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列表是 FreeRTOS 中的一个数据结构#xff0c;概念上和链表有点类似#xff0c;列表被用来跟踪 FreeRTOS中的任务。列表项就是存放在列表中的项目。 列表相当于链表#xff0c;列表项相当于节点#xff0c;FreeRTOS 中的列表是一个双向环形链表列表的…1.列表和列表项的简介
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。列表项就是存放在列表中的项目。 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环形链表列表的特点列表项间的地址非连续的是人为的连接到一起的。列表项的数目是由后期添加的个数决定的随时可以改变数组的特点数组成员地址是连续的数组在最初确定了成员数量后期无法改变在OS中任务的数量是不确定的并且任务状态是会发生改变的所以非常适用列表(链表)这种数据结构
1.1.列表的数据结构
typedef struct xLIST
{listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* 校验值 */volatile UBaseType_t uxNumberOfItems; /* 列表中的列表项数量 */ListItem_t * c onfigLIST_VOLATILE pxIndex /* 用于遍历列表项的指针 */MiniListItem_t xListEnd /* 末尾列表项 */listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* 校验值 */
} List_t;在该结构体中 包含了两个宏这两个宏是确定的已知常量 FreeRTOS通过检查这两个常量的值来判断列表的数据在程序运行过程中是否遭到破坏 该功能一般用于调试 默认是不开启的成员uxNumberOfItems用于记录列表中列表项的个数不包含 xListEnd成员 pxIndex用于指向列表中的某个列表项一般用于遍历列表中的所有列表项成员xListEnd是一个迷你列表项排在最末尾
1.2.列表项的数据结构
struct xLIST_ITEM
{listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* 用于检测列表项的数据完整性 */configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue /* 列表项的值 */struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext /* 下一个列表项 */struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious /* 上一个列表项 */void * pvOwner /* 列表项的拥有者 */struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer; /* 列表项所在列表 */listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* 用于检测列表项的数据完整性 */
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; xItemValue为列表项的值这个值多用于按升序对列表中的列表项进行排序pxNext 和 pxPrevious分别用于指向列表中列表项的下一个列表项和上一个列表项pxOwner 用于指向包含列表项的对象通常是任务控制块pxContainer 用于指向列表项所在列表。
1.3.迷你列表项的数据结构
struct xMINI_LIST_ITEM
{listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE /* 用于检测数据完整性 */configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue; /* 列表项的值 */struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext; /* 上一个列表项 */struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /* 下一个列表项 */
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;xItemValue为列表项的值这个值多用于按升序对列表中的列表项进行排序 一般为0xFFFFFFFFpxNext 和 pxPrevious 分别用于指向列表中列表项的下一个列表项和上一个列表项迷你列表项只用于标记列表的末尾和挂载其他插入列表中的列表项因此不需要成员变量 pxOwner 和 pxContainer以节省内存开销
1.4.列表、列表项、迷你列表项的关系 2.列表相关API函数介绍
2.1.初始化列表vListInitialise()
void vListInitialise( List_t * const pxList)
{ /* 初始化时列表中只有xListEnd因此pxIndex指向xListEnd */ pxList-pxIndex ( ListItem_t * ) ( pxList-xListEnd ); /* xListEnd的值初始化为最大值用于列表项升序排序时排在最后 */pxList-xListEnd.xItemValue portMAX_DELAY; /* 初始化时列表中只有xListEnd因此上一个和下一个列表项都为xListEnd本身 */ pxList-xListEnd.pxNext ( ListItem_t * ) ( pxList-xListEnd ); pxList-xListEnd.pxPrevious ( ListItem_t * ) ( pxList-xListEnd ); /*初始化时列表中的列表项数量为0不包含xListEnd */ pxList-uxNumberOfItems ( UBaseType_t ) 0U; /* 初始化用于检测列表数据完整性的校验值 */ listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList ); listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );
}形参待初始化列表
2.2.初始化列表项vListInitialiseItem()
void vListInitialiseItem(ListItem_t * const pxItem)
{/* 初始化时列表项所在列表设为空 */pxItem-pxContainer NULL;/* 初始化用于检测列表项数据完整性的校验值 */listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );
}形参待初始化列表项
2.3.列表末尾插入列表项vListInsertEnd()
void vListInsertEnd(List_t * const pxList,ListItem_t * const pxNewListItem)
{/* 获取列表pxIndex 指向的列表项 */ListItem_t * const pxIndex pxList-pxIndex;/* 检查参数是否正确 */listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList );listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem );/* 更新待插入列表项的指针成员变量 */pxNewListItem-pxNext pxIndex;pxNewListItem-pxPrevious pxIndex-pxPrevious;/* 测试使用不用理会 */mtCOVERAGE_TEST_DELAY();/* 更新列表中原本列表项的指针成员变量 */pxIndex-pxPrevious-pxNext pxNewListItem;pxIndex-pxPrevious pxNewListItem;/* 更新待插入列表项的所在列表成员变量 */pxNewListItem-pxContainer pxList;/* 更新列表中列表项的数量 */( pxList-uxNumberOfItems );
}形参列表、待插入列表项此函数用于将待插入列表的列表项插入到列表 pxIndex 指针指向的列表项前面是一种无序的插入方法
2.4.列表插入列表项vListInsert()
void vListInsert( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem)
{ListItem_t * pxIterator; const TickType_t xValueOfInsertion pxNewListItem-xItemValue; /* 检查参数是否正确 */ listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList ); listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem ); /* 如果待插入列表项的值为最大值 */ if( xValueOfInsertion portMAX_DELAY ) { /* 插入的位置为列表xListEnd前面 */ pxIterator pxList-xListEnd.pxPrevious; } else { /* 遍历列表中的列表项找到插入的位置 */ for( pxIterator ( ListItem_t * ) ( pxList-xListEnd ); pxIterator-pxNext-xItemValue xValueOfInsertion; pxIterator pxIterator-pxNext ) {} } /* 将待插入的列表项插入指定位置 */ pxNewListItem-pxNext pxIterator-pxNext; pxNewListItem-pxNext-pxPrevious pxNewListItem; pxNewListItem-pxPrevious pxIterator; pxIterator-pxNext pxNewListItem; /* 更新待插入列表项所在列表 */ pxNewListItem-pxContainer pxList; /* 更新列表中列表项的数量 */ ( pxList-uxNumberOfItems );
}形参列表、待插入列表项此函数用于将待插入列表的列表项按照列表项值升序进行排序有序地插入到列表中
2.5.列表移除列表项uxListRemove()
UBaseType_t uxListRemove(ListItem_t * const pxItemToRemove)
{List_t * const pxList pxItemToRemove-pxContainer;/* 从列表中移除列表项 */pxItemToRemove-pxNext-pxPrevious pxItemToRemove-pxPrevious;pxItemToRemove-pxPrevious-pxNext pxItemToRemove-pxNext;/* 测试使用不用理会 */mtCOVERAGE_TEST_DELAY();/* 如果pxIndex 正指向待移除的列表项 */if( pxList-pxIndex pxItemToRemove ){/* pxIndex 指向上一个列表项 */pxList-pxIndex pxItemToRemove-pxPrevious;}else{mtCOVERAGE_TEST_MARKER();}/* 将待移除列表项的所在列表指针清空 */pxItemToRemove-pxContainer NULL;/* 更新列表中列表项的数量 */( pxList-uxNumberOfItems )--;/* 返回列表项移除后列表中列表项的数量 */return pxList-uxNumberOfItems;
}形参待移除列表项返回值待移除列表项移除后所在列表剩余列表项的数量此函数用于将列表项从列表项所在列表中移除
3.列表项的插入和删除实验
实验目的学会对FreeRTOS 列表和列表项的操作函数使用并观察运行结果和理论分析是否一致实验设计将设计三个任务start_task、task1、task2 start_task用来创建其他的2个任务 task1实现LED0每500ms闪烁一次用来提示系统正在运行 task2调用列表和列表项相关API函数并且通过串口输出相应的信息进行观察
