原文地址:https://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/51190095
FreeRTOS内核调度大量使用了列表(list)和列表项(list item)数据结构。我们如果想一探FreeRTOS背后的运行机制,首先遇到的拦路虎就是列表和列表项。对于FreeRTOS内核来说,列表就是它最基础的部分。我们在这一章集中讲解列表和列表项的结构以及操作函数,在下一章讲解任务创建时,会用到本章的知识点。 列表被FreeRTOS调度器使用,用于跟踪任务,处于就绪、挂起、延时的任务,都会被挂接到各自的列表中。用户程序如果有需要,也可以使用列表。 FreeRTOS列表使用指针指向列表项。一个列表(list)下面可能有很多个列表项(list item),每个列表项都有一个指针指向列表。如图1-1所示。
图1-1:列表与列表项 列表项有两种形式,全功能版的列表项xLIST_ITEM和迷你版的列表项xMINI_LIST_ITEM。我们来看一下它们具体的定义,先看全功能版。
struct xLIST_ITEM
{
listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*用于检测列表项数据是否完整*/
configLIST_VOLATILETickType_t xItemValue; /*列表项值*/
struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext; /*指向列表中下一个列表项*/
struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /*指向列表中上一个列表项*/
void * pvOwner; /*指向一个任务TCB*/
void * configLIST_VOLATILE pvContainer; /*指向包含该列表项的列表 */
listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*用于检测列表项数据是否完整*/
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;
宏listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE和listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE用于检查列表项数据是否完整,在projdefs.h中,如果将宏configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1,则使能列表项数据完整性检查,则宏listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE和listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE会被两个已知的数值代替。 xItemValue是列表项值,通常是一个被跟踪的任务优先级或是一个调度事件的计数器值。如果任务因为等待从队列取数据而进入阻塞状态,则任务的事件列表项的列表项值保存任务优先级有关信息,状态列表项的列表项值保存阻塞时间有关的信息。这个变量被configLIST_VOLATILE修饰,configLIST_VOLATILE被映射成C语言关键字volatile,表明这个变量是“易变的”,告诉编译器不得对这个变量进行代码优化,因为列表项的成员可能会在中断服务程序中被更新。关于volatile关键字,如果不是熟悉的话,可以参考我的博文《编写优质嵌入式C程序》第3.2.4节。 pxNext和pxPrevious是列表项类型指针,用来指向列表中下一个和上一个列表项,通过这两个指针,列表项之间可以形成类似双向链表结构。 指针pvOwner通常指向一个任务TCB。 指针pvContainer指向包含该列表项的列表。 迷你版的列表项xMINI_LIST_ITEM是全功能版列表项xLIST_ITEM的一个子集,定义如下所示:
struct xMINI_LIST_ITEM
{
listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*用于检测列表项数据是否完整*/
configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;
struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;
struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;
既然有了全功能版的列表项,为什么还要声明迷你版的列表项呢?这是因为列表结构体需要一个列表项成员,但又不需要列表项中的所有字段,所以才有了迷你版列表项。列表结构体定义为:
typedef struct xLIST
{
listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*用于检测列表项数据是否完整*/
configLIST_VOLATILE UBaseType_t uxNumberOfItems;
ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex; /*用于遍历列表*/
MiniListItem_t xListEnd; /*列表项*/
listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*用于检测列表项数据是否完整*/
}List_t;
和列表项定义相同,宏listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE和listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE用于检查列表项数据是否完整,在projdefs.h中,如果将宏configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES设置为1,则使能列表项数据完整性检查,则宏listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE和listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE会被两个已知的数值代替。 uxNumberOfItems表示该列表中挂接的列表项数目,0表示列表为空。 列表项类型指针用于遍历列表,列表初始化后,这个指针指向&xListEnd。通过宏listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY()来获取列表中的下一个列表项。 列表项xListEnd用于标记列表结束。xListEnd.xItemValue被初始化为一个常数,其值与硬件架构相关,为0xFFFF(16位架构)或者0xFFFFFFFF(32位架构)。 下面我们看一下列表操作。FreeROTS提供了几个API函数,用于初始化列表和列表项以及列表项插入操作。
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