记录一次USB虚拟网络问题排查-平芜编程栈

背景介绍

项目是用yocto构建的，在升级kernel及yocto后（见https://www.cnblogs.com/ma-yangbiao/p/19149251）, 发现某些功能不能正常工作。

问题介绍

目标机是某个不常用的x86平台，该x86 盒子通过USB连接MDM9150, 在该x86盒子上跑某个应用程序过程中，发现没有像预期一样建立和初始化USB虚拟网口custom_usb0。

调试

由于qxdm log在该目标机上受限。加入一些文本打印，重新编译运行，进一步调试发现是因为我们一个管理网络的服务ioctl返回错误，这个ioctl是自己客制化的驱动代码里负责处理的，

于是把相关的驱动编译成模块然后手动加载进内核，其中现象如下

$ sudo insmod ./custom_usb.ko

insmod: ERROR: could not insert module custom_usb.ko: Unknown symbol in module

$ dmesg | tail

[ 183.497776] custom_usb: Unknown symbol usbnet_suspend (err -2)

[ 183.497778] custom_usb: Unknown symbol usbnet_start_xmit (err -2)

[ 183.497793] custom_usb: Unknown symbol usbnet_stop (err -2)

[ 183.497797] custom_usb: Unknown symbol usbnet_disconnect (err -2)

[ 183.497801] custom_usb: Unknown symbol usbnet_probe (err -2)

[ 183.497804] custom_usb: Unknown symbol usbnet_resume (err -2)

这几个符号都来自linux kernel 驱动代码，具体在kernel/drivers/net/usb/usbnet.c，由CONFIG_USB_USBNET决定是否编译，但是在我的自己的defconfig中CONFIG_USB_USBNET已经被显示设置为y了。

于是在我的defconfig把CONFIG_USB_USBNET=m,重新编译后待会手动加载看看是不是报错，

同时该文件中有几处打印用的netdev_dbg，为了方便调试有2种方法运行时看到打印信息，

把netdev_dgb改成netdev_warn

改CONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y，这是为了打开编译时动态打印开关，运行时还需要打开运行时调试开关：echo 'file drivers/net/usb/usbnet.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control，这样即使是netdev_dbg也能打印到dmesg

我选择方法1，

再次编译完执行insmod usbnet.ko发现没有错误，再手动insmod custom_usb.ko也没有错误.

说明代码没问题，回过头来在usbnet.c-> usbnet_init()里加一句打印 pr_err("usbnet_init called\n");

我的defconfig里再设置CONFIG_USB_USBNET=y，重新编译更新，再次重启发现没有这句打印，也就是说这个usbnet压根没有自动加载。

于是检查最终的defconfig检查一下，发现最终的.config里CONFIG_USB_USBNET=m

经过检查我的kernel recipe .bbapend代码，有这么一段值得怀疑

do_preconfigure_prepend () {

cat ${WORKDIR}/custom/defconfig >> ${WORKDIR}/defconfig

}

如果我更新后，还有别的部分更新那就会覆盖我的配置。

于是尝试删除上述这三行，同时加入这2行，

SRC_URI += "file://custom/defconfig.cfg"

KERNEL_FEATURES += " custom/defconfig.cfg"

再次编译，查看.config.还是不起作用CONFIG_USB_USBNET=m.

阅读源码，Kconfig并没有提及CONFIG_USB_USBNET是否有依赖项，查看代码CONFIG_USB_USBNET实际是属于CONFIG_USB_NET_DRIVERS的一个子模块，所以尝试也配置

CONFIG_USB_NET_DRIVERS=y

CONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y

再次编译，这次可以看到最终的.config里已经成功使能CONFIG_DYNAMIC_DEBUG=y了。说明kernel升级后这些配置项与旧版本里的配置不再一样。

再重新烧image，重新尝试，在解决了其它问题后功能终于正常。

总结

yocto 的内核配置流程是：从 BSP 提供的 defconfig 开始，按顺序合并 KERNEL_FEATURES 和 SRC_URI 中的 .cfg 片段，运行 merge_config.sh + olddefconfig 生成最终 .config。

kernel升级，伴随的一些配置的依赖项可能会发生变化，需要仔细确认。比如在我们这个case里，CONFIG_USB_USBNET依赖发生了变化，旧kernel里并不依赖CONFIG_USB_NET_DRIVERS，但新kernel版本依赖它。

usbnet的功能

最后分享一下，这次debug过程中加深了对usbnet的功能的认识，

usbnet.c 是一个通用的 USB 网络驱动核心，定义了一个结构体 struct usbnet，它包含struct net_device, struct usb_interface等指针，就像胶水一样把usb操作与网络的操作net_device联系在一起

它实现了一个“USB 网络设备”的抽象：负责处理 USB 传输、数据包队列，以及与内核的 net_device 的集成交互。通过usb虚拟网口收发数据等通用逻辑放在这里。

它被许多小型驱动程序共享：例如 cdc_ether、asix、r8152、rmnet_usb 等都依赖于 usbnet 作为基础，这些特定厂商的驱动只需重写/写少量部分即可。它将通用逻辑与硬件特性分离：核心部分负责收发（TX/RX）管理等通用逻辑，而其它特定的驱动则通过重写钩子函数来实现设备特定的行为。

它还导出了一些辅助函数，供其他驱动调用。

最终效果是：当你插入一个 USB 网卡时，内核可以将其识别为 usb0；而通过少量的驱动特定代码，也可以显示为例如 rmnet_usb0 等。

具体解读

模块初始化/退出

usbnet_init()：注册通用的 USB 驱动框架，准备好供子驱动调用。

usbnet_exit()：注销驱动，释放资源。

设备探测与移除

usbnet_probe()：当匹配的 USB 设备插入时调用，分配并初始化 struct usbnet 和 struct net_device。

usbnet_disconnect()：设备拔出时清理资源。

网络设备操作

usbnet_open() / usbnet_stop()：启动或停止接口，提交/取消接收 URB。

usbnet_start_xmit()：把上层网络栈传下来的数据包封装成 URB，提交给 USB core。