feat(net): support multiple independent network interfaces

Documentation/core-api/drivers.rst

@@ -30,12 +30,12 @@ drivers/ 按 console、tty、video、storage、net、input、usb、sound 等设
      - PRO/1000 设备；网络协议栈和回调入口保留内置。
    * - ``E1000E``
      - ``e1000e``
-     - Intel 82574L/82574IT、82583V PCIe 千兆网卡；共用单 eth0 服务，
-       不替换已有网络 owner。设备范围和验证边界见 :doc:`e1000e`。
+     - Intel 82574L/82574IT、82583V PCIe 千兆网卡；每个 PCI 功能独立注册
+       网络接口。设备范围和验证边界见 :doc:`e1000e`。
    * - ``R8169``
      - ``r8169``
-     - Realtek RTL8111/8168 千兆与 RTL8125 2.5GbE PCIe 网卡；共用单 eth0
-       服务。芯片版本、固件来源和验证范围见 :doc:`realtek`。
+     - Realtek RTL8111/8168 千兆与 RTL8125 2.5GbE PCIe 网卡；每个 PCI 功能
+       独立注册网络接口。芯片版本、固件来源和验证范围见 :doc:`realtek`。
    * - ``MOUSE_PS2`` / ``USB_UHCI_HCD``
      - ``mouse`` / ``uhci``
      - PS/2、VMware 鼠标与 UHCI HID；键盘基础输入和分发入口内置。

Documentation/core-api/e1000e.rst

@@ -32,11 +32,10 @@ I217、I218、I219、82571/82572/82573 以及其他未列出的设备不在本
 Kbuild/modpost 生成 ``drivers/net/e1000e/e1000e.ko``；``n`` 不编译该驱动。
 模块携带精确 PCI 别名，ReliefOS 按实际硬件通过普通 modprobe 加载。
 
-网络继续使用现有 ``eth0`` 和 Linux socket、ioctl、netlink、proc 网络接口。
-内核当前只有一个外部 Ethernet 提供者；后来的不同 owner 注册返回
-``-EBUSY``，不替换先前的网卡或回调。内部历史名称 ``register_e1000`` 和
-``e1000_*`` 服务函数也承载 e1000e，不代表绑定硬件仍是 8254x；本次没有改变
-这些服务结构的布局、Linux UAPI 或 BusyBox。
+每个受支持的 PCI 功能拥有独立的上下文、DMA 环和 ``ethN`` 网络接口。
+Intel e1000、e1000e 与 Realtek 网卡可以同时注册。用户程序使用 Linux
+socket、ioctl、netlink 和 proc 接口，接口状态和选路由 :doc:`network-devices`
+描述的设备层管理。旧 ``e1000_*`` 内部入口查询首个已发布接口。
 
 接口存在性不依赖网线或 PHY 协商：无载波时仍能查询名称、index、MAC、MTU
 和已配置地址，也能设置 ``IFF_UP``。ioctl 与 rtnetlink 分别报告管理状态和

Documentation/core-api/index.rst

@@ -16,6 +16,7 @@
    path-cache
    resource-limits
    drivers
+   network-devices
    e1000e
    realtek
    usb

Documentation/core-api/network-devices.rst

@@ -0,0 +1,83 @@
+========================
+Multiple network devices
+========================
+
+ReliefNT 为每个受支持的 Ethernet PCI 功能分配独立网络接口。e1000、e1000e
+和 r8169 可以同时注册，多张相同型号网卡也分别拥有设备状态和 DMA 环。
+
+Device identity
+===============
+
+``lo`` 的 ifindex 为 1。硬件接口从 ifindex 2 开始递增，名称为
+``eth<ifindex-2>``。接口在一次启动内保持名称和索引，移除后保留索引空洞。
+例如卸载拥有 eth0、eth1 的驱动后，仍存在的 eth2 继续使用原来的编号。
+重新加载驱动时，新设备获得新的索引和名称。
+
+私有 ``include/reliefnt/net_device.h`` 的 ``driver_register_netdev`` 接收
+版本化回调表、每设备上下文和索引输出。管理器复制回调表，将其与原驱动 owner
+绑定，回调前固定 owner，释放服务锁后执行回调。初始化成功后发布接口。
+驱动关闭回调接入、排空引用并停止自身全部设备后，管理器移除对应接口。
+停止失败的设备保留 DMA 和模块代码，后续卸载可以重试。
+
+旧 ``e1000_*`` 服务入口和 ReliefOS 旧网络管理请求查询首个存活接口。
+旧驱动 API 表和公开用户结构继续使用原布局。新设备接口属于 ReliefNT 私有
+内核接口，原生模块通过精确构建 ABI 关联。
+
+Configuration and routing
+=========================
+
+每张网卡拥有独立的行政状态、IPv4 地址、掩码、广播地址和默认网关。
+IPv4 路由优先使用最长前缀，再比较 metric 和接口索引。绑定本机源地址和
+``SO_BINDTODEVICE`` 的 socket 按其约束选路。ARP 缓存按接口和下一跳地址
+区分。TCP 路由变化时重新检查下一跳 MAC，向本机 NIC 地址发送的 TCP、UDP
+保留目标接口身份。
+
+IPv6 地址、路由、邻居、多播成员、待发包、重组和 PMTU 携带 ifindex。
+逐链路状态通过动态分配管理，RA、RS、DAD、MLD 和发现定时分别推进。
+不同链路可以使用相同 link-local 地址，socket 的作用域与设备绑定须一致。
+现有 IPv6 地址、路由和邻居等共享表仍有各自的资源容量，耗尽时返回错误。
+
+Linux 网络管理入口覆盖按名称、索引查询，IPv4/IPv6 地址和路由操作，以及
+行政状态开关。接口配置修改需要 ``CAP_NET_ADMIN``。首次设置
+``SO_BINDTODEVICE`` 允许普通进程，更改已有设备绑定需要 ``CAP_NET_RAW``。
+AF_PACKET 和 raw socket 的创建权限继续由对应协议入口检查。
+
+设备直接接收软件提交的帧，发送队列交由各设备的有界 DMA 环管理。
+``SIOCGIFTXQLEN`` 报告的软件队列长度为 0。硬件 MTU 为 1500。
+
+.. code-block:: sh
+
+   ip link show
+   ip addr show dev eth1
+   ip link set dev eth1 up
+   ip addr add 192.0.2.10/24 dev eth1
+   ip route add default via 192.0.2.1 dev eth1 metric 100
+   ip -6 addr add 2001:db8:1::10/64 dev eth1
+   ip -6 route add default via fe80::1 dev eth1
+   udhcpc -i eth1
+   cat /proc/net/dev /proc/net/route /proc/net/arp /proc/net/if_inet6
+
+``/proc/net/dev`` 列举所有已登记接口，包括未分配 IPv4 地址或行政关闭的设备。
+``SIOCGIFCONF`` 按 Linux 的 IPv4 地址列表语义输出 loopback 和有地址的接口。
+枚举硬件接口可使用 rtnetlink 或 ``/proc/net/dev``，并按名称查询 ifindex。
+
+Validation
+==========
+
+``tools/test_net_device.py`` 验证多个 owner、独立回调、计数和索引生命周期。
+``tools/test_net_multi_interface.py`` 验证 ioctl、rtnetlink 和逐接口选路。
+``tools/test_net_multinic_data.py`` 验证 ARP、UDP 输出和 AF_PACKET 隔离。
+既有 TCP、UDP 和 IPv6 定向套件覆盖对应传输的设备绑定、作用域与资源清理。
+
+``tools/tests/multinic_guest.c`` 是标准 socket 用户程序探针，由 ReliefOS 的
+``tools/test_multi_nic_qemu.py`` 放入私有来宾执行。来宾使用两张 e1000 和
+一张 e1000e，验证独立 DHCP、IPv4/IPv6、并发 TCP/UDP，以及模块卸载期间
+另一 owner 的活动 TCP 连接。完整桌面镜像与实体硬件的运行验证分别记录。
+VMware 验证未完成。
+
+References
+==========
+
+* `Linux network device socket interface <https://man7.org/linux/man-pages/man7/netdevice.7.html>`_
+* `Linux packet sockets <https://man7.org/linux/man-pages/man7/packet.7.html>`_
+* `IPv6 scoped address architecture, RFC 4007 <https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4007>`_

Documentation/core-api/realtek.rst

@@ -25,10 +25,10 @@ tristate，``make defconfig`` 默认选择 ``y``。选择 ``m`` 生成
      - RTL8125A ``0x60900000``、B ``0x64100000``、D-1 ``0x68800000``、
        D-2 ``0x68900000``。
 
-未知 MAC 家族返回 ``-ENODEV``。现有网络服务仅提供一个外部 Ethernet
-接口，先注册的网卡拥有 ``eth0``，后来的 owner 收到 ``-EBUSY``。
-驱动复用内部历史名称 ``register_e1000`` 的服务，网络用户程序继续使用
-现有 Linux socket、ioctl、netlink 和 proc 接口。
+未知 MAC 家族返回 ``-ENODEV``。驱动枚举全部匹配的 PCI 功能，为每张网卡
+分配独立 DMA 环和上下文，通过私有 ``driver_register_netdev`` 注册
+``eth0``、``eth1`` 等接口。网络用户程序使用 Linux socket、ioctl、netlink
+和 proc 接口。接口生命周期和多网卡选路见 :doc:`network-devices`。
 
 .. code-block:: sh