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Rust For Linux 作业报告

目录

作业1-编译linux内核

Step1: 会生成适用于 x86_64 架构的默认配置文件

make x86_64_defconfig

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Step2: 配置linux内核

  • 命令

make LLVM=1 menuconfig

  • LLVM=1

通常情况下，Linux 内核会使用 GCC（GNU Compiler Collection）作为默认的编译器。这里LLVM=1是告诉内核编译系统使用LLVM（Low Level Virtual Machine）来编译。

  • menuconfig

menuconfig 是一个交互式工具，它允许你在命令行界面中配置 Linux 内核。

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Step3: 开始编译内核

make LLVM=1 -j$(nproc)

  • -j$(nproc)

-j$(nproc): 这个参数用来指定并行编译的任务数量。

-j 参数后面的 $(nproc) 表示使用系统的可用处理器核心数量作为并行编译任务的数目。这样做可以加快编译速度，因为它允许多个任务同时运行，利用多核处理器的能力。

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作业2-对linux内核进行一些配置

Step 1: 关闭Linux内核默认的e1000网卡驱动

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Step2: 重新编译Linux内核

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Step3: 进入内核确认不能ping通联通网络

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Step4：手动配置，让他联网，且能ping通联通网络

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作业3-使用rust编写一个简单的内核模块并运行

Step1: 添加/samples/rust/rust_helloworld.rs文件

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Step2: 修改Kconfig和Makefile

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Step3：选择“Print Helloworld in Rust" 然后编译成模块

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Step4：重新编译内核

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Step5：把/samples/rust/rust_helloworld.rs复制到/src_e000/rootfs中，重新跑build_image.sh

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Step6：进入内核安装模块

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作业4-为e1000网卡驱动添加remove代码

Step1: 确认无法上网

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Step2: 通过作业二的方法，让内核再次可以上网

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Step3：执行rmmod r4l_e1000_demo.ko，移除模块，无法上网

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Step4：再通过作业2的方法，加载模块，顺利ping通

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e1000_cleanup_tx_resources

释放之前为发送（TX）资源分配的内存。在网络设备关闭或移除时调用，确保释放相关的资源以避免内存泄漏。

 fn e1000_cleanup_tx_resources(data: &NetDevicePrvData) {
        let mut tx_ring_guard = data.tx_ring.lock();
        if let Some(tx_ring) = tx_ring_guard.take() {
            drop(tx_ring); 
        }
    }

e1000_cleanup_rx_resources

释放之前为接收（RX）资源分配的内存。在网络设备关闭或移除时调用，确保释放相关的资源，避免内存泄漏。

    fn e1000_cleanup_rx_resources(data: &NetDevicePrvData) {
        let mut rx_ring_guard = data.rx_ring.lock();
        if let Some(mut rx_ring) = rx_ring_guard.take() {
            for entry in rx_ring.buf.borrow_mut().iter_mut() {
                if let Some((dma_map, skb)) = entry.take() {
                    drop(dma_map); 
                    drop(skb); 
                }
            }
            drop(rx_ring); 
        }
    }

stop

停止网络设备的操作，包括停止发送队列、关闭网络设备和重置硬件状态。

// 资源句柄释放
fn stop(_dev: &net::Device, _data: &NetDevicePrvData) -> Result {
        pr_info!("Rust for linux e1000 driver demo (net device stop..)\n");

        Self::e1000_cleanup_tx_resources(_data);
        Self::e1000_cleanup_rx_resources(_data);

        // 获取irq_handler的指针
        let irq_handler_ptr = _data._irq_handler.load(core::sync::atomic::Ordering::Relaxed);

        // 确保指针不为空，然后释放资源
        if !irq_handler_ptr.is_null() {
            unsafe {
                let _irq_handler_box = Box::from_raw(irq_handler_ptr);
            }
            _data._irq_handler.store(core::ptr::null_mut(), core::sync::atomic::Ordering::Relaxed);
        }

        _dev.netif_stop_queue();
        _dev.netif_carrier_off();

        _data.e1000_hw_ops.e1000_reset_hw();
        _data.napi.disable();
        
        Ok(())
}

remove

在设备移除时执行清理操作，确保释放所有相关资源。具体步骤包括：

// 完善 remove 方法，进行资源释放
fn remove(data: &Self::Data) {
        pr_info!("Rust for linux e1000 driver demo (remove)\n");

        let netdev = data._netdev_reg.dev_get();
        let bars = data.bars;
        let pci_dev_ptr = data.dev_ptr;
        let netdev_reg = &data._netdev_reg;

        netdev.netif_carrier_off();
        netdev.netif_stop_queue();

        unsafe {
            bindings::pci_release_selected_regions(pci_dev_ptr, bars);
            bindings::pci_clear_master(pci_dev_ptr);
            bindings::pci_disable_device(pci_dev_ptr);
        }

        drop(netdev_reg);
        drop(data)
}

作业5-注册字符设备

Step 1: 打开Character device模块的编译配置

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Step2：重新编译linux内核，然后进入内核

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3 Step3：加载驱动并验证结果 4