背景

• 學習RT-Thread，除了基礎的應用，應該花點時間，研究下底層內核的實現方法。
• RT-Thread內核，整體代碼量不大，很適合研究，后期，打算在這個基礎上，開發一些軟件包。
• 之前了解了一點數據結構的知識，主要為結構體、鏈表。不過感覺沒有真正的使用起來。
• 程序 = 數據結構+算法。
• 萬事開頭難，先從最基本的概念開始。

內核對象控制塊

• 對象(object)結構體

• 對象可以派生具體的對象

導火索

• 今天，想仔細看看RT-Thread 的內核的對象，基本上都是結構體，看看結構體的大小，占用RAM的大小。
• 單片機的程序，短小精悍是每個嵌入式軟件工程師追求的，實現相同功能，占用最少資源，意味著硬件成本會進一步降低。
• 編寫一個函數，打印一下rt_object 等對象的結構體占用的內存（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); //導出命令

• 運行效果

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，說明：RT_NAME_MAX為8時，內核對象大小為：20字節（8+ （4）+8 = 20）
• 初步分析，rt_uint8_t type,rt_uint8_t flag，因為內存對齊，占用了2+2=4個字節。（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 */
};

• 當我更改內核對象中的：rt_uint8_t type --> rt_uint32_t type，驗證下結構體大小時，卻發生了Assert 棧溢出。

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

• 經過調試，發現是線程結構體引起的對齊問題。結構體，一定要注意結構與大小一致。
• 線程控制塊（結構體）rt_thread，使用了內核對象塊，是重寫的。

• 看來，還是不要直接改基礎的內核控制塊。
• 要改rt_object的結構體大小，其他對象派生的對象，都要注意下。

總結

• 通過打印rt_object等結構體的大小，了解了rt_object的基本構成。
• 基本了解到了其他內核對象，如rt_thread（線程控制塊），rt_timer（定時器控制塊），rt_list_t（雙向鏈表）的RAM占用大小。
• 了解到rt_object的派生方式，增加其他對象的特殊屬性，構成其他的對象，用鏈表鏈接起來，用于OS管理。