Linux内核学习笔记：从设备驱动到网络子系统

"这是一份关于Linux内核学习的详细笔记，涵盖了从存储器寻址到网络子系统的多个核心主题，特别适合Linux初学者。笔记包括设备驱动程序开发，特别是字符设备驱动，PCI设备，内核初始化优化宏，内核模块编程，以及网络设备的相关概念和实现。" 在深入Linux内核的学习中，首先要理解的是存储器寻址机制。在80x86架构中，逻辑地址、线性地址和物理地址三者之间存在转换关系。逻辑地址由段选择符和偏移量组成，而线性地址是32位无符号整数，可以表示4GB的地址空间。物理地址则是实际存储器芯片上存储单元的地址，由CPU的分段和分页机制进行转换。 分段单元将逻辑地址的段选择符与段寄存器中的信息结合，计算出线性地址。6个段寄存器（cs、ss、ds、es、fs、gs）在不同的上下文中起到关键作用，例如cs用于代码段，ss用于堆栈段，而ds和es常用于数据段。偏移量则指示了相对于段起始位置的地址。 进一步，线性地址通过分页单元转化为物理地址，这是现代操作系统中实现内存保护和虚拟内存的关键步骤。分页将线性地址空间划分为固定大小的页，每个页对应物理内存中的一个位置。 笔记还涉及到了设备驱动程序的开发，特别是字符设备驱动。设备号是识别不同设备的关键，它们的分配和释放是驱动程序管理的重要部分。此外，内核提供了访问设备的必要数据结构，如读写操作，以及设备注册和注销的接口。 对于PCI设备，笔记可能讲解了如何与这些设备交互，包括设备的初始化和通信方式。内核初始化优化宏和内核参数访问接口有助于提升内核启动效率和定制化。 内核模块编程是动态扩展内核功能的重要手段，笔记介绍了模块的入门步骤、添加描述信息的方法，以及如何使用内核模块处理命令。网络子系统部分则涵盖了sk_buff结构、net_device结构，以及网络设备的初始化和操作，包括8139too网卡驱动的源码分析，展示了网络数据流在内核中的处理过程。 这份学习笔记全面地介绍了Linux内核的多个重要方面，是理解和实践Linux内核开发的宝贵资源。