xTaskCreateRestrictedStatic
[FreeRTOS-MPU 特定]

task. h

BaseType_t xTaskCreateRestrictedStatic( TaskParameters_t *pxTaskDefinition,
                                        TaskHandle_t *pxCreatedTask );

创建一个新的内存保护单元 (MPU) 受限任务并将其添加到准备运行的任务列表中。 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 必须在 FreeRTOSConfig.h 中设置为 1，以使此 RTOS API 函数可用。

在内部，在 FreeRTOS 实现中，每个任务需要两个内存块。第一个内存块用于保存任务的数据结构体。第二个内存块用作任务的堆栈。如果使用 xTaskCreateRestricted() 创建了任务，则任务堆栈的内存由应用程序编写者提供，并且任务数据结构体所需内存会自动从 FreeRTOS 堆中分配。如果使用 xTaskCreateRestrictedStatic() 创建了任务，则应用程序编写者也必须提供任务数据结构体的内存。因此 xTaskCreateRestrictedStatic() 允许在不使用任何动态内存分配的情况下创建内存保护任务。

xTaskCreateRestrictedStatic() 旨在与 FreeRTOS-MPU 一起使用，即演示应用程序，其中包含有关如何使用相似函数 xTaskCreateRestricted() 的全面和记录示例。

参数：

pxTaskDefinition

指向定义任务的结构体的指针。本页描述了该结构体。

pxCreatedTask 用于传回可以引用所创建任务的句柄。

返回：: 如果任务已成功创建并添加到就绪列表中，则为 pdPASS，否则为 projdefs.h 文件中定义的错误代码

相较不包含 MPU 支持的任务，包含它的任务需要更多参数进行创建。将每个参数单独传递给 xTaskCreateRestrictedStatic() 并不明智，因此使用结构体 TaskParameters_t，以允许在编译时静态配置参数。该结构体在 task.h 中定义为：

typedef struct xTASK_PARAMETERS
{
    TaskFunction_t pvTaskCode;
    const signed char * const pcName;
    unsigned short usStackDepth;
    void *pvParameters;
    UBaseType_t uxPriority;
    portSTACK_TYPE *puxStackBuffer;
    MemoryRegion_t xRegions[ portNUM_CONFIGURABLE_REGIONS ];
    #if ( ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 ) && ( configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION == 1 ) )
        StaticTask_t * const pxTaskBuffer;
    #endif
} TaskParameters_t;

……其中 MemoryRegion_t 定义为：

typedef struct xMEMORY_REGION
{
    void *pvBaseAddress;
    unsigned long ulLengthInBytes;
    unsigned long ulParameters;
} MemoryRegion_t;

如下是对每个结构体成员的描述：

pvTaskCode 到 uxPriority
这些成员与发送到 xTaskCreate() 的同名参数完全相同。特别是，uxPriority 用来设置任务的优先级，以及将执行任务的模式。例如，如需创建优先级为 2 的用户模式任务，只需将 uxPriority 设置为 2；如需创建优先级为 2 的特权模式任务，则需将 uxPriority 设置为 ( 2 | portPRIVILEGE_BIT )。
puxStackBuffer
每次有任务切入时，都会重新动态配置 MPU，以定义一个区域，为任务提供对自身堆栈的读写访问权限。 MPU 区域必须满足许多约束，特别是所有这些区域的尺寸和对齐必须等于两个值的同底数幂。
每次创建任务时，标准 FreeRTOS 移植都使用 pvPortMalloc() 分配新的堆栈。可以提供 pvPortMalloc() 实现，以满足 MPU 数据对齐要求，但也将导致使用 RAM 的复杂性和低效率。为消除这种复杂需求，FreeRTOS-MPU 允许在编译时静态声明堆栈。这允许使用编译器扩展托管对齐，以及由链接器托管 RAM 使用效率。例如，如果使用 GCC，可以使用以下代码声明并正确对齐堆栈：
```
    char cTaskStack[ 1024 ] __attribute__((aligned(1024));
	
```
puxStackBuffer 通常设置为静态声明的堆栈的地址。作为替代方案 puxStackBuffer 可以设置为 NULL——在这种情况下，将调用 pvPortMallocAligned() 来分配任务堆栈，且应用程序编写者有责任提供符合 MPU 的对齐要求的 pvPortMallocAligned() 实现。
xRegions
xRegions 是 MemoryRegion_t 结构体的数组，每个结构体定义一个单个用户可定义的内存区域，以供正在创建的任务使用。 ARM Cortex-M3 FreeRTOS-MPU 移植将 portNUM_CONFIGURABLE_REGIONS 定义为 3。
PvBaseAddress 和 ulLengthInBytes 成员分别自行解释为内存区域的开始和内存区域的长度。 ulParameters 定义任务如何可以访问内存区域，并且可以采用以下值中的按位 OR：
```
    portMPU_REGION_READ_WRITE
    portMPU_REGION_PRIVILEGED_READ_ONLY
    portMPU_REGION_READ_ONLY
    portMPU_REGION_PRIVILEGED_READ_WRITE
    portMPU_REGION_CACHEABLE_BUFFERABLE
    portMPU_REGION_EXECUTE_NEVER
	
```
pxTaskBuffer
必须指向 StaticTask_t 类型的变量。该变量将用于保留新任务的数据结构体，因此必须是永久性的（而不是在函数的堆栈中声明）。

用法示例：

/* Create an TaskParameters_t structure that defines the task to be created.
 * The StaticTask_t variable is only included in the structure when
 * configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION is set to 1.  The PRIVILEGED_DATA macro can
 * be used to force the variable into the RTOS kernel's privileged data area. */
static PRIVILEGED_DATA StaticTask_t xTaskBuffer;
static const TaskParameters_t xCheckTaskParameters =
{
  vATask,     /* pvTaskCode - the function that implements the task. */
  "ATask",    /* pcName - just a text name for the task to assist debugging. */
  100,        /* usStackDepth - the stack size DEFINED IN WORDS. */
  NULL,       /* pvParameters - passed into the task function as the function parameters. */
  ( 1UL | portPRIVILEGE_BIT ),/* uxPriority - task priority, set the portPRIVILEGE_BIT 
                                   if the task should run in a privileged state. */
  cStackBuffer,/* puxStackBuffer - the buffer to be used as the task stack. */

  /* xRegions - Allocate up to three separate memory regions for access by
   * the task, with appropriate access permissions.  Different processors have
   * different memory alignment requirements - refer to the FreeRTOS documentation
   * for full information. */
  {
      /* Base address                 Length  Parameters */
      { cReadWriteArray,              32,     portMPU_REGION_READ_WRITE },
      { cReadOnlyArray,               32,     portMPU_REGION_READ_ONLY },
      { cPrivilegedOnlyAccessArray,   128,    portMPU_REGION_PRIVILEGED_READ_WRITE }
  }

  &xTaskBuffer /* Holds the task's data structure. */
 };

 int main( void )
 {
 TaskHandle_t xHandle;

  /* Create a task from the const structure defined above.  The task handle
   * is requested (the second parameter is not NULL) but in this case just for
   * demonstration purposes as its not actually used. */
  xTaskCreateRestricted( &xRegTest1Parameters, &xHandle );

  /* Start the scheduler. */
  vTaskStartScheduler();

  /* Will only get here if there was insufficient memory to create the idle
   * and/or timer task. */
  for( ;; );
 }

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