【FreeRTOS】1. 任务链表的实现

任务链表

任务链表：xLIST即根节点，可以是就绪链表、阻塞链表、挂起链表等。

链表中的节点：每个红框为一个节点，通过pvOwner与任务控制块联系到一起，通过pvContainer挂载到就绪、阻塞、挂起链表上。

1. 链表根节点

链表根节点的数据结构如下：

1. 链表的节点数
2. 链表节点索引指针
3. 链表的最后一个节点/头节点

typedef struct xLIST
{
    
    
	UBaseType_t uxNumberOfItems; /* 链表节点计数器 */ 
	ListItem_t * pxIndex;  /* 链表节点索引指针 */ 
	MiniListItem_t xListEnd;  /* 链表最后一个节点 */ 
} List_t;

其中MiniListItem_t为链表的最后一个节点，在双向链表中也可以说是头节点。创建一个链表只需创建一个根节点即可，然后链表的其他节点通过与根节点中的MiniListItem_t节点链接。根节点记录了链表的信息，包括节点个数，以及节点的索引，通过节点索引指针来访问链表中的其他节点。

2. 链表节点

链表节点分为头节点和普通节点两种。其中头节点是链表根节点中的成员，链表依靠这个头节点成员来实现与其他普通节点的链接。

链表头节点的数据结构：

struct xMINI_LIST_ITEM
{
    
    
    TickType_t xItemValue; /* 辅助值，用于帮助节点做升序排列 */
	struct xLIST_ITEM * pxNext; /* 指向链表下一个节点 */
	struct xLIST_ITEM * pxPrevious; /* 指向链表前一个节点 */
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t; /* 精简节点数据类型重定义 */

可以看到其成员只有节点序号、前一个节点指针和后一个节点指针。属于精简的节点，不含其他信息，因此其做哟个仅仅适用于链接。

链表节点的数据结构如下：

struct xLIST_ITEM
{
    
    
    TickType_t xItemValue; /* 辅助值，用于帮助节点做顺序排列 */ 
    struct xLIST_ITEM * pxNext; /* 指向链表下一个节点 */ 
    struct xLIST_ITEM * pxPrevious; /* 指向链表前一个节点 */ 
    void * pvOwner;  /* 指向拥有该节点的内核对象，通常是 TCB */ 
    void * pvContainer;  /* 指向该节点所在的链表 */ 
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; /* 节点数据类型重定义 */ 

其中包含有：

1. 节点序号
2. 前一个节点指针
3. 后一个节点指针
4. 节点所属的TCB
5. 节点所在的链表

第4和第5为头节点没有的成员，包括TCB任务控制块，还有该节点所在的链表。

第4点的pvOwner指针指向一个任务控制块，代表这该节点为某任务挂载的节点。相当于把任务封装在这个节点上。

第5点的pvContainer指针指向一个链表(即根节点)，通过这个指针指向不同的链表：就绪链表，运行链表，挂起链表，阻塞链表等，来实现任务的状态。

4. 就绪列表

/* 任务就绪列表 */
List_t pxReadyTasksLists[configMAX_PRIORITIES];

就绪列表是一个数组，数组下标表示优先级。在FreeRTOS中，优先级数值越大，优先级越高。

其每一个数组元素都是一个链表根节点数据结构。如下图所示。

其中，每个数组下标为一个链表根节点，如果链表中仅有一个头节点，代表没有该优先级的任务。像开头任务链表中有3个节点，代表该优先级有3个任务。

因此只要从就绪列表的最大下标开始遍历数组(其中每遍历一个元素都是一条链表)，就可以找出最高优先级的就绪任务。