内核对象

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绝大部分设施，这些内核对象可以是静态分配的静态对象，也可以是从系统内存堆中分配的动态对象。

通过这种内核对象的设计方式，RT-Thread 做到了不依赖于具体的内存分配方式，系统的灵活性得到极大的提高。

RT-Thread 内核对象包括：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，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。对于每一种具体内核对象和对象控制块，除了基本结构外，还有自己的扩展属性（私有属性），例如，对于线程控制块，在基类对象基础上进行扩展，增加了线程状态、优先级等属性。这些属性在基类对象的操作中不会用到，只有在与具体线程相关的操作中才会使用。因此从面向对象的观点，可以认为每一种具体对象是抽象对象的派生，继承了基本对象的属性并在此基础上扩展了与自己相关的属性。

在对象管理模块中，定义了通用的数据结构，用来保存各种对象的共同属性，各种具体对象只需要在此基础上加上自己的某些特别的属性，就可以清楚的表示自己的特征。

这种设计方法的优点有：

（1）提高了系统的可重用性和扩展性，增加新的对象类别很容易，只需要继承通用对象的属性再加少量扩展即可。

（2）提供统一的对象操作方式，简化了各种具体对象的操作，提高了系统的可靠性。

上图中由对象控制块 rt_object 派生出来的有：线程对象、内存池对象、定时器对象、设备对象和 IPC 对象（IPC：Inter-Process Communication，进程间通信。在 RT-Thread 实时操作系统中，IPC 对象的作用是进行线程间同步与通信）；由 IPC 对象派生出信号量、互斥量、事件、邮箱与消息队列、信号等对象。

对象控制块

内核对象控制块的数据结构：

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struct rt_object

{

     /* 内核对象名称     */

     char      name[RT_NAME_MAX];

     /* 内核对象类型     */

     rt_uint8_t  type;

     /* 内核对象的参数   */

     rt_uint8_t  flag;

     /* 内核对象管理链表 */

     rt_list_t   list;

};

目前内核对象支持的类型如下：

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enum rt_object_class_type

{

     RT_Object_Class_Thread = 0,             /* 对象为线程类型      */

#ifdef RT_USING_SEMAPHORE

    RT_Object_Class_Semaphore,              /* 对象为信号量类型    */

#endif

#ifdef RT_USING_MUTEX

    RT_Object_Class_Mutex,                  /* 对象为互斥量类型    */

#endif

#ifdef RT_USING_EVENT

    RT_Object_Class_Event,                  /* 对象为事件类型      */

#endif

#ifdef RT_USING_MAILBOX

    RT_Object_Class_MailBox,                /* 对象为邮箱类型      */

#endif

#ifdef RT_USING_MESSAGEQUEUE

    RT_Object_Class_MessageQueue,           /* 对象为消息队列类型   */

#endif

#ifdef RT_USING_MEMPOOL

    RT_Object_Class_MemPool,                /* 对象为内存池类型     */

#endif

#ifdef RT_USING_DEVICE

    RT_Object_Class_Device,                 /* 对象为设备类型       */

#endif

    RT_Object_Class_Timer,                  /* 对象为定时器类型     */

#ifdef RT_USING_MODULE

    RT_Object_Class_Module,                 /* 对象为模块          */

#endif

    RT_Object_Class_Unknown,                /* 对象类型未知        */

    RT_Object_Class_Static = 0x80           /* 对象为静态对象      */

};

从上面的类型说明，我们可以看出，如果是静态对象，那么对象类型的最高位将是 1（是 RT_Object_Class_Static 与其他对象类型的或操作），否则就是动态对象，系统最多能够容纳的对象类别数目是 127 个。

内核对象管理方式

内核对象容器的数据结构：

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struct rt_object_information

{

     /* 对象类型 */

     enum rt_object_class_type type;

     /* 对象链表 */

     rt_list_t object_list;

     /* 对象大小 */

     rt_size_t object_size;

};

一类对象由一个 rt_object_information 结构体来管理，每一个这类对象的具体实例都通过链表的形式挂接在 object_list 上。而这一类对象的内存块尺寸由 object_size 标识出来（每一类对象的具体实例，他们占有的内存块大小都是相同的）。