嵌入式操作系统
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4.2.3 核心线程对象

核心线程对象（KernelThreadObject）用于管理Hello China操作系统中的所有线程，该对象记录了每个线程的上下文信息、堆栈指针（初始指针）、最后错误信息、线程的消息队列等。注意核心线程对象与核心线程管理对象的区别。下面是核心线程对象的定义。

BEGIN_DEFINE_OBJECT(__KERNEL_THREAD_OBJECT)
    INHERIT_FROM_COMMON_OBJECT
    INHERIT_FROM_COMMON_SYNCHRONIZATION_OBJECT
    __KERNEL_THREAD_CONTEXT        KernelThreadContext;
    DWORD                           dwThreadID;
    DWORD                           dwThreadStatus;
    __PRIORITY_QUEUE＊               lpWaitingQueue;
    DWORD                           dwThreadPriority;
    DWORD                           dwScheduleCounter;
    DWORD                           dwReturnValue;
    DWORD                           dwTotalRunTime;
    DWORD                           dwTotalMemSize;
    __KERNEL_FILE＊                  lpCurrentDirectory;
    __KERNEL_FILE＊                  lpRootDirectory;
    __KERNEL_FILE＊                  lpModuleDirectory;
    __COMMON_OBJECT＊                StartTime;
    BOOL                            bUsedMath;
    DWORD                           dwStackSize;
    LPVOID                          lpInitStackPointer;
    DWORD                           (＊KernelThreadRoutine)(LPVOID);
    LPVOID                          lpRoutineParam;
    //The following four members are used to manage the message queue
    //of the current kernel thread.
    __KERNEL_THREAD_MESSAGE        KernelThreadMsg[MAX_KTHREAD_
MSG_NUM];
    UCHAR                           ucMsgQueueHeader;
    UCHAR                           ucMsgQueueTrial;
    UCHAR                           ucCurrentMsgNum;
    UCHAR                           ucAligment;
    __EVENT＊                        lpMsgEvent;
    DWORD                           dwLastError;
    __KERNEL_THREAD_OBJECT_TABLE       KernelObjectTable;
//Object's table.
    __KERNEL_THREAD_OBJECT＊             lpParentKernelThread;
  END_DEFINE_OBJECT()

为了版面上的清晰，省略了源代码中的相关注释。该对象用于管理每个核心线程，因此该对象的成员变量包含了核心线程相关的方方面面。表4-4中，按照变量的用途进行归类，并对每个变量的含义进行了解释。

表4-4 核心线程对象各成员的含义

下面对线程对象的上述类别信息进行粗略的描述，详细的描述，请参考本章后续章节。

（1）硬件上下文：这是一个__KERNEL_THREAD_CONTEXT类型的结构变量，用于记录线程的硬件上下文信息。所谓的硬件上下文，就是线程所运行的CPU的硬件寄存器，比如指令指针寄存器、堆栈寄存器等，这些寄存器信息在线程切换的时候需要保存或恢复。在线程从运行状态切换到其他状态（比如，就绪状态）的时候，调度程序就会把当前线程所运行的CPU的寄存器信息保存到这个数据结构中，在线程被再次调度运行的时候，调度程序从这个数据结构中，恢复对应的寄存器信息。需要注意的是，这个结构的定义是CPU特定的，即不同的CPU，该结构的定义也不一样。详细情况请参考4.2.4节。

（2）线程属性信息：包含了线程ID、线程的当前状态、线程的返回值（线程函数的返回值）以及线程的最后错误信息等内容。

（3）堆栈信息：堆栈是线程运行过程中，保存临时数据和临时变量的地方，在核心线程对象中，记录了线程堆栈的大小（dwStackSize）和线程堆栈的初始地址（lpInitStackPointer）。需要注意的是，lpInitStackPointer不是线程的堆栈指针，线程的堆栈指针在线程的运行过程中不断变化。

（4）消息队列信息：每个线程都有一个本地消息队列，用于存储别的线程（或者自己）发过来的消息，在Hello China的当前实现中，消息队列是一个环行队列，ucMsgQueueHeader和ucMsgQueueTrial两个变量记录了唤醒队列的头和尾，ucCurrentMsgNum则记录了当前队列中的消息数目。线程采用GetMessage函数从线程队列中获取信息，别的线程采用SendMessage函数给一个特定的线程发送信息。

（5）同步信息：与其他同步对象（比如Event、Mutex等）一样，核心线程对象也是一个同步对象，所不同的是，核心线程对象的状态不能人为地通过API函数控制，而只能根据线程的运行状态来自行控制。一个线程对象只有其状态成为Terminal（KERNEL_THREAD_STATUS_TERMINAL）的时候，才是发信号状态（可用状态），所有其他状态都为不可用状态。比如，另外一个线程（假设为A）调用WaitForThisObject函数，等待一个线程对象（假设为B），则该线程A将一直处于阻塞状态（被放入线程B的lpWaitingQueue），直到线程B运行完毕，状态变化为Terminal的时候，线程A才会被唤醒。

（6）调度信息：包含两个变量dwScheduleCounter和dwThreadPriority，这两个变量是线程调度策略的依据。

（7）资源占用信息：描述了线程的资源占用情况，比如创建的核心对象、占用的物理内存大小、占用的CPU时间（运行时间）、是否使用了数学协处理器等。

（8）线程函数信息：线程的功能函数和其参数，线程函数是实现线程功能的主体，由应用程序编写。线程函数的参数是一个无类型指针（LPVOID），可以通过该指针传递任何参数信息。

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