這門課程剛開始的時候，孟老師將Linux核心與其他各個模組的關係用非常簡潔而又形象的圖畫表示出來，我認為，這張圖對任何一個Linux小白，都有非常好的引導意義，是Linux核心模型大的框架，如下圖所示。

經過大半個學期的學期，我也對Linux核心有了更多的認識。在我看來，作為作業系統最關鍵的一部分，Linux核心是連線計算機軟硬體的橋樑，起到了非常關鍵的承上啟下作用。向上延伸，它提供了各式各樣基礎且關鍵的API介面，供上層庫函式和程式通過系統呼叫來使用；向下延伸，它直接對接硬體設施。也就是說，Linux核心是一個“中介”，向“客戶”（應用程式）提供服務，並將“客戶”需求轉化為“施工方”（硬體）能夠理解的概念，以便專案落地。

對Linux核心模型再進一步瞭解，可以按照功能模組，再細分成程序管理、記憶體管理、虛擬檔案系統、網路系統和程序間通訊，如下圖所示。

1、程序管理：管理最核心的CPU資源，保證各個程序能夠合理地利用CPU資源完成自身任務。

2、記憶體管理：管理記憶體資源，使得記憶體被程序安全使用。

3、虛擬檔案系統：為方便對外設進行管理，將如硬碟、光碟等外設均抽象為虛擬檔案，Linux核心提供諸如open、write、read等介面函式對其統一管理。

4、網路系統：管理涉及網路操作的資源。

5、程序間通訊：為程序間交流資源提供渠道。

其中，程序管理為Linux核心最重要的部分，因為在作業系統中，程序是程式執行的動態實體，所有程序的工作開展都要依託於Linux核心的程序排程，其相互關係如下圖所示。

最終程式以程序的形式得到CPU資源而執行，當其需要調動下層資源時，會向Linux作業系統核心發出系統呼叫請求，執行環境從使用者態轉向核心態，在某個時間節點，完成預期功能，再返回使用者態繼續執行。

以上即為基於本人的有限認識對Linux系統概念模型的總結，接下來以“讀取檔案”的一系列流程為例，進一步完善對模型的認識

作業系統讀檔案hello.txt，大體可以劃分為如下流程：

1、為讀入檔案做準備

在例項程式執行到read函式時，軟中斷int 0x80通過中斷描述符表，跳到system_call，最後跳轉至system_read去執行.

int sys_read(unsigned int fd, char * buf, int count) {
  ……
  if (fd >= NR_OPEN || count < 0 || !(file = curren t-> file[fd]))    
  ……
 
  return file_read(inode, file, buf, count);
}

先檢查輸入引數的合理性，最後呼叫file_read函式讀取檔案。

2、確定要檔案內容的位置

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
    while(left) {
　　if (nr = bmap(inode, (flip->f_pos)/BLOCK_SIZE))
           …… 
    } 
    ……
}

在while迴圈中，根據資料的實際組織方式，確定檔案內容在硬碟上的“塊號”。

3、將指定資料從硬碟讀至系統緩衝區

以硬體的“塊號”和“裝置號”為依據，從硬碟中將hello.txt對應的資料塊讀入緩衝區。

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
　　if(!(bh=bread(inode->i_dev, nr)))
    ……
}

inode->i_dev為硬碟裝置號，nr為具體塊號，bread函式為讀盤指令。一旦開始從硬碟讀取資料，程序便轉為不可中斷的狀態，直到資料全部讀入緩衝區。

從中可以看出，上層程式讀取檔案時無需知曉任何具體硬體知識，由Linux核心完成涉及到底層的資料操作。

4、將資料拷貝至程式執行的指定空間

先檢測是否讀完指定的資料量

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
　　while(left) {
　　　  ……
　　　　nr　= filp->f_pos % BLOCK_SIZE;
      chars = MIN(BLOCK_SIZE - nr, left);
　　　　……
   }
    ……
}

若沒有讀完，更新left的值，確定具體還有多少沒有讀完

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
　　while(left) {
　　　  ……
　　　　filp->f_pos += chars;
       left -= chars;
　　　　……
   }
    ……
}

最後把已經讀出來的資料拷貝到使用者空間

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
　　while(left) {
　　　  ……
　　　　if (bh) {
　　　　　　char *p =nr + bh->b_data;
　　　　　　while(chars-->0)
　　　　　　　　put_fs_byte(*(p++), buf++);
　　　　　　　　brelse(bh);
　　　　}
　　　　……
   }
    ……
}

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * flip, char * buf, int count) { 
    …… 
　　while(left) {
　　　  ……
　　　　filp->f_pos += chars;
       left -= chars;
　　　　……
   }
    ……
}

通過file_read函式中的while(left){……}迴圈，完成hello.txt檔案從硬碟到使用者執行空間的讀取。

課程總結：

在選這門課之前，我對Linux的認知僅限於一些諸如cd、ls等簡單的指令，對作業系統的認知也僅限於作業系統相關教材中抽象的文字描述，其他的東西一竅不通。通過這個學期的學習，通過老師們對實際的程式碼的講解，加深了我對作業系統的理解，大致知曉Linux是如何工作的，並且經過幾次實際的實驗操作，稍微有了跟蹤、除錯Linux系統的執行機制。

Linux作為一個廣受歡迎並普遍應用於各行各業的作業系統，無疑是非常成功的。其核心模組也是相當複雜，不甚晦澀。雖有老師們的悉心講解，但我感覺自己僅僅是摸到其新手門檻，要學習的知識浩如煙海，我瞭解到的僅是皮毛而已。

不過收穫還有非常之多的，特別是通過幾次實驗的實際操作，我學會了如何除錯核心，如何去逐步分析系統呼叫、如何去理解核心中的彙編程式碼等等。

感謝這門課程的學習，為我展示了計算機新世界的冰山一角！