FreeRTOS系统学习-内核篇.01-数据结构---列表与列表项定义详解-链表节点插入实验

关注

VIP免费原创最新推荐文章于 2026-09-18 07:45:00 发布 2.1k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

FreeRTOS基础（九）：FreeRTOS的列表和列表项 列表是 FreeRTOS 中的一个数据结构，概念上和链表有点类似，列表被用来跟踪 FreeRTOS中的任务。任务处在不同的状态下，就挂载在不同的列表中（比如就绪列表、阻塞列表、挂起列表）。而列表项就是存放在列表中的项目，一个列表项就关联着一个任务，可以说：列表代表处于某种状态的任务的集合，列表项就代表处于当前状态下的某一个任务。如下图所示：列表相当于链表，列表项相当于节点，FreeRTOS 中的列表是一个双向循环链表。阅读详情

为什么要学列表？

我们学习FreeRTOS为什么又扯到数据结构了？？FreeRTOS作为一款嵌入式操作系统，我们学习必定要了解他的底层实现，和Windows、ios等系统一样都是从底层搭建成的，底层是什么？数据结构和大量算法喽，只不过你没了解过其它系统罢了。RTOS相较于那些还是比较简单的，那么我们一块来学习一下 FreeRTOS系统内核吧。

在 FreeRTOS 中存在着大量的基础数据结构列表和列表项的操作，要想读懂 FreeRTOS的源码或者从 0 到 1开始实现 FreeRTOS，就必须弄懂列表和列表项的操作，其实也没那么难。

列表和列表项是直接从 FreeRTOS 源码的注释中的 list 和 list item 翻译过来的，其实就是对应我们 C 语言当中的链表和节点，在后续的讲解中，我们说的链表就是列表，节点就是列表项

链表

数据结构，对于大家计算机的学生都不陌生，第一次学习链表还是在C语言中，但日常使用并不多，再次复习一下，

链表作为 C 语言中一种基础的数据结构，在平时写程序的时候用的并不多，但在操作系统里面使用的非常多。链表就好比一个圆形的晾衣架，晾衣架上面有很多钩子，钩子首尾相连。链表也是，链表由节点组成，节点与节点之间首尾相连。晾衣架的钩子本身不能代表很多东西，但是钩子本身却可以挂很多东西。同样，链表也类似，链表的节点本身不能存储太多东西，或者说链表的节点本来就不是用来存储大量数据的，但是节点跟晾衣架的钩子一样，可以挂很多数据。

链表分为单向链表和双向链表，单向链表很少用，使用最多的还是双向链表

单向链表

链表的定义
单向链表示意图具体见图。该链表中共有 n个节点，前一个节点都有一个箭头指向后一个节点，首尾相连，组成一个圈。

对于我们第一次学习数据结构里面的一些名词，链表，堆栈等都很抽象，毕竟都是计算机内存的东西，看不到，那这样给你说节点就是定义一个自定义类型的数据，自定义类型？结构体，类？？c语言中肯定是结构体啦，这样是不是就绕过来了。

节点本身必须包含一个节点指针，用于指向后一个节点，除了这个节点指针是必须有的之外，节点本身还可以携带一些私有信息。
节点都是一个自定义类型的数据结构，在这个数据结构里面可以有单个的数据、数组、
指针数据和自定义的结构体数据类型等等信息，具体见代码清单

//节点结构体定义
 struct node
 {
   
   
 struct node *next; /* 指向链表的下一个节点 */
 char data1; /* 单个的数据 */
 unsigned char array[]; /* 数组 */
 unsigned long *prt /* 指针数据 */
 struct userstruct data2; /* 自定义结构体类型数据 */
 /* ...... */
 }

除了 struct node *next 这个节点指针之外，剩下的成员都可以理解为节点携带的数据，但是这种方法很少用。通常的做法是节点里面只包含一个用于指向下一个节点的指针。要通过链表存储的数据内嵌一个节点即可，这些要存储的数据通过这个内嵌的节点即可挂接到链表中，就好像晾衣架的钩子一样，把衣服挂接到晾衣架中。

//节点内嵌在一个数据结构中
/* 节点定义 */
struct node
 {
   
   
 struct node *next; /* 指向链表的下一个节点 */
 }

 struct userstruct
 {
   
   
 /* 在结构体中，内嵌一个节点指针，通过这个节点将数据挂接到链表 */
 struct node *next;
/* 各种各样......，要存储的数据 */
 }

示意图：
在这里插入图片描述

双向链表

双向链表与单向链表的区别就是节点中有两个节点指针，分别指向前后两个节点，其
它完全一样。有关双向链表的文字描述参考单向链表小节即可，有关双向链表的示意图具
体见图

在这里插入图片描述

FreeRTOS 中链表的实现

FreeRTOS 中与链表相关的操作均在 list.h 和 list.c 这两个文件中实现，list.h 第一次使用需要在 include 文件夹下面新建然后添加到工程组文件。

节点

 struct xLIST_ITEM
 {
   
   
 TickType_t xItemValue; /* 辅助值，用于帮助节点做顺序排列 */ (1)
 struct xLIST_ITEM * pxNext; /* 指向链表下一个节点 */ (2)
 struct xLIST_ITEM * pxPrevious; /* 指向链表前一个节点 */ (3)
 void * pvOwner; /* 指向拥有该节点的内核对象，通常是 TCB */(4)
void * pvContainer; /* 指向该节点所在的链表 */ (5)
 };
 typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; /* 节点数据类型重定义 */

xItemValue一个辅助值，用于帮助节点做顺序排列。该辅助值的数据类型为
TickType_t，在 FreeRTOS 中，凡是涉及到数据类型的地方，FreeRTOS 都会将标准的 C 数据类型用 typedef 重新取一个类型名。这些经过重定义的数据类型放在 portmacro.h
portmacro.h头文件是FreeRTOS中对类型重定义的地方。

1 #ifndef PORTMACRO_H
2 #define PORTMACRO_H
3 
4 #include "stdint.h"
5 #include "stddef.h"
6 
7 
8 /* 数据类型重定义 */
9 #define portCHAR char
10 #define portFLOAT float
11 #define portDOUBLE double
12 #define portLONG long
13 #define portSHORT short
14 #define portSTACK_TYPE uint32_t
15 #define portBASE_TYPE long
16 
17 typedef portSTACK_TYPE StackType_t;
18 typedef long BaseType_t;
19 typedef unsigned long UBaseType_t;
20 
21 #if( configUSE_16_BIT_TICKS == 1 ) (1) 
22 typedef uint16_t TickType_t;
23 #define portMAX_DELAY ( TickType_t ) 0