开山之作--一个虚拟网卡的实现

本文介绍了一个简单的虚拟网卡模块的初级代码实现。该模块基于Linux内核开发,包括设备注册、发送接收数据包等基本功能。通过示例代码展示了模块的初始化、设备创建与注销过程。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


这是一个虚拟网卡实现的初级代码。。其中功能还有待改善。。先贴出来再说
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/etherdevice.h>
#include <linux/ethtool.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static LIST_HEAD(zzh_nic_list);
static int zzh_nic_open(struct net_device *dev)
{
	printk("zzh_nic_open run\n");
	return 1;
}

static int zzh_nic_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
{
	printk("zzh_nic_start_xmit run\n");
	kfree_skb(skb);
	return 1;
}

static int zzh_nic_close(struct net_device *dev)
{
	printk("zzh_nic_close run!\n");
	return 1;
}

struct zzh_nic_struct{
	struct list_head list;
	struct net_device *dev;
};

static const struct net_device_ops zzh_nic_netdev_ops={
	.ndo_open	= zzh_nic_open,
	.ndo_stop	= zzh_nic_close,
	.ndo_start_xmit	= zzh_nic_start_xmit,
};

void zzh_nic_setup(struct net_device *dev)
{
	struct zzh_nic_struct *zzh_nic = netdev_priv(dev);
	ether_setup(dev);
	dev->netdev_ops = &zzh_nic_netdev_ops;
	random_ether_addr(dev->dev_addr);
	zzh_nic->dev=dev;
	list_add(&zzh_nic->list,&zzh_nic_list);
}

struct net_device *zzh_nic_setup_dev(void)
{
	struct net_device *dev;
	dev = alloc_netdev(sizeof(struct zzh_nic_struct),"zzh_nic%d",zzh_nic_setup);
	if (dev == NULL){
		
		printk("alloc net device failed\n");
		return NULL;
	}
	if (register_netdev(dev) != 0){
		printk("register net device failed\n");
		return NULL;
	}
	return dev;
}

int zzh_nic_shutdown_dev(void){

	struct zzh_nic_struct *zzh_nic;
	struct zzh_nic_struct *next;
	list_for_each_entry_safe(zzh_nic,next,&zzh_nic_list,list){
		list_del(&zzh_nic->list);
		unregister_netdev(zzh_nic->dev);
		free_netdev(zzh_nic->dev);
	}
	return 0;
}

static int zzh_nic_init(void)
{
	
	struct net_device *dev;
	printk("zzh_nic_init run\n");
	if ((dev = zzh_nic_setup_dev()) == NULL){
		printk("setup net device failed\n");
		return -1;
	}
	return 0;
}

static void zzh_nic_exit(void)
{
	printk("zzh_nic_exit run\n");
	if (zzh_nic_shutdown_dev() == -1)
		printk("shutdown net device failed\n");
}
module_init(zzh_nic_init);
module_exit(zzh_nic_exit);

Makefile内容:
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m :=zzh_nic.o
else
PWD :=$(shell pwd)
KDIR :=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

default:
    $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
endif

/*
KERNELRELEASE
是在内核源码的顶层Makefile中定义的一个变量,在第一次读取执行此Makefile时,KERNELRELEASE没有被定义,
所以make将读取执行else之后的内容。如果make的目标是clean,直接执行clean操作,然后结束。当make的目标为all时,-C
$(KDIR) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile;M=$(PWD)
表明然后返回到当前目录继续读入、执行当前的Makefile。当从内核源码目录返回时,KERNELRELEASE已被被定义,kbuild也被启动去
解析kbuild语法的语句,make将继续读取else之前的内容。else之前的内容为kbuild语法的语句,
指明模块源码中各文件的依赖关系,以及要生成的目标模块名。。obj-m :=
zzh_nic.o表示编译连接后将生成mytest.o模块。
*/

编译完后;
insmod zzh_nic.ko
可以查看是否加入:
cat /proc/net/dev
可以看到咱们的网卡已经加入
sudo ifconfig zzh_nic0 192.168.4.1 netmask 255.255.255.0 up  
然后
ifconfig zzh_nic0
可以看到相关信息

虚拟网卡驱动源代码(原版): /* * snull.c -- the Simple Network Utility * * Copyright (C) 2001 Alessandro Rubini and Jonathan Corbet * Copyright (C) 2001 O'Reilly & Associates * * The source code in this file can be freely used, adapted, * and redistributed in source or binary form, so long as an * acknowledgment appears in derived source files. The citation * should list that the code comes from the book "Linux Device * Drivers" by Alessandro Rubini and Jonathan Corbet, published * by O'Reilly & Associates. No warranty is attached; * we cannot take responsibility for errors or fitness for use. * * $Id: snull.c,v 1.21 2004/11/05 02:36:03 rubini Exp $ */ #include #include #include #include #include #include /* printk() */ #include /* kmalloc() */ #include /* error codes */ #include /* size_t */ #include /* mark_bh */ #include #include /* struct device, and other headers */ #include /* eth_type_trans */ #include /* struct iphdr */ #include /* struct tcphdr */ #include #include "snull.h" #include #include MODULE_AUTHOR("Alessandro Rubini, Jonathan Corbet"); MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); /* * Transmitter lockup simulation, normally disabled. */ static int lockup = 0; module_param(lockup, int, 0); static int timeout = SNULL_TIMEOUT; module_param(timeout, int, 0); /* * Do we run in NAPI mode? */ static int use_napi = 0; module_param(use_napi, int, 0); /* * A structure representing an in-flight packet. */ struct snull_packet { struct snull_packet *next; struct net_device *dev; int datalen; u8 data[ETH_DATA_LEN]; }; int pool_size = 8; module_param(pool_size, int, 0); /* * This structure is private to each device. It is used to
### 关于LLM-QAT的研究背景 大型语言模型(LLMs)由于其庞大的参数量,在实际部署过程中面临计算资源消耗巨大的挑战。为了降低这些模型的推理成本并提高效率,研究者们提出了多种优化技术,其中包括量化感知训练(Quantization Aware Training, QAT)。对于特定领域内的应用——即针对大规模预训练的语言模型实施QAT,则通常被称为LLM-QAT。 ### LLM-QAT开山及其贡献 一篇具有里程碑意义的工是由Hawkins et al.发表的一篇论文《Generalized Quantization for Efficient Transformer Inference》[^1]。该研究表明通过引入模拟量化误差到训练过程中的方式来调整权重更新规则,可以在不影响原始精度的前提下显著减少模型大小和加速推断速度。此方法不仅适用于小型网络结构,同样能够有效应用于复杂的Transformer架构之上。 ### 实现细节和技术要点 在这项工中提出的实现方案主要包括以下几个方面: - **伪量化操**:在网络前向传播阶段加入额外节点用于执行浮点数至整数表示形式之间的转换;而在反向传播时则忽略这部分影响以保持梯度流稳定。 ```python import torch.nn as nn class FakeQuantize(nn.Module): def __init__(self, quant_min=-128, quant_max=127): super().__init__() self.quant_min = quant_min self.quant_max = quant_max def forward(self, x): scale = (self.quant_max - self.quant_min) / (x.max() - x.min()) zero_point = int(-scale * x.min().item()) + self.quant_min qx = ((x / scale).round_() + zero_point).clamp_(self.quant_min, self.quant_max) return (qx - **自适应缩放因子与零点偏移**:根据不同层或通道特性动态设定最佳映射范围,从而使得整个系统的数值分布更加均匀合理。 - **混合精度策略**:允许部分敏感组件保留较高分辨率的同时对其它非关键路径采用较低位宽表达,以此达到性能最优配置目的。 上述措施共同用下实现了对原有模型的有效压缩而不损失过多预测准确性,为后续更多深入探索奠定了坚实基础。
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