begriffs open source - freertos/blob - include/list.h

   1 /*\r
   2  * FreeRTOS Kernel V10.3.1\r
   3  * Copyright (C) 2020 Amazon.com, Inc. or its affiliates.  All Rights Reserved.\r
   4  *\r
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of\r
   6  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in\r
   7  * the Software without restriction, including without limitation the rights to\r
   8  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of\r
   9  * the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,\r
  10  * subject to the following conditions:\r
  11  *\r
  12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all\r
  13  * copies or substantial portions of the Software.\r
  14  *\r
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR\r
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS\r
  17  * FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR\r
  18  * COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER\r
  19  * IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN\r
  20  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.\r
  21  *\r
  22  * http://www.FreeRTOS.org\r
  23  * http://aws.amazon.com/freertos\r
  24  *\r
  25  */\r
  26 \r
  27 /*\r
  28  * This is the list implementation used by the scheduler.  While it is tailored\r
  29  * heavily for the schedulers needs, it is also available for use by\r
  30  * application code.\r
  31  *\r
  32  * list_ts can only store pointers to list_item_ts.  Each ListItem_t contains a\r
  33  * numeric value (xItemValue).  Most of the time the lists are sorted in\r
  34  * descending item value order.\r
  35  *\r
  36  * Lists are created already containing one list item.  The value of this\r
  37  * item is the maximum possible that can be stored, it is therefore always at\r
  38  * the end of the list and acts as a marker.  The list member pxHead always\r
  39  * points to this marker - even though it is at the tail of the list.  This\r
  40  * is because the tail contains a wrap back pointer to the true head of\r
  41  * the list.\r
  42  *\r
  43  * In addition to it's value, each list item contains a pointer to the next\r
  44  * item in the list (pxNext), a pointer to the list it is in (pxContainer)\r
  45  * and a pointer to back to the object that contains it.  These later two\r
  46  * pointers are included for efficiency of list manipulation.  There is\r
  47  * effectively a two way link between the object containing the list item and\r
  48  * the list item itself.\r
  49  *\r
  50  *\r
  51  * \page ListIntroduction List Implementation\r
  52  * \ingroup FreeRTOSIntro\r
  53  */\r
  54 \r
  55 #ifndef INC_FREERTOS_H\r
  56     #error FreeRTOS.h must be included before list.h\r
  57 #endif\r
  58 \r
  59 #ifndef LIST_H\r
  60     #define LIST_H\r
  61 \r
  62 /*\r
  63  * The list structure members are modified from within interrupts, and therefore\r
  64  * by rights should be declared volatile.  However, they are only modified in a\r
  65  * functionally atomic way (within critical sections of with the scheduler\r
  66  * suspended) and are either passed by reference into a function or indexed via\r
  67  * a volatile variable.  Therefore, in all use cases tested so far, the volatile\r
  68  * qualifier can be omitted in order to provide a moderate performance\r
  69  * improvement without adversely affecting functional behaviour.  The assembly\r
  70  * instructions generated by the IAR, ARM and GCC compilers when the respective\r
  71  * compiler's options were set for maximum optimisation has been inspected and\r
  72  * deemed to be as intended.  That said, as compiler technology advances, and\r
  73  * especially if aggressive cross module optimisation is used (a use case that\r
  74  * has not been exercised to any great extend) then it is feasible that the\r
  75  * volatile qualifier will be needed for correct optimisation.  It is expected\r
  76  * that a compiler removing essential code because, without the volatile\r
  77  * qualifier on the list structure members and with aggressive cross module\r
  78  * optimisation, the compiler deemed the code unnecessary will result in\r
  79  * complete and obvious failure of the scheduler.  If this is ever experienced\r
  80  * then the volatile qualifier can be inserted in the relevant places within the\r
  81  * list structures by simply defining configLIST_VOLATILE to volatile in\r
  82  * FreeRTOSConfig.h (as per the example at the bottom of this comment block).\r
  83  * If configLIST_VOLATILE is not defined then the preprocessor directives below\r
  84  * will simply #define configLIST_VOLATILE away completely.\r
  85  *\r
  86  * To use volatile list structure members then add the following line to\r
  87  * FreeRTOSConfig.h (without the quotes):\r
  88  * "#define configLIST_VOLATILE volatile"\r
  89  */\r
  90     #ifndef configLIST_VOLATILE\r
  91         #define configLIST_VOLATILE\r
  92     #endif /* configSUPPORT_CROSS_MODULE_OPTIMISATION */\r
  93 \r
  94     #ifdef __cplusplus\r
  95         extern "C" {\r
  96     #endif\r
  97 \r
  98 /* Macros that can be used to place known values within the list structures,\r
  99  * then check that the known values do not get corrupted during the execution of\r
 100  * the application.   These may catch the list data structures being overwritten in\r
 101  * memory.  They will not catch data errors caused by incorrect configuration or\r
 102  * use of FreeRTOS.*/\r
 103     #if ( configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES == 0 )\r
 104         /* Define the macros to do nothing. */\r
 105         #define listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 106         #define listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 107         #define listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 108         #define listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 109         #define listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem )\r
 110         #define listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem )\r
 111         #define listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList )\r
 112         #define listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList )\r
 113         #define listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxItem )\r
 114         #define listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList )\r
 115     #else /* if ( configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES == 0 ) */\r
 116         /* Define macros that add new members into the list structures. */\r
 117         #define listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE     TickType_t xListItemIntegrityValue1;\r
 118         #define listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE    TickType_t xListItemIntegrityValue2;\r
 119         #define listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE          TickType_t xListIntegrityValue1;\r
 120         #define listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE         TickType_t xListIntegrityValue2;\r
 121 \r
 122 /* Define macros that set the new structure members to known values. */\r
 123         #define listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem )     ( pxItem )->xListItemIntegrityValue1 = pdINTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 124         #define listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem )    ( pxItem )->xListItemIntegrityValue2 = pdINTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 125         #define listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList )              ( pxList )->xListIntegrityValue1     = pdINTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 126         #define listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList )              ( pxList )->xListIntegrityValue2     = pdINTEGRITY_CHECK_VALUE\r
 127 \r
 128 /* Define macros that will assert if one of the structure members does not\r
 129  * contain its expected value. */\r
 130         #define listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxItem )                      configASSERT( ( ( pxItem )->xListItemIntegrityValue1 == pdINTEGRITY_CHECK_VALUE ) && ( ( pxItem )->xListItemIntegrityValue2 == pdINTEGRITY_CHECK_VALUE ) )\r
 131         #define listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList )                           configASSERT( ( ( pxList )->xListIntegrityValue1 == pdINTEGRITY_CHECK_VALUE ) && ( ( pxList )->xListIntegrityValue2 == pdINTEGRITY_CHECK_VALUE ) )\r
 132     #endif /* configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES */\r
 133 \r
 134 \r
 135 /*\r
 136  * Definition of the only type of object that a list can contain.\r
 137  */\r
 138     struct xLIST;\r
 139     struct xLIST_ITEM\r
 140     {\r
 141         listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE           /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */\r
 142         configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;          /*< The value being listed.  In most cases this is used to sort the list in descending order. */\r
 143         struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;     /*< Pointer to the next ListItem_t in the list. */\r
 144         struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /*< Pointer to the previous ListItem_t in the list. */\r
 145         void * pvOwner;                                     /*< Pointer to the object (normally a TCB) that contains the list item.  There is therefore a two way link between the object containing the list item and the list item itself. */\r
 146         struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer;     /*< Pointer to the list in which this list item is placed (if any). */\r
 147         listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE          /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */\r
 148     };\r
 149     typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;                   /* For some reason lint wants this as two separate definitions. */\r
 150 \r
 151     struct xMINI_LIST_ITEM\r
 152     {\r
 153         listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */\r
 154         configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;\r
 155         struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;\r
 156         struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;\r
 157     };\r
 158     typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;\r
 159 \r
 160 /*\r
 161  * Definition of the type of queue used by the scheduler.\r
 162  */\r
 163     typedef struct xLIST\r
 164     {\r
 165         listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE      /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */\r
 166         volatile UBaseType_t uxNumberOfItems;\r
 167         ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex; /*< Used to walk through the list.  Points to the last item returned by a call to listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY (). */\r
 168         MiniListItem_t xListEnd;                  /*< List item that contains the maximum possible item value meaning it is always at the end of the list and is therefore used as a marker. */\r
 169         listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE     /*< Set to a known value if configUSE_LIST_DATA_INTEGRITY_CHECK_BYTES is set to 1. */\r
 170     } List_t;\r
 171 \r
 172 /*\r
 173  * Access macro to set the owner of a list item.  The owner of a list item\r
 174  * is the object (usually a TCB) that contains the list item.\r
 175  *\r
 176  * \page listSET_LIST_ITEM_OWNER listSET_LIST_ITEM_OWNER\r
 177  * \ingroup LinkedList\r
 178  */\r
 179     #define listSET_LIST_ITEM_OWNER( pxListItem, pxOwner )    ( ( pxListItem )->pvOwner = ( void * ) ( pxOwner ) )\r
 180 \r
 181 /*\r
 182  * Access macro to get the owner of a list item.  The owner of a list item\r
 183  * is the object (usually a TCB) that contains the list item.\r
 184  *\r
 185  * \page listGET_LIST_ITEM_OWNER listSET_LIST_ITEM_OWNER\r
 186  * \ingroup LinkedList\r
 187  */\r
 188     #define listGET_LIST_ITEM_OWNER( pxListItem )             ( ( pxListItem )->pvOwner )\r
 189 \r
 190 /*\r
 191  * Access macro to set the value of the list item.  In most cases the value is\r
 192  * used to sort the list in descending order.\r
 193  *\r
 194  * \page listSET_LIST_ITEM_VALUE listSET_LIST_ITEM_VALUE\r
 195  * \ingroup LinkedList\r
 196  */\r
 197     #define listSET_LIST_ITEM_VALUE( pxListItem, xValue )     ( ( pxListItem )->xItemValue = ( xValue ) )\r
 198 \r
 199 /*\r
 200  * Access macro to retrieve the value of the list item.  The value can\r
 201  * represent anything - for example the priority of a task, or the time at\r
 202  * which a task should be unblocked.\r
 203  *\r
 204  * \page listGET_LIST_ITEM_VALUE listGET_LIST_ITEM_VALUE\r
 205  * \ingroup LinkedList\r
 206  */\r
 207     #define listGET_LIST_ITEM_VALUE( pxListItem )             ( ( pxListItem )->xItemValue )\r
 208 \r
 209 /*\r
 210  * Access macro to retrieve the value of the list item at the head of a given\r
 211  * list.\r
 212  *\r
 213  * \page listGET_LIST_ITEM_VALUE listGET_LIST_ITEM_VALUE\r
 214  * \ingroup LinkedList\r
 215  */\r
 216     #define listGET_ITEM_VALUE_OF_HEAD_ENTRY( pxList )        ( ( ( pxList )->xListEnd ).pxNext->xItemValue )\r
 217 \r
 218 /*\r
 219  * Return the list item at the head of the list.\r
 220  *\r
 221  * \page listGET_HEAD_ENTRY listGET_HEAD_ENTRY\r
 222  * \ingroup LinkedList\r
 223  */\r
 224     #define listGET_HEAD_ENTRY( pxList )                      ( ( ( pxList )->xListEnd ).pxNext )\r
 225 \r
 226 /*\r
 227  * Return the next list item.\r
 228  *\r
 229  * \page listGET_NEXT listGET_NEXT\r
 230  * \ingroup LinkedList\r
 231  */\r
 232     #define listGET_NEXT( pxListItem )                        ( ( pxListItem )->pxNext )\r
 233 \r
 234 /*\r
 235  * Return the list item that marks the end of the list\r
 236  *\r
 237  * \page listGET_END_MARKER listGET_END_MARKER\r
 238  * \ingroup LinkedList\r
 239  */\r
 240     #define listGET_END_MARKER( pxList )                      ( ( ListItem_t const * ) ( &( ( pxList )->xListEnd ) ) )\r
 241 \r
 242 /*\r
 243  * Access macro to determine if a list contains any items.  The macro will\r
 244  * only have the value true if the list is empty.\r
 245  *\r
 246  * \page listLIST_IS_EMPTY listLIST_IS_EMPTY\r
 247  * \ingroup LinkedList\r
 248  */\r
 249     #define listLIST_IS_EMPTY( pxList )                       ( ( ( pxList )->uxNumberOfItems == ( UBaseType_t ) 0 ) ? pdTRUE : pdFALSE )\r
 250 \r
 251 /*\r
 252  * Access macro to return the number of items in the list.\r
 253  */\r
 254     #define listCURRENT_LIST_LENGTH( pxList )                 ( ( pxList )->uxNumberOfItems )\r
 255 \r
 256 /*\r
 257  * Access function to obtain the owner of the next entry in a list.\r
 258  *\r
 259  * The list member pxIndex is used to walk through a list.  Calling\r
 260  * listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY increments pxIndex to the next item in the list\r
 261  * and returns that entry's pxOwner parameter.  Using multiple calls to this\r
 262  * function it is therefore possible to move through every item contained in\r
 263  * a list.\r
 264  *\r
 265  * The pxOwner parameter of a list item is a pointer to the object that owns\r
 266  * the list item.  In the scheduler this is normally a task control block.\r
 267  * The pxOwner parameter effectively creates a two way link between the list\r
 268  * item and its owner.\r
 269  *\r
 270  * @param pxTCB pxTCB is set to the address of the owner of the next list item.\r
 271  * @param pxList The list from which the next item owner is to be returned.\r
 272  *\r
 273  * \page listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY\r
 274  * \ingroup LinkedList\r
 275  */\r
 276     #define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )                                       \\r
 277     {                                                                                          \\r
 278         List_t * const pxConstList = ( pxList );                                               \\r
 279         /* Increment the index to the next item and return the item, ensuring */               \\r
 280         /* we don't return the marker used at the end of the list.  */                         \\r
 281         ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;                           \\r
 282         if( ( void * ) ( pxConstList )->pxIndex == ( void * ) &( ( pxConstList )->xListEnd ) ) \\r
 283         {                                                                                      \\r
 284             ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;                       \\r
 285         }                                                                                      \\r
 286         ( pxTCB )                = ( pxConstList )->pxIndex->pvOwner;                          \\r
 287     }\r
 288 \r
 289 \r
 290 /*\r
 291  * Access function to obtain the owner of the first entry in a list.  Lists\r
 292  * are normally sorted in ascending item value order.\r
 293  *\r
 294  * This function returns the pxOwner member of the first item in the list.\r
 295  * The pxOwner parameter of a list item is a pointer to the object that owns\r
 296  * the list item.  In the scheduler this is normally a task control block.\r
 297  * The pxOwner parameter effectively creates a two way link between the list\r
 298  * item and its owner.\r
 299  *\r
 300  * @param pxList The list from which the owner of the head item is to be\r
 301  * returned.\r
 302  *\r
 303  * \page listGET_OWNER_OF_HEAD_ENTRY listGET_OWNER_OF_HEAD_ENTRY\r
 304  * \ingroup LinkedList\r
 305  */\r
 306     #define listGET_OWNER_OF_HEAD_ENTRY( pxList )            ( ( &( ( pxList )->xListEnd ) )->pxNext->pvOwner )\r
 307 \r
 308 /*\r
 309  * Check to see if a list item is within a list.  The list item maintains a\r
 310  * "container" pointer that points to the list it is in.  All this macro does\r
 311  * is check to see if the container and the list match.\r
 312  *\r
 313  * @param pxList The list we want to know if the list item is within.\r
 314  * @param pxListItem The list item we want to know if is in the list.\r
 315  * @return pdTRUE if the list item is in the list, otherwise pdFALSE.\r
 316  */\r
 317     #define listIS_CONTAINED_WITHIN( pxList, pxListItem )    ( ( ( pxListItem )->pxContainer == ( pxList ) ) ? ( pdTRUE ) : ( pdFALSE ) )\r
 318 \r
 319 /*\r
 320  * Return the list a list item is contained within (referenced from).\r
 321  *\r
 322  * @param pxListItem The list item being queried.\r
 323  * @return A pointer to the List_t object that references the pxListItem\r
 324  */\r
 325     #define listLIST_ITEM_CONTAINER( pxListItem )            ( ( pxListItem )->pxContainer )\r
 326 \r
 327 /*\r
 328  * This provides a crude means of knowing if a list has been initialised, as\r
 329  * pxList->xListEnd.xItemValue is set to portMAX_DELAY by the vListInitialise()\r
 330  * function.\r
 331  */\r
 332     #define listLIST_IS_INITIALISED( pxList )                ( ( pxList )->xListEnd.xItemValue == portMAX_DELAY )\r
 333 \r
 334 /*\r
 335  * Must be called before a list is used!  This initialises all the members\r
 336  * of the list structure and inserts the xListEnd item into the list as a\r
 337  * marker to the back of the list.\r
 338  *\r
 339  * @param pxList Pointer to the list being initialised.\r
 340  *\r
 341  * \page vListInitialise vListInitialise\r
 342  * \ingroup LinkedList\r
 343  */\r
 344     void vListInitialise( List_t * const pxList ) PRIVILEGED_FUNCTION;\r
 345 \r
 346 /*\r
 347  * Must be called before a list item is used.  This sets the list container to\r
 348  * null so the item does not think that it is already contained in a list.\r
 349  *\r
 350  * @param pxItem Pointer to the list item being initialised.\r
 351  *\r
 352  * \page vListInitialiseItem vListInitialiseItem\r
 353  * \ingroup LinkedList\r
 354  */\r
 355     void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem ) PRIVILEGED_FUNCTION;\r
 356 \r
 357 /*\r
 358  * Insert a list item into a list.  The item will be inserted into the list in\r
 359  * a position determined by its item value (descending item value order).\r
 360  *\r
 361  * @param pxList The list into which the item is to be inserted.\r
 362  *\r
 363  * @param pxNewListItem The item that is to be placed in the list.\r
 364  *\r
 365  * \page vListInsert vListInsert\r
 366  * \ingroup LinkedList\r
 367  */\r
 368     void vListInsert( List_t * const pxList,\r
 369                       ListItem_t * const pxNewListItem ) PRIVILEGED_FUNCTION;\r
 370 \r
 371 /*\r
 372  * Insert a list item into a list.  The item will be inserted in a position\r
 373  * such that it will be the last item within the list returned by multiple\r
 374  * calls to listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY.\r
 375  *\r
 376  * The list member pxIndex is used to walk through a list.  Calling\r
 377  * listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY increments pxIndex to the next item in the list.\r
 378  * Placing an item in a list using vListInsertEnd effectively places the item\r
 379  * in the list position pointed to by pxIndex.  This means that every other\r
 380  * item within the list will be returned by listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY before\r
 381  * the pxIndex parameter again points to the item being inserted.\r
 382  *\r
 383  * @param pxList The list into which the item is to be inserted.\r
 384  *\r
 385  * @param pxNewListItem The list item to be inserted into the list.\r
 386  *\r
 387  * \page vListInsertEnd vListInsertEnd\r
 388  * \ingroup LinkedList\r
 389  */\r
 390     void vListInsertEnd( List_t * const pxList,\r
 391                          ListItem_t * const pxNewListItem ) PRIVILEGED_FUNCTION;\r
 392 \r
 393 /*\r
 394  * Remove an item from a list.  The list item has a pointer to the list that\r
 395  * it is in, so only the list item need be passed into the function.\r
 396  *\r
 397  * @param uxListRemove The item to be removed.  The item will remove itself from\r
 398  * the list pointed to by it's pxContainer parameter.\r
 399  *\r
 400  * @return The number of items that remain in the list after the list item has\r
 401  * been removed.\r
 402  *\r
 403  * \page uxListRemove uxListRemove\r
 404  * \ingroup LinkedList\r
 405  */\r
 406     UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove ) PRIVILEGED_FUNCTION;\r
 407 \r
 408     #ifdef __cplusplus\r
 409         }\r
 410     #endif\r
 411 \r
 412 #endif /* ifndef LIST_H */\r