FreeRTOS列表與列表項

前言

FreeRTOS列表與列表項其實就是鏈表和節點，在list.c和list.h實現

列表項數據結構

//列表項數據結構
typedef struct xLIST_ITEM
{
	TickType_t xItemValue;  //輔助值，用作節點做順序排序
	struct xLIST_ITEM * pxNext;//後繼指針
	struct xLIST_ITEM * pxPrevious;//前驅指針
	void * pvOwner;      //指向擁有該列表項的內核對象，通常是TCB
	void * pvContainer;  //指向該列表項所在的列表
}ListItem_t;

列表項初始化

void vListInitialiseItem(ListItem_t * const pxItem)
{
//初始化該列表項所在列表指針指向NULL，表示還沒插入任何列表
		pxItem->pvContainer = NULL;
}

列表數據結構

typedef struct xLIST
{
	UBaseType_t uxNumberOfItems; //指示這條列表上有多少個列表項
	ListItem_t * pxIndex; //列表項索引指針
	MiniListItem_t xListEnd; //列表最後一個列表項
}List_t;

其中MiniListItem_t數據結構如下

typedef struct xMINI_LIST_ITEM
{
	TickType_t xItemValue;//輔助值，用作節點做順序排序
	struct xLIST_ITEM * pxNext;//後繼指針
	struct xLIST_ITEM * pxPrevious;//前驅指針
}MiniListItem_t;

可以看到是列表項數據結構去掉了pvOwner和pvContainer成員

列表初始化

void vListInitialise(List_t * const pxList)
{
	//列表索引指向最後一個節點
	pxList->pxIndex = (ListItem_t *) &(pxList->xListEnd);
	
	//將列表最後一個節點輔助值設置爲最大，確保該節點是最後節點
	pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;
	
	//將最後一個節點的前驅和後繼指針指向自己，表示列表此時爲空
	pxList->xListEnd.pxNext     = (ListItem_t*) &(pxList->xListEnd);
	pxList->xListEnd.pxPrevious = (ListItem_t*) &(pxList->xListEnd);	
	//表示此時列表中有0個列表項
	pxList->uxNumberOfItems = (UBaseType_t)0U;
}

如下圖

將列表項插入列表尾部

void vListInsertEnd(List_t * const pxList,ListItem_t * const pxNewListItem)
{
    //取列表項索引指針，此時該指針指向最後一個節點
	ListItem_t * const pxIndex = pxList->pxIndex;
	//新插入的列表項前驅指針指向最後一個節點
	pxNewListItem->pxNext = pxIndex;
	//新插入的列表項的後繼指針也指向最後一個節點
	pxNewListItem->pxPrevious = pxIndex->pxPrevious;
	//列表的最後一個節點的後繼指針指向新插入的列表項
	pxNewListItem->pxPrevious->pxNext = pxNewListItem;
	//列表的最後一個節點的前驅指針也指向新插入的列表項
	pxIndex->pxPrevious = pxNewListItem;
	//新插入的列表項是輸入該列表的
	pxNewListItem->pvContainer = (void*) pxList;
	 //該列表中列表項數目+1
	(pxList->uxNumberOfItems)++;
}

如下

將列表項按照升序排列插入到列表

假如向現有的2個列表項序輔助值分別是 1 和 3的列表插入輔助值是2個列表項

void vListInsert(List_t * const pxList,ListItem_t * const pxNewListItem)
{
	ListItem_t *pxIterator;
	//獲取新插入列表項的輔助值
	const TickType_t xValueOfInsertion = pxNewListItem->xItemValue;
	if(xValueOfInsertion == portMAX_DELAY)
	{
			pxIterator = pxList->xListEnd.pxPrevious;
	}
	else
	{
			for(pxIterator = (ListItem_t*) &(pxList->xListEnd);
		      pxIterator->pxNext->xItemValue <=xValueOfInsertion ;
		      pxIterator = pxIterator->pxNext)
			{
			}
	}
	//對於下圖此時pxIterator指向List_item1
	
	//此時pxIterator->pxNext是List_item3地址
	pxNewListItem->pxNext = pxIterator->pxNext;//1
	//pxNewListItem->pxNext->pxPrevious是item3的前驅指針指向新列表項item2
	pxNewListItem->pxNext->pxPrevious = pxNewListItem;
	//新列表項item2的前驅指針指向pxIterator即item1
	pxNewListItem->pxPrevious = pxIterator;
	//pxIterator即item1的後繼指向新列表項item2
	pxIterator->pxNext = pxNewListItem;
	
	pxNewListItem->pvContainer = (void*) pxList;
	(pxList->uxNumberOfItems)++;
}

如圖，注意2、3步的指針箭頭，野火的pdf畫的有誤

將列表項從列表刪除

UBaseType_t uxListRemove(ListItem_t * const pxItemToRemove)
{
	//獲取列表項所在列表
	List_t * const pxList = (List_t*)pxItemToRemove->pvContainer;
	
	//把要刪除的列表項從列表中摘出來
	pxItemToRemove->pxNext->pxPrevious = pxItemToRemove->pxPrevious;
	pxItemToRemove->pxPrevious->pxNext = pxItemToRemove->pxNext;
	
	//
	if(pxList->pxIndex == pxItemToRemove)
	{
			pxList->pxIndex = pxItemToRemove->pxPrevious;
	}
	
	//該列表項所有者置空
	pxItemToRemove->pvContainer = NULL;
	
	(pxList->uxNumberOfItems)--;
	return pxList->uxNumberOfItems;
}

下面是測試代碼即仿真結果

List_t List_Test;

ListItem_t List_Item1;
ListItem_t List_Item2;
ListItem_t List_Item3;

int main(void)
{
		
	//初始化列表
    vListInitialise(&List_Test);
		
    //初始化列表項
    vListInitialiseItem(&List_Item1);
	List_Item1.xItemValue = 1;
		
    vListInitialiseItem(&List_Item2);
	List_Item2.xItemValue = 2;
		
    vListInitialiseItem(&List_Item3);
	List_Item3.xItemValue = 3;

    vListInsert(&List_Test,&List_Item1);
	vListInsert(&List_Test,&List_Item3);
	vListInsert(&List_Test,&List_Item2);
		
	while(1);
}