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前言：

一、列表与列表项

二、列表相关API函数

①初始化列表vListInitialise()

②初始化列表项vListInitialise()

③列表插入列表项（升序）函数vListInsert()

④列表插入列表项（无序）函数vListInsertEnd()

⑤移除列表项uxListRemove()函数

总结：

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前言：

博客笔记根据B站视频教程编辑，仅供学习交流使用！

一、列表与列表项

列表：FreeRTOS 中的一个数据结构，概念上和链表类似，列表被用来跟踪 FreeRTOS中的任务。

列表项：存放在列表中的项目。

列表相当于链表，列表项相当于节点，FreeRTOS 中的列表是一个双向环形链表。

      

列表特点：列表项间的地址非连续的，是人为的连接到一起的。列表项：数目是由后期添加的个数决定的，随时可变。可随时删除和插入新的列表项。

数组的特点：数组成员地址是连续的，数组在最初确定了成员数量后期无法改变。

OS中任务的数量是不确定的，并且任务状态是会发生改变的，所以非常适用列表(链表)这种数据结构！

①FreeRTOS的源码中的list.h和list.c中存了有关列表的内容，list.h中列表的相关结构体：

typedef struct xLIST
{
    	listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/* 校验值 */
    	volatile UBaseType_t uxNumberOfItems;			/* 列表中的列表项数量 */
   	ListItem_t * configLIST_VOLATILE pxIndex			/* 用于遍历列表项的指针 */
    	MiniListItem_t xListEnd					/* 末尾列表项 */
    	listSECOND_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE		/* 校验值 */
} List_t;


//首位两个校验值是两个宏，已知常量，通过它们判断列表数据运行过程是否遭到破坏，一般用于调试，默认不开启
//uxNumberOfItems，用于记录列表中列表项的个数（不包含 xListEnd）
//pxIndex用于指向列表中的某个列表项，一般用于遍历列表中所有列表项
//xListEnd是一个迷你列表项，排在最末尾

② list.h中列表项的相关结构体：

struct xLIST_ITEM
{
    	listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/* 用于检测列表项的数据完整性 */
    	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue				/* 列表项的值 */
     	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext		/* 下一个列表项 */
  	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious		/* 上一个列表项 */
    	void * pvOwner							/* 列表项的拥有者 */
    	struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer; 			/* 列表项所在列表 */
   	listSECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE			/* 用于检测列表项的数据完整性 */
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; 	

//xItemValue多用于按升序对列表中的列表项进行排序（比如把阻塞时间小的任务排在前面）
//pxNext和pxPrevious分别指向列表项的下一个和上一个列表项（“双向环链”）
//pxOwner指向包含列表项的对象（通常是任务块）
//pxContainer指向列表项所在列表（就绪、阻塞、挂起）

③迷你列表项

也是列表项，但仅用于标记列表的末尾和挂载其他插入列表中的列表项：

struct xMINI_LIST_ITEM
{
    	listFIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE 			/* 用于检测数据完整性 */
	configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;				/* 列表项的值 */
    	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;		/* 上一个列表项 */
   	struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious; 		/* 下一个列表项 */
};

//xItemValue，pxNext，pxPrevious与普通列表项相同
//由于其功能特点，不需要pxOwner和pxContainer，节省了内存开销

 列表与列表项关系（列表初始状态和即将插入的两个列表项）：

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二、列表相关API函数

①初始化列表vListInitialise()

void vListInitialise(List_t * const pxList){	
	pxList->pxIndex = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );
    //初始化时，列表中只有xListEnd项，因此pxIndex指向它
    pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;
    //xListEnd初始化为最大值，以便列表项按升序排序，排在最后
	pxList->xListEnd.pxNext = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );
    pxList->xListEnd.pxPrevious = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );
    //初始化时只有xListEnd项，因此上一个和下一个列表项都为自己本身	
	pxList->uxNumberOfItems = ( UBaseType_t ) 0U;
    //初始化时，列表中列表项数量为0（不包含xListEnd）
	listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_1_VALUE( pxList );
	listSET_LIST_INTEGRITY_CHECK_2_VALUE( pxList );
    //初始化时，用于检测列表数据完整性的校验值
} 

//注意：->和.都可用于访问结构体的成员，但.操作结构体变量本身（跟在变量本身后面），
//而->操作的是结构体变量的指针（地址）

②初始化列表项vListInitialise()

void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem ){
    pxItem->pxContainer = NULL;
    //初始化时，列表项所在列表设为空
    listSET_FIRST_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );	                        
    listSET_SECOND_LIST_ITEM_INTEGRITY_CHECK_VALUE( pxItem );
    //数据完整性校验值
} 

③列表插入列表项（升序）函数vListInsert()

用于将待插入列表的列表项按照列表项值升序进行排序，有序地插入到列表中

void vListInsert( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem ) 
{
 	ListItem_t * pxIterator; 
	const TickType_t  xValueOfInsertion  =  pxNewListItem->xItemValue; 	/* 获取列表项的数值依据数值升序排列 */
	listTEST_LIST_INTEGRITY( pxList ); 						/* 检查参数是否正确 */
	listTEST_LIST_ITEM_INTEGRITY( pxNewListItem ); 				/* 如果待插入列表项的值为最大值 */ 
	if( xValueOfInsertion == portMAX_DELAY )
 	{ 
		pxIterator = pxList->xListEnd.pxPrevious; 				/* 插入的位置为列表 xListEnd 前面 */ 
	} else 
	{
		for(  pxIterator = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd ); 			/*遍历列表中的列表项，找到插入的位置*/ 
		         pxIterator->pxNext->xItemValue <= xValueOfInsertion; 
		         pxIterator = pxIterator->pxNext  ) { }
	} 
	pxNewListItem->pxNext = pxIterator->pxNext;					/* 将待插入的列表项插入指定位置 */ 
 	pxNewListItem->pxNext->pxPrevious = pxNewListItem; 
	pxNewListItem->pxPrevious = pxIterator; 
	pxIterator->pxNext = pxNewListItem; 
	pxNewListItem->pxContainer = pxList; 						/* 更新待插入列表项所在列表 */ 
	( pxList->uxNumberOfItems )++;							/* 更新列表中列表项的数量 */ 
}

如下示例：一次插入列表项值为40，60，50的列表项：

④列表插入列表项（无序）函数vListInsertEnd()

用于将待插入列表的列表项插入到列表 pxIndex 指针指向的列表项前面，是一种无序的插入方法

void vListInsertEnd (  List_t * const pxList ,   ListItem_t * const pxNewListItem  )
{
	 //省略部分非关键代码 … …
	/* 获取列表 pxIndex 指向的列表项 */
    ListItem_t * const pxIndex = pxList->pxIndex;	
    /* 更新待插入列表项的指针成员变量 */	
    pxNewListItem->pxNext = pxIndex;
    pxNewListItem->pxPrevious = pxIndex->pxPrevious;
    /* 更新列表中原本列表项的指针成员变量 */
    pxIndex->pxPrevious->pxNext = pxNewListItem;	
    pxIndex->pxPrevious = pxNewListItem;
    /* 更新待插入列表项的所在列表成员变量 */
    pxNewListItem->pxContainer = pxList;
    /* 更新列表中列表项的数量 */
    ( pxList->uxNumberOfItems )++;
} 

假设初始列表pxIndex指向末尾列表，此时插入列表项值为30的列表项：

 

假设初始列表pxIndex指向值为40的列表项，此时插入列表项为30的列表项：

⑤移除列表项uxListRemove()函数

UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove ) 
{
	List_t * const pxList = pxItemToRemove->pxContainer; 
    //从列表中移除列表项（即更换被移除项前后两项的指针指向）：
	pxItemToRemove->pxNext->pxPrevious = pxItemToRemove->pxPrevious;
	pxItemToRemove->pxPrevious->pxNext = pxItemToRemove->pxNext; 	
    //如果pxIndex正指向待移除的列表项，需要将pxIndex指向待移除项的上一个列表项
	if( pxList->pxIndex == pxItemToRemove ) 
	{
	 	pxList->pxIndex = pxItemToRemove->pxPrevious;
	} else 
	{ 
		mtCOVERAGE_TEST_MARKER(); 
	} 
    //将待移除项所在的列表指针清空
	pxItemToRemove->pxContainer = NULL; 
    //更新列表中列表项的数量
	( pxList->uxNumberOfItems )--; 
    //返回移除后列表中列表项的数量
	return pxList->uxNumberOfItems; 
}

如下示例移除列表项2：

总结：

FreeRTOS是一个开源的实时操作系统，适用于低成本、低功耗的嵌入式系统。它具有高度可移植性和可扩展性，并支持多种处理器架构和编程语言！ 广泛用于汽车电子中的实时控制系统，如发动机管理、制动系统、转向系统等。控制和监视工业自动化过程中的各个部分，如机器人和生产线。开发路由器、交换机、调制解调器和其他网络设备等通信设备。医疗设备需要快速响应并保持高度可靠性，因此FreeRTOS也在这个领域得到了广泛应用，如心脏起博器、血压计、呼吸机等。

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