文章目錄

• 01 - 列表
• 02 - 列表與任務控制塊
• 03 - 總結

上一文連結：FreeRTOS筆記（五）任務狀態

01 - 列表

  上一文提及到，任務具有多種狀態，例如就緒、執行、阻塞等等，如果有多個任務都處於某一狀態，例如就緒態，那麼這些任務就需要排隊等待處理，於是這些任務就組成了一個列表，一個簡單的列表看起來應該是這樣的。

  這個列表誰來建立、誰來使用？就是FreeRTOS系統，它負責建立、使用和維護列表，這個過程對開發人員是透明的，目的是實現多工併發進行。
  列表是被設計用來跟蹤任務，底層是一個數據結構，實際上是一個列表頭，它的定義如下：

typedef struct xLIST
{
    listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE                //檢查完整性
    configLIST_VOLATILE UBaseType_t uxNumberOfItems;    //該列表中有多少個列表項
    ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex;           //當前指向的列表
    MiniListItem_t xListEnd;                            //列表中最後一個列表項
    listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE               //檢查完整性
 

} List_t;

  其中指標ListItem_t*指向當前的列表項，迷你列表項MiniListItem_t用於表示列表的結束，概念上和連結串列頭類似，不過列表頭存放著更多的資訊。

  任務的每一個狀態都會有一個列表（執行態除外，因為每次只有一個執行態，不存在排隊），比如就緒態列表、阻塞態列表等等，FreeRTOS就是去管理這些列表，以達到多工的併發執行，可以在stasks.c中看到這些列表的建立：

//就緒列表和阻塞列表
PRIVILEGED_DATA static List_t pxReadyTasksLists[
 
 configMAX_PRIORITIES ];//就緒列表
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList1;                        //延遲列表1
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList2;                        //延遲列表2
PRIVILEGED_DATA static List_t xPendingReadyList;                        //暫存列表

#if( INCLUDE_vTaskDelete == 1 )
    PRIVILEGED_DATA static List_t xTasksWaitingTermination;             //殭屍列表
#endif

#if ( INCLUDE_vTaskSuspend == 1 )
    PRIVILEGED_DATA static List_t xSuspendedTaskList;                   //掛起列表
#endif

  現在我們關心列表項是些什麼內容？列表項的定義如下：

struct xLIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE           //檢查列表完整性
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;          //列表值，用於排序
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;     //下一個列表項指標
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; //前一個列表項指標
    void * pvOwner;                                     //該列表項屬於哪一個TCB
    void * configLIST_VOLATILE pvContainer;             //該列表項屬於哪一個列表
    listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE          //檢查列表完整性
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;                   //型別改名

/*迷你列表項*/
struct xMINI_LIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE           //檢查列表完整性
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;          //列表值，用於排序
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;     //下一個列表項指標
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; //前一個列表項指標
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;          //型別改名

  所謂的迷你列表項，其實就是少了幾個成員，因為迷你列表項表示列表的結束位置，不需要太多的成員。能夠看出，多個列表項其實組成了一個雙向連結串列，而列表頭中指向該雙向連結串列的某一個列表項和最後一個列表項，只要有列表頭，就可以實現增刪查改的功能，從而實現多工的併發執行

02 - 列表與任務控制塊

  列表項中一個非常重要的成員是pvOwner，它指向列表項所屬的任務控制塊TCB，何為TCB？簡單理解為儲存任務特性的結構，任務具有狀態、堆疊、優先順序等特性，這些特性需要儲存起來供系統使用，比如根據優先順序進行任務切換等等，儲存的結構就稱為TCB，TCB應該是作業系統中最大的一個結構體了，包含著非常多的資訊，列表和TCB的關係如下（部分指標沒有畫出，以免過亂）：

03 - 總結

• 任務狀態的每一次改變，都會進入對應的狀態列表
• 列表的本質其實就是雙向連結串列，列表項的內容有TCB指標，next指標等
• FreeRTOS負責維護和處理狀態列表以達到多工併發執行