Linux Kernel学习笔记

Linux Kernel 学习笔记主要涵盖了操作系统核心的多个关键领域，包括存储器寻址、设备驱动程序开发、字符设备驱动程序、PCI设备、内核初始化优化宏、访问内核参数的接口、内核初始化选项、内核模块编程、网络子系统等。下面是这些领域的详细解析： 1. **存储器寻址**： 在80x86架构中，存储器寻址分为逻辑地址、线性地址和物理地址。逻辑地址由段选择符和偏移量组成，线性地址由32位无符号整数表示，物理地址直接对应于内存芯片的地址。段寄存器（如cs、ss、ds等）用于存放段选择符，段描述符（GDT/LDT中的8字节）描述了段的属性，如基地址、限制、粒度和类型。 2. **设备驱动程序开发**： 设备驱动程序是操作系统与硬件之间的桥梁，它们实现机制，而策略由上层应用决定。Linux将设备分为字符设备、块设备和网络设备等类型。驱动程序通常包含设备注册、设备号分配与释放、数据传输等函数。 3. **字符设备驱动程序**： - **设备号**：分配给设备以便内核识别，分为主设备号和次设备号。 - **设备号分配与释放**：确保设备资源的有效管理。 - **重要数据结构**：如file_operations结构体定义了设备的操作接口。 - **读和写**：驱动程序需要实现read和write函数来处理I/O操作。 4. **PCI设备**： PCI（Peripheral Component Interconnect）设备的处理涉及设备发现、配置空间访问、中断处理等。 5. **内核初始化优化宏**： 用于提高内核启动效率，减少不必要的计算和初始化时间。 6. **访问内核参数的接口**： 提供了一种方式让内核模块获取或设置内核启动时的参数。 7. **内核初始化选项**： 通过配置文件调整内核编译时的特性，如模块支持、调度器选项等。 8. **内核模块编程**： - **入门**：涉及模块的编译、加载和卸载。 - **添加描述信息**：模块描述符提供模块信息，如作者、版本等。 - **内核模块处理命令**：如insmod、rmmod等用于模块管理。 9. **网络子系统**： - **sk_buff结构**：存储网络包的数据结构，包含缓冲区、头部信息等。 - **sk_buff操作函数**：处理sk_buff的创建、修改和释放。 - **net_device结构**：描述网络设备的特性及操作函数。 - **网络设备初始化**：包括注册、配置和驱动程序的加载。 - **网络设备与内核通信**：通过中断、轮询等方式。 - **内核模块加载器**：加载和管理网络设备驱动。 - **虚拟设备**：在软件层面模拟硬件设备。 - **源码分析**：如8139too.c，展示具体驱动实现。 10. **备忘录**： 用于记录学习过程中的重要点和注意事项，方便回顾。 以上内容构成了Linux内核学习的核心部分，理解和掌握这些知识点是深入Linux系统开发和维护的基础。通过实践和不断学习，可以进一步提升对Linux内核的理解和应用能力。