FreeRTOS进阶列表和列表项示例分析

针对FreeRTOS进阶列表和列表项示例分析，我为大家提供以下完整攻略。

一、什么是FreeRTOS中的列表和列表项？

FreeRTOS中的列表和列表项是指一种常见的数据结构，它们都以链表的形式存储。具体而言，列表是一个包含多个列表项的链表，而列表项则是一个单独的链表节点。

FreeRTOS的内核中广泛使用了列表和列表项来管理各种资源，包括任务、信号量和消息队列等。下面我们将详细介绍FreeRTOS中的列表和列表项的相关知识点。

二、FreeRTOS中的列表函数

FreeRTOS中提供了一系列用于操作列表和列表项的函数。这些函数包括：

• vListInitialise：初始化一个列表。
• vListInitialiseItem：初始化一个列表项。
• vListInsertEnd：将一个列表项插入到列表末尾。
• vListInsert：将一个列表项插入到指定位置。
• vListRemove：从列表中删除指定的列表项。
• listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY：获取下一个列表项的拥有者对象。
• listGET_HEAD_ENTRY：获取列表头的列表项。
• listCURRENT_LIST_LENGTH：获取列表的长度。

这里需要注意的是，在使用这些函数之前，需要先定义一个List_t类型的对象来指向列表的头节点。例如：

List_t xList;

三、FreeRTOS中的列表项结构体

在FreeRTOS中，每个列表项都有一个相同的结构体，称为ListItem_t。该结构体定义如下：

typedef struct xLIST_ITEM
{
    TickType_t xItemValue;         // 列表项的值
    struct xLIST_ITEM *pxNext;     // 指向下一个列表项
    struct xLIST_ITEM *pxPrevious; // 指向上一个列表项
    void *pvOwner;                 // 拥有此列表项的对象
    void *pvContainer;             // 包含此列表项的列表
} ListItem_t;

其中，xItemValue是列表项的排序值，pxNext和pxPrevious是指向相邻列表项的指针，pvOwner是一个指向拥有该列表项的对象的指针，pvContainer是一个指向包含该列表项的列表的指针。

四、示例1：使用列表来实现周期性任务

下面我们用一个示例来说明如何使用列表来实现周期性任务的功能。

首先，我们需要定义一个Task_t结构体来表示任务，该结构体包含了任务的相关信息，如下所示：

typedef struct xTASK
{
    ListItem_t xGenericListItem; // 列表项
    TickType_t xInterval;       // 任务的执行间隔
    TickType_t xLastRunTime;    // 上次任务执行的时间
    void (*pxTaskFunction)(void *); // 任务函数指针
    void *pvParameter;          // 任务函数的参数
} Task_t;

在初始化任务时，我们需要调用vListInitialiseItem函数来初始化该任务的列表项，然后将其插入到任务列表中：

Task_t xTask1;
vListInitialiseItem(&xTask1.xGenericListItem);
xTask1.xInterval = 100;
xTask1.xLastRunTime = xTaskGetTickCount();
xTask1.pxTaskFunction = vTask1;
xTask1.pvParameter = NULL;
vListInsertEnd(&xTaskList, &(xTask1.xGenericListItem));

在任务循环中，我们需要定期调用vListRemove函数来移除已经执行完毕的任务，并将下一个任务插入到周期性任务列表中：

void vTaskScheduler(void *pvParameters)
{
    TickType_t xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();

    while (1)
    {
        Task_t *pxCurrentTask = (Task_t *)pvListGetOwnerOfNextEntry(&xTaskList);
        pxCurrentTask->xLastRunTime = xTaskGetTickCount();
        pxCurrentTask->pxTaskFunction(pxCurrentTask->pvParameter);
        vListRemove(&(pxCurrentTask->xGenericListItem));
        pxCurrentTask->xLastRunTime += pxCurrentTask->xInterval;
        vListInsert(&xTaskList, &(pxCurrentTask->xGenericListItem));

        vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, 1);
    }
}

五、示例2：使用列表实现带优先级的任务调度

除了周期性任务，我们还可以使用列表来实现带优先级的任务调度。下面是一个示例，演示了如何使用列表来存储带有优先级的任务：

typedef struct xTASK
{
    ListItem_t xGenericListItem;   // 列表项
    UBaseType_t uxPriority;        // 任务优先级
    void (*pxTaskFunction)(void *); // 任务函数指针
    void *pvParameter;            // 任务函数的参数
} Task_t;

List_t xTaskList;

void vTaskScheduler(void *pvParameters)
{
    while (1)
    {
        Task_t *pxCurrentTask = (Task_t *)pvListGetOwnerOfNextEntry(&xTaskList);
        pxCurrentTask->pxTaskFunction(pxCurrentTask->pvParameter);
    }
}

void vTask1(void *pvParameters)
{
    Task_t xNewTask;
    xNewTask.uxPriority = 1;
    xNewTask.pxTaskFunction = vTask2;
    xNewTask.pvParameter = NULL;

    vListInsert(&xTaskList, &(xNewTask.xGenericListItem));
}

void vTask2(void *pvParameters)
{
    Task_t xNewTask;
    xNewTask.uxPriority = 2;
    xNewTask.pxTaskFunction = vTask3;
    xNewTask.pvParameter = NULL;

    vListInsert(&xTaskList, &(xNewTask.xGenericListItem));
}

void vTask3(void *pvParameters)
{
    // 此处省略具体实现
}

在这个示例中，我们定义了一个Task_t结构体，指明了任务的优先级和任务函数指针等信息。在任务初始化时，我们需要调用vListInitialiseItem函数来初始化任务的列表项，然后将任务插入到任务列表中。在任务调度时，我们只需逐个取出列表中的任务，执行对应的任务函数即可。

以上是该攻略的完整内容，希望能够对大家的学习和开发有所帮助！