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RT-Thread 内核学习笔记 - 内核对象rt_object

发布于 2021-01-16 11:28:37 浏览：2899 订阅该版

[tocm]

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## 背景

* 学习下RT-Thread，除了基础的应用，应该花点时间，研究下内核的实现

* RT-Thread内核，整体代码量不大，很适合研究，后期，打算在这个基础上，开发一些软件包。

* 之前了解了一点数据结构的知识，感觉，没有真正的使用起来，程序=数据结构+算法。

* 万事开头难，先从最基本的概念开始。

## 内核对象控制块

* 对象(object)结构体

![2021-01-16_111210.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210116/cc3c4128bb938befce045d89f794176b.png)

* 对象可以派生具体的对象

![2021-01-16_111316.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210116/7a1b58e0b87613c86742afcfc5ce1d5a.png)

## 引言

* 今天，想仔细看看RT-Thread 的内核的对象，基本上都是结构体，看看结构体的大小

* 单片机的程序，一般短小精悍是每个嵌入式软件工程师追求的，实现相同功能，占用最少资源，意味着硬件成本会进一步降低。

* 编写一个函数，打印一下rt_object 等对象的结构体占用的内存RAM大小。

```
void print_kernel_object_size(void)
{
    struct rt_object obj;
    rt_kprintf("struct rt_object size=%d\n", sizeof(obj));
    rt_kprintf("rt_list_t size=%d\n", sizeof(rt_list_t));
    rt_kprintf("struct rt_timer size=%d\n", sizeof(struct rt_timer));
    rt_kprintf("struct rt_thread size=%d\n", sizeof(struct rt_thread));
    rt_kprintf("struct rt_ipc_object size=%d\n", sizeof(struct rt_ipc_object));
    rt_kprintf("struct rt_semaphore size=%d\n", sizeof(struct rt_semaphore));
    rt_kprintf("struct rt_mutex size=%d\n", sizeof(struct rt_mutex));
    rt_kprintf("struct rt_event size=%d\n", sizeof(struct rt_event));
    rt_kprintf("struct rt_mailbox size=%d\n", sizeof(struct rt_mailbox));
    rt_kprintf("struct rt_messagequeue size=%d\n", sizeof(struct rt_messagequeue));
    rt_kprintf("struct rt_mempool size=%d\n", sizeof(struct rt_mempool));
    rt_kprintf("struct rt_device size=%d\n", sizeof(struct rt_device));
    rt_kprintf("struct rt_device_graphic_info size=%d\n", sizeof(struct rt_device_graphic_info));
}

MSH_CMD_EXPORT(print_kernel_object_size, print_kernel_object_size); //导出命令
```

* 运行效果

```
msh />pri
print_kernel_object_size
msh />print_kernel_object_size
struct rt_object size=20
rt_list_t size=8
struct rt_timer size=44
struct rt_thread size=128
struct rt_ipc_object size=28
struct rt_semaphore size=32
struct rt_mutex size=36
struct rt_event size=32
struct rt_mailbox size=48
struct rt_messagequeue size=60
struct rt_mempool size=52
struct rt_device size=80
struct rt_device_graphic_info size=12
```

* struct rt_object size=20，说明当：RT_NAME_MAX为8时，内核对象大小为：20字节（8+ （4）+8 = 20）

* 不难分析，rt_uint8_t type,rt_uint8_t flag，因为内存对齐，占用了2+2=4个字节。（Keil MDK5 armcc）
```
/**
 * Base structure of Kernel object
 */
struct rt_object
{
    char       name[RT_NAME_MAX];                       /**< name of kernel object */
    rt_uint8_t type;                                    /**< type of kernel object */
    rt_uint8_t flag;                                    /**< flag of kernel object */

#ifdef RT_USING_MODULE
    void      *module_id;                               /**< id of application module */
#endif
    rt_list_t  list;                                    /**< list node of kernel object */
};
```

* 当我尝试更改内核对象中的成员：rt_uint8_t type -->  rt_uint32_t type，验证下结构体大小变化时，发生了Assert 栈溢出。

![2021-01-16_105314.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210116/dceaaf3a5f19d2980a94045d51d645bc.png)

```
 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.3 build Jan 16 2021
 2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
thread: stack overflow

```

* 经过调试，发现是线程结构体引起的对齐问题。

![2021-01-16_112126.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210116/b46a5c4f63ee1d59e83e26d8c7ec2cab.png)

* 看来，还是不要直接改基础的内核控制块。

* 要改rt_object的结构体大小，其他对象派生的对象，都要注意下。

## 总结

* 通过打印rt_object等结构体的大小，了解了rt_object的基本构成。

* 基本了解到了其他内核对象，如rt_thread（线程控制块），rt_timer（定时器控制块），rt_list_t（双向链表）的RAM占用大小。

* 了解到rt_object的派生方式，增加其他对象的特殊属性，构成其他的对象，用链表链接起来，用于OS管理。