feat(net/socket): implement net reuse port

.github/workflows/dunitest.yml

@@ -27,6 +27,8 @@ jobs:
     steps:
       - name: Checkout DragonOS code
         uses: actions/checkout@v4
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |

.github/workflows/makefile.yml

@@ -37,6 +37,8 @@ jobs:
     steps:
       - run: echo "Running in dragonos/dragonos-dev:v1.23"
       - uses: actions/checkout@v3
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |
@@ -68,6 +70,8 @@ jobs:
       - run: echo "Running in dragonos/dragonos-dev:v1.23"
 
       - uses: actions/checkout@v3
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |
@@ -90,20 +94,17 @@ jobs:
         include:
           - arch: x86_64
             make_target: all
-            checkout_params: {}
           - arch: riscv64
             make_target: all
-            checkout_params:
-              submodules: "recursive"
           - arch: loongarch64
             make_target: all
-            checkout_params: {}
 
     steps:
       - run: echo "Running in dragonos/dragonos-dev:v1.23"
 
       - uses: actions/checkout@v3
-        with: ${{ matrix.checkout_params }}
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |

.github/workflows/nightly-build.yml

@@ -25,6 +25,8 @@ jobs:
     steps:
       - name: Checkout DragonOS code
         uses: actions/checkout@v4
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |

.github/workflows/test-x86.yml

@@ -28,6 +28,8 @@ jobs:
     steps:
       - name: Checkout DragonOS code
         uses: actions/checkout@v4
+        with:
+          submodules: recursive
 
       - name: Change source
         run: |

.gitmodules

@@ -1,3 +1,6 @@
 [submodule "kernel/submodules/DragonStub"]
 	path = kernel/submodules/DragonStub
 	url = https://github.com/DragonOS-Community/DragonStub.git
+[submodule "kernel/submodules/smoltcp"]
+	path = kernel/submodules/smoltcp
+	url = https://github.com/DragonOS-Community/smoltcp.git

docs/development/net-reuseport-1848-design.md

@@ -0,0 +1,127 @@
+# TCP SO_REUSEPORT 续作设计
+
+状态：用户于 2026-09-12 确认，实现与本轮验收完成，已拆分为本地语义提交，未推送。
+接续 Claude 会话 `#1848 SO_REUSEPORT`。结果见 [验证记录](net-reuseport-1848-validation.md)。
+
+## 续作开始时的基线
+
+- DragonOS HEAD：`f6a98466`，分支 `feat/net-reuseport-1848`。
+- smoltcp 已作为 `kernel/submodules/smoltcp` 子模块引入，当时提交为
+  `3933571d212b5c10cca7222c2e9a20fb2050870b`。
+- 本次实际执行 `make kernel`，失败于 `stream/inner.rs:61,363`：
+  `E0599: no method named set_reuseport`。完整日志在
+  `/tmp/reuseport-1848-baseline-build.log`，该临时文件不属于交付物。
+- 续作前的三个未提交文件是 `common/port.rs`、`stream/inner.rs`、
+  `stream/lifecycle.rs`；其现有注释与格式修改应保留。
+- 上次最后结论是 opaque logical listener ID 候选方案；独立架构评审中断，
+  旧计划尚未按该方案更新。不能把旧计划直接当成已经验证的实现规格。
+
+## 推荐边界
+
+DragonOS 管理 Linux socket 语义：端口所有权、socket owner UID、地址及协议族、
+bind/listen admission、选项变化、监听组成员和关闭过程。
+smoltcp 管理包匹配与处理：已连接四元组优先、地址匹配层级、逻辑 listener 选择、
+选中 listener 内的空闲 slot，以及队列满时的静默丢弃。
+
+不采用只放宽 bind 的方案，因为当前 smoltcp TCP ingress 按 SocketSet 遍历顺序
+命中第一个 socket。也不把 Linux UID、SO_REUSEPORT 标志或进程身份带入 smoltcp。
+
+### 1. 稳定端口身份
+
+为每个成功 binding 分配不随 smoltcp handle 变化的 `TcpBindId`。
+将 `Init::Bound` 的 tuple 改为具名绑定状态，让端口所有权独立于 backlog slot。
+`accept()` 替换 slot、跨接口展开均保留同一身份。shutdown 回退 Bound 时，
+显式端口保留绑定；自动分配端口释放绑定，再 listen/connect 时取得新身份与端口。
+每个 binding 的端口记录只释放一次。
+
+PortManager 分开记录 Bound 与 Listening 状态。在同一锁域内检查冲突并保留
+listen admission；slot 构建失败必须回滚保留状态并释放新增 handle。
+跨层锁顺序应沿用现有 poll 约束：不在持有端口表锁时再获取 SocketSet 锁。
+
+### 2. 通用 listener 选择
+
+一个用户 listener 的全部 slots 共享 opaque `listen_id`；新增 slot 不增加选路权重。
+ID 在 pending connection 阶段保留，用于判断选中 listener 是否已经没有空闲 slot；
+accept 交付连接时清除其 listener 身份，replacement slot 继承原 ID。
+显式关闭和失败回滚清理该身份；内部 pending RST/超时需要保留逻辑监听意图并及时补槽，
+否则同一批收包中的下一个 SYN 会看到监听器短暂消失。
+
+fresh SYN 的分发顺序：
+
+1. 先搜索已有连接/半连接的完整四元组，保证重传回到原 socket。
+2. 查找匹配协议族、目的地址和端口的 listener；优先级为 exact address、
+   指定协议族的 wildcard、未指定协议族的 wildcard。DragonOS 默认 IPv6 `::`
+   监听使用最后一种形式保持双栈；IPv4 `0.0.0.0` 使用 IPv4 wildcard。
+3. 在该地址层按逻辑 ID 做带种子的 rendezvous hash；相同 ID 的重复 slots
+   得到相同分数，不需要为去重分配 Vec。平分按 ID 决定，不能依赖遍历顺序。
+4. 只在选中的逻辑 listener 内找空闲 LISTEN slot。
+5. 已匹配但没有空闲 slot 时静默丢 SYN；没有 listener 时保持现有 RST 行为。
+
+公共入口当前返回 `Option<Packet>`，已经可以通过直接返回 `None` 表达静默处理；
+实现时可在内部使用选择结果枚举，区分 no-match 与 full，避免扩大公共返回类型。
+未配置逻辑 ID 的普通 smoltcp 使用者需要保留原有处理能力；不能要求所有下游
+调用者先接入 DragonOS 的 listener 模型。混合配置的精确规则须用包级测试固定。
+
+选中 listener 满时不转投其他成员。种子属于通用分发机制，由调用方配置；
+不能以每个 slot 的独立随机数代替逻辑成员身份。
+
+实施中增补通用 `listener_enabled` 标记：DragonOS 在持有 SocketSet 锁、进入 poll 前
+刷新当前可选成员，smoltcp 保留 ID 并只对 fresh SYN 应用标记。它不影响已有四元组。
+这使 DragonOS 能区分当前 REUSEPORT 值与既有组成员：关闭选项并不总是退出已有组。
+IPv4 hash 链头插入与 IPv6 reuseport 链尾插入由 DragonOS 记录；smoltcp 不解释这些策略。
+
+### 3. 移除端口级丢 SYN 旁路
+
+在 smoltcp 的 full/no-match 测试通过后，移除 `tcp_listener_backlog.rs` 以及
+接口注册、刷新和收包检查的调用链。当前旁路只按端口计数，不能表示独立成员
+或 exact/wildcard 层级；仅加引用计数仍不足以支撑选中成员队列满的语义。
+
+## 对旧计划的语义修正
+
+旧计划将 option 永久冻结为 bind-time snapshot，并断言 bind 后启用 reuseport
+仍必然使后续 bind 失败。此断言已被本机 Linux 行为反驳，不能据此写回归测试。
+
+本次在 `6.6.87.2-microsoft-standard-WSL2` 的 IPv4 loopback 上运行探针：
+第一个 socket 不设置 REUSEADDR，以 bind(0) 获取端口；分别在 Bound 或 Listening
+阶段将 REUSEPORT 从 0 改为 1、从 1 改为 0；第二个启用 REUSEPORT 的 socket
+均成功 bind 和 listen。只验证了这组调用序列，未验证这些组合的连接分流。
+
+Linux 6.6 的动态字段、端口桶 fastreuseport 缓存与实际监听组是不同状态：
+不能由该探针推导为“只同步一个 bool 即兼容 Linux”。实施 admission 前应补齐
+显式端口、选项修改时机、成员加入/退出、UID 和连接分发的矩阵，分别对应源码路径。
+
+2026-09-12 的补充探针与实现约束：
+
+- IPv4 已有 A、B 同组，停用 A 后两者仍分流；停用较晚 listen 的 B 后仅 B 接收。
+  IPv6 reuseport 链尾插入使这组顺序相反。
+- strict fastreuse 缓存仅允许缓存地址一侧通配；不能因新绑定为 wildcard 跳过其他独占绑定。
+- bind(0) 的 listener shutdown 后 getsockname 暂保留原端口，再 listen 分配新端口；
+  显式绑定非零端口则保留绑定。二者在 IPv4/IPv6、exact/wildcard 探针中均已验证。
+- accept 在同一 SocketSet 锁内复核连接状态、快照两端地址、清除旧 slot 身份并
+  发布 replacement，避免 peer RST 与交付竞争；仅 Established/CloseWait 可交付。
+- listen 成功后立即重建 readiness；监听状态按队列状态写入完整事件掩码，
+  避免继承未连接状态的 HUP，导致空监听队列的 poll 提前返回。
+- 用户可见端点按 socket 协议族输出：AF_INET6 socket 接收 IPv4 连接时，
+  accept/getsockname/getpeername 将地址映射为 `::ffff:` 形式，传输四元组不变。
+
+参考：
+
+- [Linux 6.6 inet_connection_sock.c](https://raw.githubusercontent.com/torvalds/linux/v6.6/net/ipv4/inet_connection_sock.c)：
+  `inet_bind_conflict`、`sk_reuseport_match`、`inet_csk_update_fastreuse`。
+- [Linux 6.6 inet_hashtables.c](https://raw.githubusercontent.com/torvalds/linux/v6.6/net/ipv4/inet_hashtables.c)：
+  `inet_reuseport_add_sock`、`__inet_hash`、`inet_unhash`。
+
+## 实施与验收顺序
+
+1. 用 Linux 行为探针校正 admission 与动态 option 的预期，不复用旧计划中的错误断言。
+2. smoltcp：增加逻辑 listener API 和包级测试，覆盖 IPv4/IPv6、四元组优先、
+   地址优先、slot 数量不影响权重、full 静默丢弃和未监听 RST。
+3. DragonOS：稳定 binding 身份、admission 与回滚、listener slots 生命周期，
+   替换当前不存在的 `set_reuseport()` 调用。
+4. 接入新 lookup 后删除端口级旁路；验证 accept 后关闭、成员关闭、shutdown 后
+   再 listen、动态 option、不同 UID、跨接口 wildcard 和失败回滚。
+5. 在 `user/apps/c_unitest` 增加系统调用回归，先 Linux 对照，再 DragonOS guest；
+   执行 `make kernel`、相关 gVisor 测例和 QEMU 启动检查。
+
+子模块改动与 DragonOS consumer 必须成对交付。未经实际构建及 guest 验证，
+不把设计、smoltcp 单元测试或历史运行结果视为 SO_REUSEPORT 已完成。

docs/development/net-reuseport-1848-plan.md

@@ -0,0 +1,58 @@
+# TCP SO_REUSEPORT Implementation Plan
+
+> **For agentic workers:** 使用 superpowers:subagent-driven-development，按文件所有权拆分实现并集成审查。
+
+**Goal:** 实现 TCP 逻辑 listener 分发和稳定绑定生命周期。
+**Architecture:** DragonOS 管理 Linux admission，smoltcp 管理 opaque listener ID 与包匹配。
+**Tech Stack:** Rust、smoltcp 0.12、C syscall tests、Linux 6.6、QEMU。
+**Spec:** [已确认设计](net-reuseport-1848-design.md)。
+
+## Global Constraints
+
+- 保留已有未提交改动；不推送、不重写历史。
+- 不按 backlog slot 数量加权；full 不 fallback；exact tuple/address 优先。
+- 动态 option 预期以 Linux 6.6 探针和源码校正。
+- 子模块及 consumer 同时验证，不以 host tests 替代 guest 验收。
+
+## Task 1: smoltcp listener lookup
+
+Files: `kernel/submodules/smoltcp/src/socket/tcp.rs`、`src/iface/interface/tcp.rs` 及包级测试。
+Interface: `tcp::Socket::set_listener_id(Option<u64>)` / `listener_id() -> Option<u64>`。
+调用方在 `listen()` 成功后设置 ID，在 accept 交付前清除；pending 保留。
+hash 使用 Interface 的稳定随机种子，重复 ID 不增加权重。
+
+- [x] 写包级失败测试：四元组/地址优先、等权、full 丢弃、RST、IPv4/IPv6。
+- [x] 执行测试确认当前 first-match 行为不能满足测试。
+- [x] 实现三阶段匹配与 metadata 生命周期，保留无 ID 调用方。
+- [x] 执行 smoltcp 单元测试，审查实现及 consumer 接口。
+
+## Task 2: DragonOS binding 与 listener 生命周期
+
+Files: `kernel/src/net/socket/inet/common/port.rs`、`common/mod.rs`、`stream/*.rs`。
+Interface: 不随 slot 替换变化的 binding ID；端口记录分开保存当前选项、owner UID 和监听状态。
+
+- [x] 扩展 Linux 对照矩阵，确认动态选项与不同 UID 的预期。
+- [x] 增加 admission/生命周期测试，暴露现有 record 与 handle 绑定的问题。
+- [x] 实现稳定 binding 身份、Bound/Listening admission、选项同步、失败回滚。
+- [x] 集成 Task 1 API，accept 清除旧 ID，replacement 继承 ID。
+- [x] 删除 `tcp_listener_backlog.rs` 及所有注册、刷新、收包旁路。
+- [x] `make kernel` 验证所有调用路径。
+
+## Task 3: syscall 回归与集成验收
+
+Files: `user/apps/c_unitest/test_tcp_reuseport.c`。
+
+- [x] 编写可在 Linux 与 DragonOS 运行的有超时回归：共享/拒绝矩阵、分发、地址优先、
+  accept 后关闭重绑、成员关闭、shutdown、IPv4/IPv6、动态 option。
+- [x] Linux 上编译运行作为预期校验。
+- [x] 执行 DragonOS guest 测试、相关 gVisor 与启动检查：C 13 项、目标 gVisor 6 项通过。
+- [x] 对子模块和主仓库做最终审查，记录通过项与实际环境阻塞。
+
+## 执行记录
+
+- 2026-09-12：现有隔离工作树验证完成；接口与文件边界无冲突。
+- Task 1 只写 smoltcp 子模块；Task 2 只写 DragonOS 内核；Task 3 只写 C 测试。
+- 2026-09-12：实现和本轮验收完成；详见 [验证记录](net-reuseport-1848-validation.md)。
+  smoltcp 614 项、端口表 16 项通过，内核编译成功。该阶段尚未提交或推送。
+- 2026-09-12：按用户要求将 smoltcp 拆为 2 个、主仓库拆为 5 个语义提交；
+  包含实现、独立修复、回归与文档，保留 stash，未推送。提交明细见验证记录。