RT-Thread内核架构是由哪些部分组成的

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1、RT-Thread 软件架构

2、RT-Thread 内核结构

3、预备知识

3.1链表

链表是通过节点把离散的数据链接成一个表，通过对节点的插入和删除操作从而实现对数据的存取。而数组是通过开辟一段连续的内存来存储数据，这是数组和链表最大的区别。数组的每个成员对应链表的节点，成员和节点的数据类型可以是标准的C类型或者是用户自定义的结构体。数组有起始地址和结束地址，而链表是一个圈，没有头和尾之分，但是为了方便节点的插入和删除操作会人为的规定一个根节点。

单向链表：

双向链表：

3.2 节点

3.2.2 节点初始化

3.2.3 在双向链表表头后面插入一个节点

3.2.4 在双向链表表头前面插入一个节点

3.2.5 从双向链表删除一个节点

3.2.6 从节点中获取所在结构体的首地址

node 表示一个节点的地址， type 表示该节点所在的结构体的类型，
member 表示该节点在该结构体中的成员名称。

rt_container_of()的实现算法具体见图：

我们知道了一个节点 tlist 的地址 ptr，现在要推算出该节点所在的 type 类型的结构体的起始地址 f_struct_ptr。我们可以将 ptr 的值减去图中灰色部分的偏移的大小就可以得到 f_struct_ptr 的地址，现在的关键是如何计算出灰色部分的偏移大小。这里采取的做法是将 0 地址强制类型类型转换为 type，即(type *)0，然后通过指针访问结构体成员的方式获取到偏移的大小，即(&((type *)0)->member)，最后即可算出 f_struct_ptr = ptr -(&((type *)0)->member)。

3.3 面向对象编程思想

3.3.1 封装

3.3.2 继承

3.3.3 多态

4 内核对象管理架构

RT-Thread 采用内核对象管理系统来访问 / 管理所有内核对象，内核对象包含了内核中线程，信号量，互斥量，事件，邮箱，消息队列和定时器，内存池，设备驱动等。对象容器中包含了每类内核对象的信息，包括对象类型，大小等。对象容器给每类内核对象分配了一个链表，所有的内核对象都被链接到该链表上，如图 RT-Thread 的内核对象容器及链表如下图所示：

下图则显示了 RT-Thread 中各类内核对象的派生和继承关系：

4.1 内核对象数据结构

4.1.1 对象结构

4.1.2 对象容器结构

4.1.3 初始化对象容器

容器是一个全部变量的数组，数据类型为 struct rt_object_information，这是一个结构体类型，包含对象的三个信息，分别为对象类型、对象列表节点头和对象的大小。

_OBJ_CONTAINER_LIST_INIT()是一个带参宏，用于初始化一个
节点 list，在 object.c 中定义

4.1.4 从容器中获取指定类型的对象信息

4.1.5 初始化对象

每创建一个对象，都需要先将其初始化，主要分成两个部分的工作，首先将对象控制块里面与对象相关的成员初始化，然后将该对象插入到对象容器中。

4.1.6 线程结构

线程状态切换：

RT-Thread 中，实际上线程并不存在运行状态，就绪状态和运行状态是等同的。

4.1.7 初始化线程

在线程初始化之后，线程通过自身的 list 节点将自身挂到容器的对象列表中，对象初始化函数在线程初始化函数里面被调用。

4.1.8 初始化线程栈

在动态创建线程和初始化线程的时候，会使用到内部的线程初始化函数_rt_thread_init()，_rt_thread_init() 函数会调用栈初始化函数 rt_hw_stack_init()，在栈初始化函数里会手动构造一个上下文内容，这个上下文内容将被作为每个线程第一次执行的初始值。上下文在栈里的排布如下图所示：

刘丹 · 2022-4-26 11:18:48

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