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  • 3、列表和列表项

    1.列表

    • 列表是FreeRTOSde中的一个数据结构，概念上和链表雷士，列表被用来跟踪FreeRTOS中的任务，与列表相关的全放在list.c和list.h中，在list.h中定义了一个结构体如下： 
      typedef struct xLIST
{
    listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE                //用来检查列表的完整性
    configLIST_VOLATILE UBaseType_t uxNumberOfItems;　　 //用来记录列表中列表项的数量　　
    ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex;           //用来记录当前列表项索引号，用于遍历列表
    MiniListItem_t xListEnd;                            //列表中最后一个列表项，用来表示列表结束，，这是一个mini列表项
    listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE               //用来检查列表的完整性
 } List_t;

    2.列表项

    • 列表项就是存放在列表中的项目，FreeRTOS提供了两种列表项：列表项和迷你列表项，定义在list.h文件中；
    • 列表项，跟双链表相似 
      struct xLIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE            //检查列表的完整性
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;           //列表项值
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;      //pxNext指向下一个列表项
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;  //pxPrevious指向前一个列表项
    void * pvOwner;                                      //记录此列表项归谁拥有，通常是任务控制块
    void * configLIST_VOLATILE pvContainer;              //用来记录此列表项归哪个列表
    listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE           //检查列表的完整性
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;
    • 迷你列表项，定义在list.h文件中，如下： 
      struct xMINI_LIST_ITEM
{
    listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE            //检查迷你列表项的完整性
    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;           //记录列表项的值
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;      //pxNext指向下一个列表项
    struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;  //pxPrevious指向上一个列表项
};
typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;
    • 列表项和迷你列表项的区别：迷你列表项别列表项少了几个成员变量；在有些情况下我们不需要列表项这么全的功能，可能只需其中的几个成员变量，如果此时使用列表项的话会造成内存浪费；

    3.列表初始化

    • 列表的初始化其实是初始化列表结构体List_t中的各个成员变量，列表通过vListInitialse()来完成，定于于list.c中 
      void vListInitialise( List_t * const pxList )
{
    pxList->pxIndex = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );            //xListEnd用来表示列表的末尾，pxIndex表示列表项的索引号
    pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;                         //xListEnd根据MCU不同，值也不同，stm32为32位，所以 XListEnd为oxffffffffUL
    pxList->xListEnd.pxNext = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );    //初始化列表项xListEnd的pxNext变量
    pxList->xListEnd.pxPrevious = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );//初始化列表项xListEnd的pxPrevious变量，指向xListEnd自身
    pxList->uxNumberOfItems = ( UBaseType_t ) 0U;                        //此时没有其他列表项，因此值为0(这里没有算xListEnd)
    listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList );                      //初始化列表项中用于完整性检查的字段，不同MCU值不同，32位系统为0x5a5a5a5aUL
    listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );                      //初始化列表项中用于完整性检查的字段，不同MCU值不同，32位系统为0x5a5a5a5aUL
} 

    4.列表项初始化

    • 列表项的初始化是通过vListInitialiseItem()来完成，定于于list.c中 
      void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem )
{    
    pxItem->pvContainer = NULL;        listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );    listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );}
    • 列表项的初始化比较简单，只需要将pvContainer的初始值设为NULL，并且给完整性检查的变量赋值即可；

    5.列表项插入

    • 列表项插入分为：头插入和尾插入。

    头插入

    • 通过函数VListInert()来完成，函数原型为： 
      void vListInsert( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem ) //pxList：需要插入的列表， pxNewListItem：需要插入的列表项
    • 列表项的插入过程如图所示：

       

    尾插入

    • 通过函数vListInsertEnd()来实现，函数原型为： 
      void vListInsertEnd( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem ) //pxList：列表项要插入的列表， pxNewListItem：要插入的列表项
    •  尾插入过程如下图所示：

    6.列表项的删除 

    •  列表项的删除是通过uxListRemove()函数来完成的，函数原型为： 
      UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove ) 
   //pxItemToRemove：要删除的列表项

    7.列表的遍历

    •  列表的遍历是通过listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY()函数来实现的，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，并返回这个列表项的pxOwner变量值，函数原型如下： 
      //pxTCB：用来保存pxIndex所指向的列表项的pvOwner变量值
//pxList：变量指向下一个列表项
#define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )

    8.程序验证

    •  部分程序如下所示： 
      //list_task 任务
void list_task(void *pvParameters);       // 任务函数
#define list_task_zise 300                // 任务堆栈的大小
#define list_task_prio 3                  // 任务优先级
TaskHandle_t list_task_handler;           // 任务句柄

// 定义一个列表和一个列表项
List_t test_list;                         //定义一个列表
ListItem_t test_listItem1;                //定义一个列表项test_listItem1
ListItem_t test_listItem2;                //定义一个列表项test_listItem2
ListItem_t test_listItem3;                //定义一个列表项test_listItem3

void start_task( void * pvParameters )
{
    taskENTER_CRITICAL();    // 创建临界区
    // 创建led1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t    )led1_task,
                (const char *     )"led1_task",
                (uint16_t        )start_task_zise,
                (void *            )NULL,
                (UBaseType_t    )led1_task_prio,
                (TaskHandle_t * )&led1_task_handler);
    
    // 创建led2任务            
    xTaskCreate((TaskFunction_t    )list_task,
                (const char *     )"list_task",
                (uint16_t        )list_task_zise,
                (void *            )NULL,
                (UBaseType_t    )list_task_prio,
                (TaskHandle_t * )&list_task_handler);
    vTaskDelete(start_task_handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();    // 退出临界区
}

//list任务函数 
void list_task( void * pvParameters )
{
    vListInitialise(&test_list);             //初始化列表
    vListInitialiseItem(&test_listItem1);    //初始化列表项
    vListInitialiseItem(&test_listItem2);    //初始化列表项
    vListInitialiseItem(&test_listItem3);    //初始化列表项
    
    test_listItem1.xItemValue = 40;          //设置test_listItem1列表项值为40
    test_listItem2.xItemValue = 50;          //设置test_listItem2列表项值为50
    test_listItem3.xItemValue = 60;          //设置test_listItem3列表项值为60
    
    // 打印列表和其他列表项的地址
    printf("/*******************列表和列表项地址*******************/
");
    printf("项目                                    地址                    
");
    printf("test_list                              %#x                    
",(int)&test_list);
    printf("test_list->pxIndex                     %#x                    
",(int)test_list.pxIndex);
    printf("test_list->xListEnd                    %#x                    
",(int)(&test_list.xListEnd));
    printf("test_listItem1                         %#x                    
",(int)&test_listItem1);
    printf("test_listItem2                         %#x                    
",(int)&test_listItem2);
    printf("test_listItem3                         %#x                    
",(int)&test_listItem3);
    printf("/************************结束**************************/

");

    vListInsert(&test_list, &test_listItem1);    //插入列表项test_listItem1
    vListInsert(&test_list, &test_listItem2);    //插入列表项test_listItem2
    vListInsert(&test_list,&test_listItem3);     //插入列表项test_listItem3
    printf("/******************添加列表项test_listItem123*****************/
");
    printf("项目                                    地址                    
");
    printf("test_list->xListEnd->pxNext            %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxNext));
    printf("test_listItem1->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxNext));
    printf("test_listItem2->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem2.pxNext));
    printf("test_listItem3->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/
");
    printf("test_list->xListEnd->pxPrevious        %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxPrevious));
    printf("test_listItem1->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxPrevious));
    printf("test_listItem2->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem2.pxPrevious));
    printf("test_listItem3->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/

");
    
    uxListRemove(&test_listItem2);                //删除列表项test_listItem2
    printf("/******************删除列表项test_listItem2*****************/
");
    printf("项目                                    地址                    
");
    printf("test_list->xListEnd->pxNext            %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxNext));
    printf("test_listItem1->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxNext));
    printf("test_listItem3->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/
");
    printf("test_list->xListEnd->pxPrevious        %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxPrevious));
    printf("test_listItem1->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxPrevious));
    printf("test_listItem3->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/

");

    test_list.pxIndex=test_list.pxIndex->pxNext;    //pxIndex向后移一项，这样pxIndex就会指向ListItem1。
    vListInsertEnd(&test_list,&test_listItem2);     //列表末尾添加列表项ListItem2
    printf("/******************添加列表项test_listItem2*****************/
");
    printf("项目                                   地址                    
");
    printf("test_list->xListEnd->pxNext            %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxNext));
    printf("test_listItem2->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem2.pxNext));
    printf("test_listItem1->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxNext));
    printf("test_listItem3->pxNext                 %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/
");
    printf("test_list->xListEnd->pxPrevious        %#x                    
",(int)(test_list.xListEnd.pxPrevious));
    printf("test_listItem2->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem2.pxPrevious));
    printf("test_listItem1->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem1.pxPrevious));
    printf("test_listItem3->pxPrevious             %#x                    
",(int)(test_listItem3.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/

");
}
    •  打印信息为： 
      /*******************列表和列表项地址*******************/
项目                                       地址                    
test_list                              0x200000b4                    
test_list->pxIndex                     0x200000bc                    
test_list->xListEnd                    0x200000bc                    
test_listItem1                         0x200000c8                    
test_listItem2                         0x200000dc                    
test_listItem3                         0x200000f0                    
/************************结束**************************/

/******************添加列表项test_listItem123*****************/
项目                                       地址                    
test_list->xListEnd->pxNext            0x200000c8                    
test_listItem1->pxNext                 0x200000dc                    
test_listItem2->pxNext                 0x200000f0                    
test_listItem3->pxNext                 0x200000bc                    
/*******************前后向连接分割线********************/
test_list->xListEnd->pxPrevious        0x200000f0                    
test_listItem1->pxPrevious             0x200000bc                    
test_listItem2->pxPrevious             0x200000c8                    
test_listItem3->pxPrevious             0x200000dc                    
/************************结束**************************/

/******************删除列表项test_listItem2*****************/
项目                                       地址                    
test_list->xListEnd->pxNext            0x200000c8                    
test_listItem1->pxNext                 0x200000f0                    
test_listItem3->pxNext                 0x200000bc                    
/*******************前后向连接分割线********************/
test_list->xListEnd->pxPrevious        0x200000f0                    
test_listItem1->pxPrevious             0x200000bc                    
test_listItem3->pxPrevious             0x200000c8                    
/************************结束**************************/

/******************添加列表项test_listItem2*****************/
项目                                       地址                    
test_list->xListEnd->pxNext            0x200000dc                    
test_listItem2->pxNext                 0x200000c8                    
test_listItem1->pxNext                 0x200000f0                    
test_listItem3->pxNext                 0x200000bc                    
/*******************前后向连接分割线********************/
test_list->xListEnd->pxPrevious        0x200000f0                    
test_listItem2->pxPrevious             0x200000bc                    
test_listItem1->pxPrevious             0x200000dc                    
test_listItem3->pxPrevious             0x200000c8                    
/************************结束**************************/
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