FreeRTOS之列表 - 技术栈

1.FreeRTOS的列表和列表项十分重要。列表类相当于链表，列表项则相当于链表中的节点。列表项的地址是非连续的，列表项的数量可随时修改。在OS中的任务状态和数量会发生改变，因此使用列表可以很好的满足需求。

列表和列表项的相关定义与操作函数都存放在task.h、task.c中。

（1）列表的定义：

（2）列表项目的定义：

迷你列表项：

2.列表和列表项的关系：

列表类似于双向循环列表，列表项为其中的节点。每个列表项都有前驱指针指向其上一个节点，每个列表项都有后驱指针指向其后一个节点。同时，末尾的列表项和第一个列表项相连接，形成环路。默认情况下，列表的pxIndex指向末尾列表项，而末尾列表项的xItemValue为最大portMAX_DELAY，此部分的操作在初始化列表时完成。

3.列表相关的API函数：

（1）初始化列表函数vListInitialise：

（2）初始化列表项函数vListInitialiseItem：

（3）往列表中插入列表项函数vListInsert：

此方法是按升序的方式将列表项插入到列表中。

在此函数中会遍历到列表项值小于要插入列表项值的最大列表项，即找到列表项值小于要插入的列表项，并且此列表项的值在所有小于要插入列表项值中是最大的，简单来说按升序进行排列，并插入。

（4）列表末尾插入函数vListInsertEnd：

此函数并不是直接将列表项插入到末尾列表项的前面，而是将列表项插入到pxIndex所指向列表的前面。

（5）列表项移除函数uxListRemove：

此函数是将需要删除的列表项从列表中移除，并返回列表的剩余列表项数量。

4.代码：本文只展示main.c代码，将本文同前面的FreeRTOS动态创建任务相结合便可以得到完整的代码。

cpp 复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "time.h"

//¶¨Òåstart_taskµÄÅäÖÃ£¬ÈÎÎñ¾ä±ú£¬ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶£¬¶ÑÕ>>´óÐ¡£¬ÈÎÎñÉùÃ÷£º
#define START_TASK_PRIO 1
#define START_TASK_STACK_SIZE 64
TaskHandle_t start_handler;
void start_task(void);

//¶¨ÒåÈÎÎñ1µÄÅäÖÃ£¬ÈÎÎñ¾ä±ú£¬ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶£¬¶ÑÕ>>´óÐ¡£¬ÈÎÎñÉùÃ÷£º
#define TASK1_PRIO 2
#define TASK1_STACK_SIZE 64
TaskHandle_t task1_handler;
void task1(void);

//¶¨ÒåÈÎÎñ2µÄÅäÖÃ£¬ÈÎÎñ¾ä±ú£¬ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶£¬¶ÑÕ>>´óÐ¡£¬ÈÎÎñÉùÃ÷£º
#define TASK2_PRIO 3
#define TASK2_STACK_SIZE 64
TaskHandle_t task2_handler;
void task2(void);

List_t TestList;																//´´½¨ÁÐ±í
ListItem_t ListItem1;														//´´½¨ÁÐ±íÏî1
ListItem_t ListItem2;														//´´½¨ÁÐ±íÏî2
ListItem_t ListItem3;														//´´½¨ÁÐ±íÏî3

int flag = 0;

int main(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);// ÉèÖÃÖÐ¶ÏÓÅÏÈ¼¶·Ö×é4,×ÓÓÅÏÈ¼¶Îª0
	LED_Init();
	KEY_Init();
	delay_init();
	usart_init(9600);
	
	xTaskCreate((TaskFunction_t) start_task,																//ÈÎÎñº¯Êý
							(const char *)"start_task",																	//ÈÎÎñÃû³Æ
							(uint16_t)START_TASK_STACK_SIZE,											      //ÈÎÎñ¶ÑÕ>>´óÐ¡
							(void *)NULL,																								//´<<µÝ¸øÈÎÎñº¯ÊýµÄ²ÎÊý
							(UBaseType_t)START_TASK_PRIO,																//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
							(TaskHandle_t *)&start_handler);														//ÈÎÎñ¾ä±ú
	
			
	vTaskStartScheduler();																								//¿ªÊ¼ÈÎÎñµ÷¶È
}

/*´´½¨¿ªÊ¼ÈÎÎñ£º*/
void start_task(void)
{
//	taskENTER_CRITICAL();	
	/*´´½¨ÈÎÎñ*/
	if(flag == 0)
	{
		xTaskCreate((TaskFunction_t) task1,																		//ÈÎÎñº¯Êý
								(const char *)"task1",																		//ÈÎÎñÃû³Æ
								(uint16_t)TASK1_STACK_SIZE,											      		//ÈÎÎñ¶ÑÕ>>´óÐ¡
								(void *)NULL,																							//´<<µÝ¸øÈÎÎñº¯ÊýµÄ²ÎÊý
								(UBaseType_t)TASK1_PRIO,																	//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
								(TaskHandle_t *)&task1_handler);													//ÈÎÎñ¾ä±ú
		xTaskCreate((TaskFunction_t) task2,																		//ÈÎÎñº¯Êý
								(const char *)"task2",																		//ÈÎÎñÃû³Æ
								(uint16_t)TASK2_STACK_SIZE,											      		//ÈÎÎñ¶ÑÕ>>´óÐ¡
								(void *)NULL,																							//´<<µÝ¸øÈÎÎñº¯ÊýµÄ²ÎÊý
								(UBaseType_t)TASK2_PRIO,																	//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
								(TaskHandle_t *)&task2_handler);													//ÈÎÎñ¾ä±ú
	 flag = 1;
	}
	 vTaskDelay(500);										
	 vTaskDelete(NULL);											//É¾³ýµ±Ç°ÈÎÎñ
//	 taskEXIT_CRITICAL();
}

void task1(void)
{
	while(1)
	{
		/*LEDÉÁË¸*/
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
		GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
		vTaskDelay(500);
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
		GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
		vTaskDelay(500);
	}
}

void task2(void)
{
		
		/*³õÊ¼>>¯ÁÐ±íºÍÁÐ±íÏî*/
		vListInitialise(&TestList);
		vListInitialiseItem(&ListItem1);
		vListInitialiseItem(&ListItem2);
		vListInitialiseItem(&ListItem3);
	
		ListItem1.xItemValue = 40;
		ListItem2.xItemValue = 60;
		ListItem3.xItemValue = 50;
	
		printf("********´òÓ¡ÁÐ±íºÍÁÐ±íÏîµØÖ·********\r\n");
		printf("TestList							0x%p 		\r\n",&TestList);
		printf("TestList->pxIndex						0x%p 		\r\n",(TestList.pxIndex));
		printf("TestList->xListEnd						0x%p 		\r\n",&(TestList.xListEnd));
		printf("ListItem1							0x%p 		\r\n",&ListItem1);
		printf("ListItem2							0x%p 		\r\n",&ListItem2);
		printf("ListItem3							0x%p 		\r\n",&ListItem3);
		printf("****************½áÊø****************\r\n");
		printf("\r\n");
	
//		/*²åÈëÁÐ±íÏî1£º*/
		vListInsert(&TestList,&ListItem1);
//		printf("TestList->xListEnd->pxNext					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
//		printf("ListItem1->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxNext);
//		printf("TestList->xListEnd->pxPrevious					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
//		printf("ListItem1->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxPrevious);
		
//		printf("\r\n");
//		/*²åÈëÁÐ±íÏî2£º*/
		vListInsert(&TestList,&ListItem2);
//		printf("TestList->xListEnd->pxNext					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
//		printf("ListItem1->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxNext);
//		printf("ListItem2->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem2.pxNext);
//		printf("TestList->xListEnd->pxPrevious					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
//		printf("ListItem1->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxPrevious);
//		printf("ListItem2->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem2.pxPrevious);
		
		printf("\r\n");
		/*²åÈëÁÐ±íÏî3£º*/
		vListInsert(&TestList,&ListItem3);
//		printf("TestList->xListEnd->pxNext					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
//		printf("ListItem1->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxNext);
//		printf("ListItem2->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem2.pxNext);
//		printf("ListItem3->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem3.pxNext);
//		printf("TestList->xListEnd->pxPrevious					0x%p 		\r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
//		printf("ListItem1->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem1.pxPrevious);
//		printf("ListItem2->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem2.pxPrevious);
//		printf("ListItem3->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem3.pxPrevious);
		
		printf("\r\n");
		/*É¾³ýÁÐ±íÏî3£º*/
		uxListRemove(&ListItem3);
		printf("TestList->xListEnd->pxNext					0x%p 		\r\n",(TestList.xListEnd.pxNext));
		printf("ListItem1->pxNext						0x%p 		\r\n",ListItem1.pxNext);
		printf("ListItem2->pxNext						0x%p 		\r\n",ListItem2.pxNext);
		//printf("ListItem3->pxNext						0x%p 		\r\n",(int)ListItem3.pxNext);
		printf("TestList->xListEnd->pxPrevious					0x%p 		\r\n",(TestList.xListEnd.pxPrevious));
		printf("ListItem1->pxPrevious						0x%p 		\r\n",ListItem1.pxPrevious);
		printf("ListItem2->pxPrevious						0x%p 		\r\n",ListItem2.pxPrevious);
		//printf("ListItem3->pxPrevious						0x%p 		\r\n",(int)ListItem3.pxPrevious);
		
				printf("\r\n");
		/*Î²²åÈëÁÐ±íÏî3£º*/
		vListInsertEnd(&TestList,&ListItem3);
		printf("TestList->xListEnd->pxNext					0x%p 		\r\n",(TestList.xListEnd.pxNext));
		printf("ListItem1->pxNext						0x%p 		\r\n",ListItem1.pxNext);
		printf("ListItem2->pxNext						0x%p 		\r\n",ListItem2.pxNext);
		printf("ListItem3->pxNext						0x%p 		\r\n",ListItem3.pxNext);
		printf("TestList->xListEnd->pxPrevious					0x%p 		\r\n",(TestList.xListEnd.pxPrevious));
		printf("ListItem1->pxPrevious						0x%p 		\r\n",ListItem1.pxPrevious);
		printf("ListItem2->pxPrevious						0x%p 		\r\n",ListItem2.pxPrevious);
		printf("ListItem3->pxPrevious						0x%p 		\r\n",ListItem3.pxPrevious);
		
}

5.运行结果：

6.总结：

本文介绍了FreeRTOS中的列表和列表项的定义，以及列表与列表项的相关操作函数。在理解的时，可以将列表当作双向循环列表，将列表项当作其中的节点。

列表在FreeRTOS中十分重要，比如FreeRTOSD有三个和任务相关的列表：就绪列表、阻塞列表、挂起列表。当将任务从阻塞状态变成就绪状态时，需要先将列表项对应的任务从阻塞列表中删除，然后再插入到就绪列表中。

下图为任务的状态图：

其中，运行、就绪、阻塞态和挂起态的定义是：

（1）运行态：当前正在运行的任务便处于运行态。

（2）就绪态：处于就绪态的任务是那些已经准备就绪(这些任务没有被阻塞或者挂起)，可以运行的任务，但是处于就绪态的任务还没有运行，因为有一个同优先级或者更高优先级的任务正在运行！

（3）阻塞态：如果一个任务当前正在等待某个外部事件的便处于阻塞态，比如如果某个任务调用了函数 vTaskDelay()的话就会进入阻塞态，直到延时周期完成。任务在等待队列、信号量、事件组、通知或互斥信号量的时候也会进入阻塞态。任务进入阻塞态会有一个超时时间，当超过这个超时时间任务就会退出阻塞态，即使所等待的事件还没有来临！

（4）挂起态：挂起态和阻塞态都无法被任务调度器调用进入运行态，但是，挂起的任务没有超时时间。挂起任务函数为vTaskSuspend()，推出挂起函数为xTaskResume()。