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FreeRTOS——列表及列表项

article 2024/11/27 14:37:36

目录

一、概念及其应用

1.1列表List_t

1.2列表项ListItem_t

1.3迷你列表项MiniListItem_t

二、相关API

三、实现原理

3.1列表初始化

3.2列表项初始化

3.3插入列表项

3.4尾插列表项

3.5列表项的删除

3.6列表的遍历

一、概念及其应用

作为多任务的核心，列表和列表项在FreeRTOS中被大量使用，功不可没

列表和列表项是一个数据结构，简单地说，列表是一个结构体，列表项也是一个结构体，但它作为列表的一个成员，而在freertos中的列表和列表项构成的是双向链表结构

1.1列表List_t

typedef struct xLIST
{
	listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE	 /*列表完整性检查1*/
	volatile UBaseType_t uxNumberOfItems;    //列表中的列表项数量
	ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex;/*列表项索引，用于列表的遍历*/
	MiniListItem_t xListEnd;				 /*< 迷你列表项 列表中的最后一个列表项  列表尾*/
	listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE	 /*列表完整性检查2*/
} List_t;

1.2列表项ListItem_t

struct xLIST_ITEM
{
	listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/*列表完整性检查1*/
	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;			/* 列表项的值 可用来有序管理列表 */
	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;		/* 指向下一个列表项*/
	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;	/* 指向上一个列表项*/
	void * pvOwner;										/*列表项的所属任务控制块*/
	struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer;		/*列表项的所属列表*/
	listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/*列表完整性检查2*/
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;

对于pvOwner、pxContainer 可以简单理解成，列表项是文件，pxContainer是文件夹，pvOwner是执行程序

1.3迷你列表项MiniListItem_t

struct xMINI_LIST_ITEM
{
	listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/* 列表完整性检查1*/
	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;          /* 列表项的值*/
	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;     /* 指向下一个列表项*/
	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; /* 指向上一个列表项*/
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;

二、相关API

#inlcude "list.h"

/*初始化列表*/
void vListInitialise(List_t * const pxList)
/*初始化列表项*/
void vListInitialiseItem(List_t * const pxItem)
/*插入列表项  根据成员 xItemValue来寻找插入点*/
void vListInset(List_t *const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem)
/*尾插列表项 可简单理解 一般插入按升序 而尾插是倒序 可用于同一优先级插入就序列表*/
void vListInsetEnd(List_t *const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem)
/*删除列表项  只需要列表项指针，因为列表项成员pxContainer表示了它归属的列表  成功返回列表项个数*/
UBaseType_t uxListRemove(ListItem_t * const pxNewListItem)

三、实现原理

3.1列表初始化

void vListInitialise( List_t * const pxList )
{
	/* 因为xListEnd是迷你列表项表示列表尾，而Index索引列表项，初始化时只能指向列表尾*/
	pxList->pxIndex = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );		

	/* 列表尾的值赋值最大 便于查找*/
	pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;

	/* next指向自己 previous也指向自己*/
	pxList->xListEnd.pxNext = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );	
	pxList->xListEnd.pxPrevious = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );

	pxList->uxNumberOfItems = ( UBaseType_t ) 0U;//列表中列表项数量为0

	/* 列表完整性检查*/
	listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList );
	listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );
}

3.2列表项初始化

void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem )
{
	/* 列表项初始化当然还没有归属哪个列表，因而赋值NULL */
	pxItem->pxContainer = NULL;

	/* 列表项完整性检查*/
	listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );
	listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );
}

3.3插入列表项

void vListInsert( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem )
{
ListItem_t *pxIterator; //插入点
const TickType_t xValueOfInsertion = pxNewListItem->xItemValue; //获取待插入列表项的值

	/* 列表和列表项完整性检查*/
	listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList );
	listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem );

	/*如果列表项的值最大，插入到列表尾xListEnd的前面*/
	if( xValueOfInsertion == portMAX_DELAY )
	{
		pxIterator = pxList->xListEnd.pxPrevious;
	}
	else //否则
	{
		/*升序寻找插入点*/
		for( pxIterator = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd ); pxIterator->pxNext->xItemValue <= xValueOfInsertion; pxIterator = pxIterator->pxNext ) 
		{
			/* 空循环*/
		}
	}
	//出循环说明找到了插入点
	pxNewListItem->pxNext = pxIterator->pxNext; //待插入列表项的next继承插入点的next
	pxNewListItem->pxNext->pxPrevious = pxNewListItem;//待插入列表项的next的previous更新为待插入列表项
	pxNewListItem->pxPrevious = pxIterator; //待插入列表项的previous更新为插入点
	pxIterator->pxNext = pxNewListItem;  //插入点的next更新为previous
 
//至此，升序  插入点、待插入列表项、待插入列表项后的列表项 中间的关系全部整理完毕  很严谨！   
   
	/* 待插入列表项的归属赋值为要插入进的列表 */
	pxNewListItem->pxContainer = pxList;

	( pxList->uxNumberOfItems )++; //列表中列表项数量+1
}

3.4尾插列表项

void vListInsertEnd( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem )
{
ListItem_t * const pxIndex = pxList->pxIndex; //获取列表的索引

	/* 列表和列表项完整性检查 */
	listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList );
	listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem );

	/*pxIndex 指向列表中的第一个列表项 尾插则会更新第一个列表项为待尾插的列表项 */
	pxNewListItem->pxNext = pxIndex;
	pxNewListItem->pxPrevious = pxIndex->pxPrevious;

	/* Only used during decision coverage testing. */
	mtCOVERAGE_TEST_DELAY();

    /*更新列表的索引*/
	pxIndex->pxPrevious->pxNext = pxNewListItem; 
	pxIndex->pxPrevious = pxNewListItem;

	/* 标记列表项归属 */
	pxNewListItem->pxContainer = pxList;

	( pxList->uxNumberOfItems )++;//列表中列表项数量+1
}

3.5列表项的删除

UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove )
{

List_t * const pxList = pxItemToRemove->pxContainer; //获取列表项的归属列表

    /*修改前后指向*/
	pxItemToRemove->pxNext->pxPrevious = pxItemToRemove->pxPrevious; 
	pxItemToRemove->pxPrevious->pxNext = pxItemToRemove->pxNext;

	/* Only used during decision coverage testing. */
	mtCOVERAGE_TEST_DELAY();

	/*确保pxIndex指向第一个列表项*/
	if( pxList->pxIndex == pxItemToRemove )
	{
		pxList->pxIndex = pxItemToRemove->pxPrevious;
	}
	else
	{
		mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
	}

	pxItemToRemove->pxContainer = NULL;//待删除列表项的归属 赋值NULL
	( pxList->uxNumberOfItems )--;     //列表中列表项数量-1

	return pxList->uxNumberOfItems;    //返回列表项数量
}

3.6列表的遍历

前面说列表结构体List_t中的成员变量pxIndex是用来遍历列表的

FreeRTOS提供了一个函数来完成列表的遍历

listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY()

每调用一次这个函数列表的 pxIndex变量就会指向下一个列表项，并且返回这个列表项的pxOwner变量值。

这个函数本质上是一个宏，list.h 中如下定义:

#define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )										\
{																			 				\
List_t * const pxConstList = ( pxList );  									                \
					                                                                        \                 	/*获取列表 列表的索引更新为索引的next */                                                     \
	( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;                            \
    /*如果索引指向了列表尾，更新为第一个列表项*/                                                   \
	if( ( void * ) ( pxConstList )->pxIndex == ( void * ) &( ( pxConstList )->xListEnd ) )	\
	{																						\
		( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;						\
	}                                           			                                \
	( pxTCB ) = ( pxConstList )->pxIndex->pvOwner; /*返回列表项的任务控制块归属 赋值给传入的pxTCB*/\										                                                                    \
}

http://www.kler.cn/a/411472.html

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