RTT小师弟 · 2021年04月15日

RT-Thread 内核学习笔记 - 内核对象链表结构深入理解

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背景

  • 学习内核对象,需要了解基本的数据机构。
  • 大部分的较为复杂的数据结构,是内核对象及派生的数据结构,大部分基于链表的复合结构体。
  • 需要深入的理解内核对象的组织与链接方式。

链表链接方式一

链表next指针,指向下一个对象结构体的首地址。

2021-02-15_093523.png

链表链接方式二

链表next指针,指向下一个对象结构体的链表的(next)成员。

2021-02-15_093610.png

内核对象的入口内存地址(首地址)

  • RT-Thread内核对象,使用链表链接方式二。
  • 所以,可以通过链表的遍历,获取到对象结构体成员list的地址(list 第一个next成员的地址,就是list本身的首地址)
  • 已知结构体成员的地址,如何求结构体本身首地址?

2021-02-15_093626.png

  • 结构体的本身结构,不会改变,大小,不会改变,所以,每个结构体成员的位置,是固定的。
  • 结构体成员的地址,相对于首地址,偏移大小是固定的。

RT-Thread 使用:rt_list_entry

/**
 * @brief get the struct for this entry
 * @param node the entry point
 * @param type the type of structure
 * @param member the name of list in structure
 */
#define rt_list_entry(node, type, member) \
    rt_container_of(node, type, member)
/**
 * rt_container_of - return the member address of ptr, if the type of ptr is the
 * struct type.
 */
#define rt_container_of(ptr, type, member) \
    ((type *)((char *)(ptr) - (unsigned long)(&((type *)0)->member)))
type a; /* 临时变量,主要为了求成员的偏移 */

/* 成员m 的地址偏移 */
offset = &a.member - &a;

/* 假如已知结构体的某个成员m的地址ptr */

p = ptr - offset; /* ptr - (&a.m - &a)  */
  • 假设结构体的首地址为x, 成员的偏移为: x+offset。
  • 如果结构体首地址为0,结构体成员的地址,则为成员在结构体中的偏移。
  • 若已知成员的地址,求出来成员的offset(偏移),就可以计算出结构体本身的首地址了

总结

  • 需要深入的理解链表结构体的连接方法与组织方法。
  • RT-Thread 内核提供比较丰富的链表操作API,可以学习与使用。
  • 掌握数据结构的操作,为后面研究内核,打下基础。
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小而美的物联网操作系统,经过14年的累积发展,RT-Thread 已经拥有一个国内最大的嵌入式开源社区,同时被广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等多个行业,累积装机量超过4亿台,成为国人自主开发、国内最成熟稳定和装机量最大的开源 RTOS。
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