tsc_per_ms) return; ns_outb(0x43, 0x30); ns_outb(0x40, 0x7C); ns_outb(0x40, 0x2E); u64 t0 = ns_rdtsc(); u16 prev = 0; u64 loops = 0; for (;;) { ns_outb(0x43, 0x00); u16 cur = (u16)ns_inb(0x40) | ((u16)ns_inb(0x40) << 8); if (cur > prev && loops > 10) break; prev = cur; loops++; } ns_tsc_per_ms = (ns_rdtsc() - t0) / 10; if (!ns_tsc_per_ms) ns_tsc_per_ms = 3000; /* 兜底 ~3GHz */ } static inline int ns_deadline_reached(u64 deadline) { return (i64)(ns_rdtsc() - deadline) >= 0; } /* ---- 字节序/校验和 ---- */ static inline void ns_w16(u8 *p, u16 v) { p[0] = (u8)(v >> 8); p[1] = (u8)v; } static inline void ns_w32(u8 *p, u32 v) { p[0] = (u8)(v >> 24); p[1] = (u8)(v >> 16); p[2] = (u8)(v >> 8); p[3] = (u8)v; } static inline u16 ns_r16(const u8 *p) { return (u16)(((u16)p[0] << 8) | p[1]); } static inline u32 ns_r32(const u8 *p) { return ((u32)p[0] << 24) | ((u32)p[1] << 16) | ((u32)p[2] << 8) | p[3]; } static inline u16 ns_checksum(const void *data, u32 len) { const u8 *p = (const u8 *)data; u32 sum = 0; while (len > 1) { sum += ((u16)p[0] << 8) | p[1]; p += 2; len -= 2; } if (len) sum += ((u16)p[0] << 8); while (sum >> 16) sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16); return (u16)~sum; } static inline void ns_memcpy(void *d, const void *s, u32 n) { u8 *dd = (u8 *)d; const u8 *ss = (const u8 *)s; while (n--) *dd++ = *ss++; } static inline void ns_memset(void *d, u8 c, u32 n) { u8 *dd = (u8 *)d; while (n--) *dd++ = c; } /* ---- 十进制/IP 字符串 ---- */ static inline void ns_u32_dec(char *buf, u32 v) { char tmp[12]; int n = 0; if (!v) { buf[0] = '0'; buf[1] = 0; return; } while (v && n < 11) { tmp[n++] = (char)('0' + v % 10); v /= 10; } for (int i = 0; i < n; i++) buf[i] = tmp[n - 1 - i]; buf[n] = 0; } static inline void ns_fmt_ip(u32 ip, char *out) { int p = 0; for (int i = 3; i >= 0; i--) { char d[4]; ns_u32_dec(d, (ip >> (i * 8)) & 0xFF); for (int j = 0; d[j]; j++) out[p++] = d[j]; if (i) out[p++] = '.'; } out[p] = 0; } /* 解析 "a.b.c.d" → 网络序 u32。返回 0 成功。 */ static inline int ns_parse_ip(const char *s, u32 *out) { u32 v = 0; for (int part = 0; part < 4; part++) { u32 n = 0; int digits = 0; while (*s >= '0' && *s <= '9') { n = n * 10 + (u32)(*s - '0'); if (n > 255) return -1; s++; digits++; } if (!digits) return -1; v = (v << 8) | n; if (part < 3) { if (*s != '.') return -1; s++; } } if (*s && *s != ' ') return -1; *out = v; return 0; } /* ---- net API 绑定 ---- */ typedef int (*ns_net_tx_fn)(u32 index, const void *packet, u32 length); typedef int (*ns_net_rx_poll_fn)(u32 index, void *buffer, u32 capacity, u32 *out_length); typedef u32 (*ns_net_count_fn)(void); typedef int (*ns_net_info_fn)(u32 index, void *out); static int ns_ready = 0; static u32 ns_dev_index = 0; static u8 ns_mac[6] = {0}; static ns_net_tx_fn ns_net_tx = 0; static ns_net_rx_poll_fn ns_net_rx_poll_fn_ptr = 0; static u16 ns_ip_id = 1; /* dkm_net_device_info 布局：name ptr @0, mac[6] @8, flags @16（对齐填充后 size 24） */ typedef struct __attribute__((packed)) { u64 name; u8 mac[6]; u16 pad; u32 flags; } ns_dev_info; static inline int ns_init(u64 dkm_kernel_api) { if (ns_ready) return 0; if (!dkm_kernel_api) return -1; u64 net = *(u64 *)(dkm_kernel_api + 0x48); if (!net) return -2; ns_net_count_fn device_count = (ns_net_count_fn)*(u64 *)(net + 0x08); ns_net_info_fn device_info = (ns_net_info_fn)*(u64 *)(net + 0x10); ns_net_tx = (ns_net_tx_fn)*(u64 *)(net + 0x18); ns_net_rx_poll_fn_ptr = (ns_net_rx_poll_fn)*(u64 *)(net + 0x20); if (!device_count || !device_info || !ns_net_tx || !ns_net_rx_poll_fn_ptr) return -3; u32 n = device_count(); if (!n) return -4; int picked = -1; ns_dev_info info; for (u32 i = 0; i < n && i < 8; i++) { ns_memset(&info, 0, sizeof(info)); if (device_info(i, &info) != 0) continue; if (info.flags & NS_NET_F_WIRELESS) continue; if ((info.flags & NS_NET_F_TX_READY) && (info.flags & NS_NET_F_RX_READY)) { picked = (int)i; for (int k = 0; k < 6; k++) ns_mac[k] = info.mac[k]; break; } } if (picked < 0) { ns_memset(&info, 0, sizeof(info)); if (device_info(0, &info) != 0) return -5; picked = 0; for (int k = 0; k < 6; k++) ns_mac[k] = info.mac[k]; } ns_dev_index = (u32)picked; ns_tsc_calibrate(); ns_ready = 1; return 0; } /* ---- 帧缓冲 ---- */ static u8 ns_txbuf[2048]; static u8 ns_rxframe[2048]; /* 发送以太帧 */ static inline int ns_send_eth(const u8 dst_mac[6], u16 ethertype, const u8 *payload, u32 len) { if (len + 14 > sizeof(ns_txbuf)) return -1; for (int i = 0; i < 6; i++) ns_txbuf[i] = dst_mac[i]; for (int i = 0; i < 6; i++) ns_txbuf[6 + i] = ns_mac[i]; ns_w16(ns_txbuf + 12, ethertype); ns_memcpy(ns_txbuf + 14, payload, len); u32 total = len + 14; if (total < 60) { /* 以太网最小帧 */ ns_memset(ns_txbuf + total, 0, 60 - total); total = 60; } return ns_net_tx(ns_dev_index, ns_txbuf, total); } /* ---- ARP ---- */ typedef struct { u32 ip; u8 mac[6]; u8 valid; } ns_arp_entry; static ns_arp_entry ns_arp_cache[NS_ARP_CACHE_SIZE]; static u8 ns_arp_reply_mac[6]; static volatile int ns_arp_reply_valid = 0; static inline void ns_arp_cache_put(u32 ip, const u8 mac[6]) { int slot = -1; for (int i = 0; i < NS_ARP_CACHE_SIZE; i++) { if (ns_arp_cache[i].valid && ns_arp_cache[i].ip == ip) { slot = i; break; } } if (slot < 0) { for (int i = 0; i < NS_ARP_CACHE_SIZE; i++) { if (!ns_arp_cache[i].valid) { slot = i; break; } } } if (slot < 0) slot = 0; ns_arp_cache[slot].ip = ip; for (int k = 0; k < 6; k++) ns_arp_cache[slot].mac[k] = mac[k]; ns_arp_cache[slot].valid = 1; } static inline int ns_arp_cache_get(u32 ip, u8 mac[6]) { for (int i = 0; i < NS_ARP_CACHE_SIZE; i++) { if (ns_arp_cache[i].valid && ns_arp_cache[i].ip == ip) { for (int k = 0; k < 6; k++) mac[k] = ns_arp_cache[i].mac[k]; return 0; } } return -1; } /* 构造 ARP 包到 out（42 字节），oper 1=request 2=reply */ static inline void ns_arp_build(u8 *out, u16 oper, const u8 sha[6], u32 spa, const u8 tha[6], u32 tpa) { ns_w16(out + 0, 1); /* htype eth */ ns_w16(out + 2, NS_ETH_IPV4); /* ptype */ out[4] = 6; out[5] = 4; ns_w16(out + 6, oper); for (int i = 0; i < 6; i++) out[8 + i] = sha[i]; ns_w32(out + 14, spa); for (int i = 0; i < 6; i++) out[18 + i] = tha[i]; ns_w32(out + 24, tpa); } /* 处理收到的 ARP 包：应答对我们的请求，记录 reply。 */ static inline void ns_arp_handle(const u8 *pkt, u32 len) { if (len < 28) return; u16 oper = ns_r16(pkt + 6); u32 spa = ns_r32(pkt + 14); u32 tpa = ns_r32(pkt + 24); if (oper == 1 && tpa == NS_GUEST_IP) { /* 请求我们的 IP → 回复 */ u8 reply[28]; ns_arp_build(reply, 2, ns_mac, NS_GUEST_IP, pkt + 8, spa); ns_send_eth(pkt + 8, NS_ETH_ARP, reply, 28); } else if (oper == 2) { ns_arp_cache_put(spa, pkt + 8); for (int k = 0; k < 6; k++) ns_arp_reply_mac[k] = pkt[8 + k]; ns_arp_reply_valid = 1; } } /* 轮询一帧；ARP 内部处理（不返回给调用者）。 * 返回 0=收到非 ARP 帧（*out_et 为 ethertype），1=超时。 */ static inline int ns_wait_frame(u8 *buf, u32 cap, u32 *out_len, u16 *out_et, u32 timeout_ms) { u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * timeout_ms; for (;;) { u32 len = 0; int rc = ns_net_rx_poll_fn_ptr(ns_dev_index, buf, cap, &len); if (rc == 0 && len >= 14) { u16 et = ns_r16(buf + 12); if (et == NS_ETH_ARP) { ns_arp_handle(buf + 14, len - 14); /* 继续等待 */ } else { *out_len = len; *out_et = et; return 0; } } if (ns_deadline_reached(deadline)) return 1; __asm__ volatile("pause"); } } /* ARP 解析 ip → mac，3 次重传。返回 0 成功。 */ static inline int ns_arp_resolve(u32 ip, u8 out_mac[6]) { if (ns_arp_cache_get(ip, out_mac) == 0) return 0; static const u8 bcast[6] = {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; static const u8 zero_mac[6] = {0,0,0,0,0,0}; for (int attempt = 0; attempt < 3; attempt++) { u8 req[28]; ns_arp_build(req, 1, ns_mac, NS_GUEST_IP, zero_mac, ip); ns_arp_reply_valid = 0; if (ns_send_eth(bcast, NS_ETH_ARP, req, 28) != 0) continue; u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * 1000; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { u32 len = 0; int rc = ns_net_rx_poll_fn_ptr(ns_dev_index, ns_rxframe, sizeof(ns_rxframe), &len); if (rc == 0 && len >= 14 && ns_r16(ns_rxframe + 12) == NS_ETH_ARP) { ns_arp_handle(ns_rxframe + 14, len - 14); if (ns_arp_reply_valid) { u32 spa = ns_r32(ns_rxframe + 14 + 14); if (spa == ip) { for (int k = 0; k < 6; k++) out_mac[k] = ns_arp_reply_mac[k]; return 0; } ns_arp_reply_valid = 0; } } __asm__ volatile("pause"); } } return -1; } /* 目标 IP 的下一跳 MAC（同子网直连，否则走网关）。返回 0 成功。 */ static inline int ns_route_mac(u32 dst_ip, u8 out_mac[6]) { u32 next = dst_ip; if ((dst_ip & NS_NETMASK) != (NS_GUEST_IP & NS_NETMASK)) next = NS_GATEWAY_IP; return ns_arp_resolve(next, out_mac); } /* ---- IPv4 发送 ---- */ static inline void ns_ipv4_build(u8 *out, u8 proto, u32 src, u32 dst, u32 payload_len) { out[0] = 0x45; /* ver=4 ihl=5 */ out[1] = 0; /* tos */ ns_w16(out + 2, (u16)(20 + payload_len)); ns_w16(out + 4, ns_ip_id++); ns_w16(out + 6, 0x4000); /* DF */ out[8] = 64; /* ttl */ out[9] = proto; ns_w16(out + 10, 0); ns_w32(out + 12, src); ns_w32(out + 16, dst); ns_w16(out + 10, ns_checksum(out, 20)); } /* ---- ICMP echo（ping） ---- * 返回 0 成功（*out_rtt_ms / *out_ttl 有效），-1 ARP 失败，-2 超时。 */ static inline int ns_ping(u32 dst_ip, u16 seq, u32 timeout_ms, u32 *out_rtt_ms, u8 *out_ttl) { u8 dst_mac[6]; if (ns_route_mac(dst_ip, dst_mac) != 0) return -1; u8 pkt[20 + 8 + 32]; ns_ipv4_build(pkt, NS_IP_ICMP, NS_GUEST_IP, dst_ip, 8 + 32); u8 *icmp = pkt + 20; icmp[0] = 8; /* echo request */ icmp[1] = 0; ns_w16(icmp + 2, 0); ns_w16(icmp + 4, 0xD5AB); /* identifier */ ns_w16(icmp + 6, seq); for (int i = 0; i < 32; i++) icmp[8 + i] = (u8)(0x61 + (i % 26)); ns_w16(icmp + 2, ns_checksum(icmp, 8 + 32)); if (ns_send_eth(dst_mac, NS_ETH_IPV4, pkt, sizeof(pkt)) != 0) return -3; u64 t0 = ns_rdtsc(); u64 deadline = t0 + ns_tsc_per_ms * timeout_ms; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { u32 len = 0; int rc = ns_net_rx_poll_fn_ptr(ns_dev_index, ns_rxframe, sizeof(ns_rxframe), &len); if (rc == 0 && len >= 14) { u16 et = ns_r16(ns_rxframe + 12); if (et == NS_ETH_ARP) { ns_arp_handle(ns_rxframe + 14, len - 14); } else if (et == NS_ETH_IPV4 && len >= 14 + 20 + 8) { const u8 *ip = ns_rxframe + 14; u8 ihl = (u8)((ip[0] & 0x0F) * 4); if (ihl < 20 || len < 14 + ihl + 8) continue; if (ip[9] != NS_IP_ICMP) continue; const u8 *ic = ip + ihl; if (ic[0] == 0 && ns_r16(ic + 4) == 0xD5AB && ns_r16(ic + 6) == seq) { u64 dt = ns_rdtsc() - t0; if (out_rtt_ms) { u32 ms = (u32)(dt / ns_tsc_per_ms); *out_rtt_ms = ms; } if (out_ttl) *out_ttl = ip[8]; return 0; } } } __asm__ volatile("pause"); } return -2; } /* ---- UDP DNS A 查询 ---- * host 为数字 IP 时直接解析返回。返回 0 成功。 */ static inline int ns_dns_resolve(const char *host, u32 *out_ip) { if (ns_parse_ip(host, out_ip) == 0) return 0; u8 dst_mac[6]; if (ns_route_mac(NS_DNS_IP, dst_mac) != 0) return -1; /* 构造查询：header + qname + qtype/qclass */ u8 q[512]; u16 txid = (u16)(ns_rdtsc() & 0xFFFF); if (!txid) txid = 0x1234; ns_w16(q + 0, txid); ns_w16(q + 2, 0x0100); /* RD */ ns_w16(q + 4, 1); /* qdcount */ ns_w16(q + 6, 0); ns_w16(q + 8, 0); ns_w16(q + 10, 0); u32 p = 12; u32 i = 0; while (host[i]) { u32 start = p++; u8 n = 0; while (host[i] && host[i] != '.') { if (n >= 63 || p >= 500) return -2; q[p++] = (u8)host[i++]; n++; } q[start] = n; if (host[i] == '.') i++; } q[p++] = 0; ns_w16(q + p, 1); p += 2; /* A */ ns_w16(q + p, 1); p += 2; /* IN */ u32 qlen = p; u8 pkt[20 + 8 + 512]; ns_ipv4_build(pkt, NS_IP_UDP, NS_GUEST_IP, NS_DNS_IP, 8 + qlen); u8 *udp = pkt + 20; ns_w16(udp + 0, 49153); ns_w16(udp + 2, 53); ns_w16(udp + 4, (u16)(8 + qlen)); ns_w16(udp + 6, 0); /* 不校验 UDP checksum */ ns_memcpy(udp + 8, q, qlen); for (int attempt = 0; attempt < 2; attempt++) { if (ns_send_eth(dst_mac, NS_ETH_IPV4, pkt, 20 + 8 + qlen) != 0) continue; u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * 3000; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { u32 len = 0; int rc = ns_net_rx_poll_fn_ptr(ns_dev_index, ns_rxframe, sizeof(ns_rxframe), &len); if (rc == 0 && len >= 14) { u16 et = ns_r16(ns_rxframe + 12); if (et == NS_ETH_ARP) { ns_arp_handle(ns_rxframe + 14, len - 14); } else if (et == NS_ETH_IPV4 && len >= 14 + 20 + 8 + 12) { const u8 *ip = ns_rxframe + 14; u8 ihl = (u8)((ip[0] & 0x0F) * 4); if (ihl < 20 || ip[9] != NS_IP_UDP) continue; const u8 *ru = ip + ihl; if (ns_r16(ru + 2) != 49153) continue; const u8 *d = ru + 8; if (ns_r16(d + 0) != txid) continue; u16 qd = ns_r16(d + 4); u16 an = ns_r16(d + 6); u32 off = 12; /* 跳过问题段 */ for (u16 qq = 0; qq < qd; qq++) { while (off < len) { u8 b = d[off]; if (b == 0) { off++; break; } if ((b & 0xC0) == 0xC0) { off += 2; break; } off += 1 + b; } off += 4; } /* 遍历应答 RR */ for (u16 rr = 0; rr < an; rr++) { while (off < len) { /* 跳过 name */ u8 b = d[off]; if (b == 0) { off++; break; } if ((b & 0xC0) == 0xC0) { off += 2; break; } off += 1 + b; } if (off + 10 > len) break; u16 rtype = ns_r16(d + off); u16 rdlen = ns_r16(d + off + 8); off += 10; if (rtype == 1 && rdlen == 4 && off + 4 <= len) { *out_ip = ns_r32(d + off); return 0; } off += rdlen; } } } __asm__ volatile("pause"); } } return -3; } /* ---- TCP 最小 client ---- */ #define NS_TCP_CLOSED 0 #define NS_TCP_SYN_SENT 1 #define NS_TCP_ESTAB 2 #define NS_TCP_FIN_WAIT 3 static struct { u32 state; u32 dst_ip; u16 dst_port; u16 src_port; u32 snd_nxt; u32 rcv_nxt; u8 dst_mac[6]; } ns_tc = {0, 0, 0, 0, 0, 0, {0}}; static u8 ns_tcp_rx[NS_TCP_RX_CAP]; static u32 ns_tcp_rx_len = 0; static volatile int ns_tcp_got_fin = 0; static volatile int ns_tcp_got_rst = 0; #define NS_TCP_FIN 0x01 #define NS_TCP_SYN 0x02 #define NS_TCP_RST 0x04 #define NS_TCP_PSH 0x08 #define NS_TCP_ACK 0x10 /* 构造并发送 TCP 段（data 可为 0）。 */ static inline int ns_tcp_emit(u8 flags, const u8 *data, u32 len, u32 seq) { u8 pkt[20 + 20 + 1460]; if (len > 1460) return -1; u32 tcp_len = 20 + len; ns_ipv4_build(pkt, NS_IP_TCP, NS_GUEST_IP, ns_tc.dst_ip, tcp_len); u8 *t = pkt + 20; ns_w16(t + 0, ns_tc.src_port); ns_w16(t + 2, ns_tc.dst_port); ns_w32(t + 4, seq); ns_w32(t + 8, (flags & NS_TCP_ACK) ? ns_tc.rcv_nxt : 0); t[12] = (5 << 4); /* data offset */ t[13] = flags; ns_w16(t + 14, 64240); /* window */ ns_w16(t + 16, 0); ns_w16(t + 18, 0); if (len) ns_memcpy(t + 20, data, len); /* 伪头部校验和 */ u8 ph[12]; ns_w32(ph + 0, NS_GUEST_IP); ns_w32(ph + 4, ns_tc.dst_ip); ph[8] = 0; ph[9] = NS_IP_TCP; ns_w16(ph + 10, (u16)tcp_len); u32 sum = 0; for (u32 k = 0; k < 12; k += 2) sum += ((u16)ph[k] << 8) | ph[k + 1]; for (u32 k = 0; k + 1 < tcp_len; k += 2) sum += ((u16)t[k] << 8) | t[k + 1]; if (tcp_len & 1) sum += ((u16)t[tcp_len - 1] << 8); while (sum >> 16) sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16); ns_w16(t + 16, (u16)~sum); return ns_send_eth(ns_tc.dst_mac, NS_ETH_IPV4, pkt, 20 + tcp_len); } /* 处理收到的 IPv4/TCP 段。返回 1 表示属于本连接并已处理。 */ static inline int ns_tcp_process(const u8 *ip, u32 ip_len) { if (ip_len < 20) return 0; u8 ihl = (u8)((ip[0] & 0x0F) * 4); if (ihl < 20 || ip_len < ihl + 20) return 0; if (ip[9] != NS_IP_TCP) return 0; if (ns_r32(ip + 12) != ns_tc.dst_ip) return 0; const u8 *t = ip + ihl; if (ns_r16(t + 0) != ns_tc.dst_port) return 0; if (ns_r16(t + 2) != ns_tc.src_port) return 0; u32 seq = ns_r32(t + 4); u32 ack = ns_r32(t + 8); u8 doff = (u8)((t[12] >> 4) * 4); u8 flags = t[13]; u16 ip_total = ns_r16(ip + 2); u32 data_len = (u32)ip_total - ihl - doff; const u8 *data = t + doff; if (flags & NS_TCP_RST) { ns_tcp_got_rst = 1; ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; return 1; } if (ns_tc.state == NS_TCP_SYN_SENT) { if ((flags & (NS_TCP_SYN | NS_TCP_ACK)) == (NS_TCP_SYN | NS_TCP_ACK)) { ns_tc.rcv_nxt = seq + 1; ns_tc.snd_nxt = ack; ns_tc.state = NS_TCP_ESTAB; ns_tcp_emit(NS_TCP_ACK, 0, 0, ns_tc.snd_nxt); } return 1; } if (ns_tc.state == NS_TCP_ESTAB || ns_tc.state == NS_TCP_FIN_WAIT) { if (data_len > 0) { if (seq == ns_tc.rcv_nxt) { u32 room = NS_TCP_RX_CAP - ns_tcp_rx_len; u32 take = data_len < room ? data_len : room; ns_memcpy(ns_tcp_rx + ns_tcp_rx_len, data, take); ns_tcp_rx_len += take; ns_tc.rcv_nxt += data_len; ns_tcp_emit(NS_TCP_ACK, 0, 0, ns_tc.snd_nxt); } else { /* 乱序超前或重复段：重 ACK 当前期望序号 */ ns_tcp_emit(NS_TCP_ACK, 0, 0, ns_tc.snd_nxt); } } if (flags & NS_TCP_FIN) { if (seq + data_len == ns_tc.rcv_nxt || data_len == 0) { ns_tc.rcv_nxt = seq + data_len + 1; ns_tcp_emit(NS_TCP_ACK, 0, 0, ns_tc.snd_nxt); ns_tcp_got_fin = 1; ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; } } return 1; } return 1; } /* 在超时窗口内收帧并喂给 TCP；返回 0=收到本连接段，1=超时。 */ static inline int ns_tcp_wait(u32 timeout_ms) { u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * timeout_ms; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { u32 len = 0; int rc = ns_net_rx_poll_fn_ptr(ns_dev_index, ns_rxframe, sizeof(ns_rxframe), &len); if (rc == 0 && len >= 14) { u16 et = ns_r16(ns_rxframe + 12); if (et == NS_ETH_ARP) { ns_arp_handle(ns_rxframe + 14, len - 14); } else if (et == NS_ETH_IPV4) { if (ns_tcp_process(ns_rxframe + 14, len - 14)) return 0; } } __asm__ volatile("pause"); } return 1; } /* 返回 0 成功（state=ESTAB），-1 ARP 失败，-2 超时/RST。 */ static inline int ns_tcp_connect(u32 dst_ip, u16 dst_port, u32 timeout_ms) { if (ns_route_mac(dst_ip, ns_tc.dst_mac) != 0) return -1; ns_tc.dst_ip = dst_ip; ns_tc.dst_port = dst_port; ns_tc.src_port = (u16)(49152 + (ns_rdtsc() & 0x0FFF)); u32 iss = (u32)ns_rdtsc(); ns_tcp_rx_len = 0; ns_tcp_got_fin = 0; ns_tcp_got_rst = 0; for (int attempt = 0; attempt < 3; attempt++) { ns_tc.state = NS_TCP_SYN_SENT; if (ns_tcp_emit(NS_TCP_SYN, 0, 0, iss) != 0) continue; u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * timeout_ms; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { if (ns_tcp_got_rst) { ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; return -2; } if (ns_tc.state == NS_TCP_ESTAB) return 0; ns_tcp_wait(50); } } ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; return -2; } /* 发送数据并等待 ACK（数据段可能在等待期间到达，已入缓冲）。 */ static inline int ns_tcp_send(const u8 *data, u32 len) { if (ns_tc.state != NS_TCP_ESTAB) return -1; for (int attempt = 0; attempt < 3; attempt++) { u32 expect = ns_tc.snd_nxt + len; if (ns_tcp_emit((u8)(NS_TCP_PSH | NS_TCP_ACK), data, len, ns_tc.snd_nxt) != 0) return -2; u64 deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * 2000; while (!ns_deadline_reached(deadline)) { if (ns_tcp_got_rst) { ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; return -3; } /* 检查 snd_una 是否被 ACK 推进：ns_tcp_process 不记录 una， * 简单起见此处认为发出后收到任何本连接段即推进。 * 对 HTTP/1.0 请求-响应模式足够（对端 ACK+数据一起回来）。 */ if (ns_tcp_wait(100) == 0) { ns_tc.snd_nxt = expect; return 0; } } } return -4; } /* 收至 FIN 或空闲超时；把累计数据拷到 buf（最多 cap）。返回长度或负值。 */ static inline int ns_tcp_recv(u8 *buf, u32 cap, u32 idle_timeout_ms) { u64 idle_deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * idle_timeout_ms; for (;;) { if (ns_tcp_got_rst) return -1; if (ns_tcp_got_fin) break; if (ns_deadline_reached(idle_deadline)) break; if (ns_tcp_wait(100) == 0) { idle_deadline = ns_rdtsc() + ns_tsc_per_ms * idle_timeout_ms; } } u32 n = ns_tcp_rx_len < cap ? ns_tcp_rx_len : cap; if (buf && n) ns_memcpy(buf, ns_tcp_rx, n); return (int)n; } static inline void ns_tcp_close(void) { if (ns_tc.state == NS_TCP_ESTAB) { ns_tcp_emit((u8)(NS_TCP_FIN | NS_TCP_ACK), 0, 0, ns_tc.snd_nxt); } ns_tc.state = NS_TCP_CLOSED; } #endif /* DESHAB_NET_STACK_H */