FreeRTOS列表&列表项的源码解读

第一次看列表与列表项的时候，感觉很像是链表，虽然我自己的链表也不太会，但是就是感觉很像。

在FreeRTOS中，列表与列表项使用得非常多，是FreeRTOS的一个数据结构，学习过数据结构的同学都知道，数据结构能使我们处理数据更加方便快速，能快速找到数据，在FreeRTOS中，这种列表与列表项更是必不可少的，能让我们的系统跑起来更加流畅迅速。

言归正传，FreeRTOS中使用了大量的列表（List）与列表项（Listitem），在FreeRTOS调度器中，就是用到这些来跟着任务，了解任务的状态，处于挂起、阻塞态、还是就绪态亦或者是运行态。这些信息都会在各自任务的列表中得到。

看任务控制块（tskTaskControlBlock）中的两个列表项：

ListItem_t xStateListItem; /* <任务的状态列表项目引用的列表表示该任务的状态（就绪，已阻止，暂停）。*/  ListItem_t xEventListItem; /* <用于从事件列表中引用任务。*/

一个是状态的列表项，一个是事件列表项。他们在创建任务就会被初始化，列表项的初始化是根据实际需要来初始化的，下面会说。

FreeRTOS列表&列表项的结构体

既然知道列表与列表项的重要性，那么我们来解读FreeRTOS中的list.c与list.h的源码吧。从头文件lsit.h开始，看到定义了一些结构体：

 struct xLIST_ITEM  {      listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* <如果configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1，则设置为已知值。*/      configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue; /* <正在列出的值。在大多数情况下，这用于按降序对列表进行排序。 */      struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext; /* <指向列表中下一个ListItem_t的指针。 */      struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /* <指向列表中前一个ListItem_t的指针。 */      void * pvOwner; /* <指向包含列表项目的对象（通常是TCB）的指针。因此，包含列表项目的对象与列表项目本身之间存在双向链接。 */      void * configLIST_VOLATILE pvContainer; /* <指向此列表项目所在列表的指针（如果有）。 */      listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* <如果configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1，则设置为已知值。*/  };  typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; /* 由于某种原因，lint希望将其作为两个单独的定义。 */

列表项结构体的一些注意的地方：

xItemValue 用于列表项的排序，类似1—2—3—4

pxNext 指向下一个列表项的指针
pxPrevious 指向上（前）一个列表项的指针

这两个指针实现了类似双向链表的功能

pvOwner 指向包含列表项目的对象（通常是任务控制块TCB）的指针。因此，包含列表项目的对象与列表项目本身之间存在双向链接。

pvContainer 记录了该列表项属于哪个列表，说白点就是这个儿子是谁生的。。。

同时定义了一个MINI的列表项的结构体，MINI列表项是删减版的列表项，因为很多时候不需要完全版的列表项。就不用浪费那么多内存空间了，这或许就是FreeRTOS是轻量级操作系统的原因吧，能省一点是一点。MINI列表项：

struct xMINI_LIST_ITEM  {      listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE           /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */      configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;      struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;      struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;  };  typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;

再定义了一个列表的结构体，可能看到这里，一些同学已经蒙了，列表与列表项是啥关系啊，按照杰杰的理解，是类似父子关系的，一个列表中，包含多个列表项，就像一个父亲，生了好多孩子，而列表就是父亲，列表项就是孩子。

typedef struct xLIST  {      listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* <如果configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1，则设置为已知值。*/      configLIST_VOLATILE UBaseType_t uxNumberOfItems;      ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex; /* <用于遍历列表。 指向由listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY（）调用返回的后一个列表项。*/      MiniListItem_t xListEnd; /* <List item包含最大可能的项目值，这意味着它始终在列表的末尾，因此用作标记。*/      listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* <如果configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1，则设置为已知值。*/  } List_t;

列表的结构体中值得注意的是：
uxNumberOfItems 是用来记录列表中列表项的数量的，就是记录父亲有多少个儿子，当然女儿也行~。

pxIndex 是索引编号，用来遍历列表的，调用宏listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY（）之后索引就会指向返回当前列表项的下一个列表项。

xListEnd 指向的是最后一个列表项，并且这个列表项是MiniListItem属性的，是一个迷你列表项。

列表的初始化

函数：

void vListInitialise( List_t * const pxList )  {       pxList->pxIndex = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );           /*lint The mini list structure is used as the list end to save RAM.  This is checked and valid. */       pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;       pxList->xListEnd.pxNext = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );   /*lint The mini list structure is used as the list end to save RAM.  This is checked and valid. */       pxList->xListEnd.pxPrevious = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );/*lint The mini list structure is used as the list end to save RAM.  This is checked and valid. */       pxList->uxNumberOfItems = ( UBaseType_t ) 0U;       listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList );       listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );  }

将列表的索引指向列表中的xListEnd，也就是末尾的列表项（迷你列表项）

列表项的xItemValue数值为portMAX_DELAY，也就是0xffffffffUL，如果在16位处理器中则为0xffff。

列表项的pxNext与pxPrevious这两个指针都指向自己本身xListEnd。

初始化完成的时候列表项的数目为0个。因为还没添加列表项嘛~。

列表项的初始化

函数：

void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem )  {      /* Make sure the list item is not recorded as being on a list. */      pxItem->pvContainer = NULL;      /* Write known values into the list item if      configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */      listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );      listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );  }

只需要让列表项的pvContainer指针指向NULL即可，这样子就使得列表项不属于任何一个列表，因为列表项的初始化是要根据实际的情况来进行初始化的。

例如任务创建时用到的一些列表项初始化：

pxNewTCB->pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN - 1 ] = '