STM32H7-MPU
4 `* [# V/ h. C( g4 n) Q8 e一、MPU的作用
防止不受信用的应用程序访问受保护的内存区域
$ ]' }0 T) z% r6 k防止用户应用程序破坏操作系统使用的数据
/ ]& F5 t. Q$ D通过阻止任务访问其他任务的数据区
  T5 |& b, ?% r2 J* a4 Y/ Q% M允许将内存区域定义为只读，以便保护重要数据。
检测意外的内存访问
( B# l+ m7 W& o$ H: L简单来说，就是内存保护、外设保护和代码访问保护。

二、MPU的功能实现
1 a* Y4 F, J: D​ MPU可以配置保护16个内存区域，每个区域都是独立配置的。每个区域的最小要求是32字节，同时每个区域还可以配置为8个子区域，通过寄存器对应的bit来使能。

' J( @4 \; ?+ f1 l- s​ MPU可配置的16个内存区的序号范围是0-15，还有一个默认区（背景区）序号为-1，这些内存区可以重叠以及嵌套——序号为15的优先级最高、背景区的优先级最低。例如下图，共有七个内存区：一个背景区+序号为0-5的内存区。内存区4和内存区0、1有重叠部分，则重叠部分按照内存区4的配置规则执行；内存区5被完全包含在内存区3里面，则这部分内存区的配置按照内存区5的配置规则进行。
* e2 }7 K) ^2 t9 ^1 I5 Q: A$ M
) o- y) U9 D: g, u) y

, q3 `6 c) V4 n# {6 J% U8 l  Z三、MPU常用的寄存器（RASR寄存器和控制寄存器）

* d1 S" b1 l4 q3 E3 ^3 A
XN位：表示是否使能指令的提取
' ^! J) u0 m+ c4 K7 N- YXN=0：使能指令提取，即这块内存可以执行程序代码
XN=1：禁止指令提取，机这块内存禁止执行程序代码
" Z' G2 u& A/ T) sAP位：设置指定区域的访问权限类型

4 E% S) Z" c% X8 \

5 p8 s1 h; d. X) ]& n) [# z$ o
TEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略
& y6 h" \# }+ b
C位：用于使能或者禁止Cache
B位：用于配合C位实现Cache下是否使用缓冲
2 o( ?0 `- M0 k. n+ gS位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题
7 h1 B0 `/ C) i0 H6 e1 k# ~
8 N3 z, p5 J+ U

7 k; `* `2 v( |2 X

* r/ b# r7 x$ ^6 g, L
! @. P/ R; e2 {+ _read/write-through/back/allocate的区别：
* G0 s8 U  h+ k3 c6 q" b: x
& A) q$ S+ q0 W  q0 k- F  E一、CPU读Cache

5 f4 \4 ^1 Y4 a6 R* kRead through：直接从内存区读取数据
Read allocate：先把数据读取到Cache中，再从Cache中读取数据
1 A3 V! @% \0 o二、CPU写Cache
, _/ @$ w0 a/ v/ S' x9 D6 j* t
若hit命中，有两种处理方式：
/ c) W& _6 x% G, R8 {" f
Write-through：在数据更新时，把数据同时写入Cache和存储区
操作简单，但是写入速度慢
7 ]- t3 v# P/ @4 y: wWrite-back：只有在数据被替换出缓存时，被修改的缓存数据才会被写到后端存储。
写入速度快，但是一旦更新后的数据未被写入时出现断电，则数据无法找回
若miss，有两种处理方式：

Write allocate：先把要写的数据载入到Cache中，写Cache，然后再通过flush的方式写入到内存中。
8 x% H0 k- J2 w% ?0 rNo-write allocate：并不将写入位置读入缓存，直接把要写的数据写入到内存中。
8 n7 {1 `* U/ q% m; p, b1 z什么叫hit/miss：
一、读操作
如果CPU要读取的SRAM区数据在Cache中已经加载好，这就叫读命 中（Cache hit），如果Cache里面没有怎么办，这就是所谓的读Cache Miss。
3 i# U9 Y6 Z" J+ I  e
二、写操作
如果CPU要写的SRAM区数据在Cache中已经开辟了对应的区域（专业词汇叫Cache Line，以32字节为单位），这就叫写命中（Cache hit），如果Cache里面没有开辟对应的区域怎么办，这就是所谓的写Cache Miss。

SRD位：用于控制内存区的子区域，一共有8bit，一个bit控制一个子区域，一般都开启
3 q4 F- ?: ^. U# W0 [8 G: hSIZE位：配置保护的内存的大小

7 _/ c& K: p3 T# Y. A2 _6 O
四、MPU的HAL库配置函数
HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
  K8 M& N$ o7 l* x* h6 s# WHAL_MPU_Enable：使能
! [. B$ s/ W  J. t- F2 p一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
HAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU
6 ], w6 O# H) w8 v' T( a

1. static void MPU_Config( void )
   
2. {
   - S/ D  s' u1 U/ G& R4 Z0 @
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   9 L9 l( f7 N3 {& q4 g! Q; v- z
4. 
   1 L4 T! P; w/ u! @/ t
5.     /* 禁止 MPU */
   
6.     HAL_MPU_Disable();
   
7.     /* 配置 AXI SRAM 的 MPU 属性为 Write back, Read allocate Write allocate */
   8 c+ h0 e. B. r
8. 
   $ e! S: F' h# ?6 i
9.     //使能MPU
   ! l8 W+ O8 X9 l- U$ u
10.     MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;   
    - O$ w& p2 m# C  v6 h: s
11.     //指定MPU保护的内存起始地址，注意要和下面的大小进行对齐
    
12.     MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
    
13.     //配置保护的内存大小
    7 a" N( ~; G6 U2 M; h; g$ u
14.     MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    . r& N& S0 f6 b# I! W- h
15.     //配置区域访问权限类型
    
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    6 A. G2 F5 g$ M8 f7 |
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    9 g  r$ n. p* E% ~! {+ D
19.     //是否开启Cache
    
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    
21.     //是否开启共享
    9 h/ C$ v# A/ Q  C( J0 h
22.     MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
23.     MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
    
24.     //配置缓存的策略
    
25.     MPU_InitStruct.TypeExtField = M PU_TEX_LEVEL1;
    ) J7 c3 ^6 j! n9 m6 W
26.     //是否开启子区域
    
27.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    
28.     //指定指令访问状态
    
29.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
30.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    , z: {* P: o' I+ v
31. 
    ; X4 O- y- [% E+ Y
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    . u' E) s6 G2 g# p  `1 Q
33. }
    
34. 
    ; u0 B8 {: q" W* K4 o: r2 j9 u5 O

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( f( R! B2 J3 g' g+ G+ C