FreeRTOS通用链表解析

1.核心结构体

List_t 是链表本身，管理链表。

ListItem_t 是“正常节点”，用来挂载任务等对象。

MiniListItem_t 是“精简节点”，专门当链表的“哨兵/结束标记”。

struct xLIST_ITEM ListItem_t

struct xLIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE   /*< 当 configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES 设为 1 时，设置为已知值，用于链表项数据完整性校验。*/
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;   /*< 链表项的排序值。多数情况下用于链表降序排序，可表示任务优先级、超时时间等。*/
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext; /*< 指向链表中的下一个 ListItem_t 类型链表项。*/
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /*< 指向链表中的上一个 ListItem_t 类型链表项。*/
    void * pvOwner;                              /*< 指向包含该链表项的对象（通常是 TCB 等），建立链表项与所属对象的双向链接。*/
    void * configLIST_VOLATILE pvContainer;      /*< 指向该链表项所在的链表（若已加入链表）。*/
    listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE  /*< 当 configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES 设为 1 时，设置为已知值，辅助链表项数据完整性校验。*/
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;

struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t

struct xMINI_LIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE   /*< 当 configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES 设为 1 时，设置为已知值，用于精简链表项数据完整性校验。*/
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;   /*< 精简链表项的排序值，常设为最大值，使该链表项作为链表的末尾标记。*/
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext; /*< 指向链表中的下一个 ListItem_t 类型链表项。*/
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /*< 指向链表中的上一个 ListItem_t 类型链表项。*/
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;

struct xLIST

typedef struct xLIST
{
    listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE        /*< 当 configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES 设为 1 时，设置为已知值，用于链表数据完整性校验。*/
    volatile UBaseType_t uxNumberOfItems;       /*< 链表中 ListItem_t 类型链表项的数量。*/
    ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex;   /*< 用于遍历链表的索引指针，指向 listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY 调用返回的最后一个项。*/
    MiniListItem_t xListEnd;                    /*< 链表的末尾标记链表项，其 xItemValue 为最大值，始终位于链表末尾。*/
    listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE       /*< 当 configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES 设为 1 时，设置为已知值，辅助链表数据完整性校验。*/
} List_t;

2.核心操作函数

2.1 vListInitialise

vListInitialise 是 FreeRTOS 中用于初始化链表（List_t 结构体）的核心函数，其作用是将一个链表设置为初始状态，为后续添加节点做好准备。

void vListInitialise( List_t * const pxList )
{
    // 初始化遍历指针：让链表的索引指针先指向末尾哨兵节点
    // （后续遍历会从这里开始移动）
    pxList->pxIndex = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );        

    // 给末尾哨兵节点设置最大排序值
    // 因为链表按值从大到小排列，这样它就永远在链表最后
    pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;

    // 让哨兵节点的前后指针都指向自己
    // 这样链表为空时，前后指针形成自循环（方便判断空状态）
    pxList->xListEnd.pxNext = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );  
    pxList->xListEnd.pxPrevious = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );

    // 初始时链表没有任何业务节点，所以计数为0
    pxList->uxNumberOfItems = 0U;

    // 如果开启了链表完整性校验，就写入特征值
    // （用于后续检测内存是否被异常修改）
    listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList );
    listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );
}
        

初始化完成后，链表处于 "空链表" 状态，其内部结构如下：

• 哨兵节点 xListEnd 形成自循环（前后指针都指向自己）
• 遍历索引 pxIndex 指向哨兵节点
• 节点计数器 uxNumberOfItems 为 0
• 哨兵节点的排序值为最大值，确保它始终在链表末尾

2.2 vListInitialiseItem

这个函数用于初始化一个 ListIte 类型的链表节点（业务节点），让它处于 “可被添加到链表” 的状态，主要做了两件事：