STM32H7-MPU
! C; ]; U: g4 X4 a% N* j一、MPU的作用
2 E6 f6 G' P; I5 _. X* m2 j5 [' \* w防止不受信用的应用程序访问受保护的内存区域
防止用户应用程序破坏操作系统使用的数据
通过阻止任务访问其他任务的数据区
5 y8 |2 a7 S8 J& z) O9 s2 H$ W: ]& k允许将内存区域定义为只读，以便保护重要数据。
' W$ b" _$ P- k) y4 m- ?检测意外的内存访问
! z1 o4 o8 a4 h! P. z简单来说，就是内存保护、外设保护和代码访问保护。

% F/ B" ]4 P- I. ]% e8 O二、MPU的功能实现
​ 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。

2 ?  V& B; W; h; }( ~​ 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。

* ~* E5 Q2 f. p: V
7 f2 ^% ~1 I2 l3 y三、MPU常用的寄存器（RASR寄存器和控制寄存器）
7 f# ^. h7 [$ M( ^2 g4 [

' }6 _4 d# K/ R3 J
8 h7 R: ~; K9 N, \8 V  T! xXN位：表示是否使能指令的提取
XN=0：使能指令提取，即这块内存可以执行程序代码
  i0 @# R1 Z$ ^$ kXN=1：禁止指令提取，机这块内存禁止执行程序代码
AP位：设置指定区域的访问权限类型

7 ?# [+ w" m$ y# d$ x

0 e7 f4 y! G& qTEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略
9 h, ~% K9 ?; ?4 h5 K
C位：用于使能或者禁止Cache
2 f1 O2 I* {1 U# m. D4 BB位：用于配合C位实现Cache下是否使用缓冲
S位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题
: H3 k& U' V* c

" ~" o" {& O) N0 R8 U% ^read/write-through/back/allocate的区别：

一、CPU读Cache

  P6 t# |8 Y7 ~2 h! `7 u; ~Read 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
; K2 o- r8 V& {二、CPU写Cache

& H: k8 ]3 f. X* E5 |2 ?& c9 P若hit命中，有两种处理方式：
) a6 C6 ]$ i, [6 T- H! }5 W! }. P5 g6 U
0 a& \0 j4 @9 U: d4 nWrite-through：在数据更新时，把数据同时写入Cache和存储区
; p( e. x/ W# A操作简单，但是写入速度慢
; n  e/ A+ q1 jWrite-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。
" O2 _" a# E; T( F% Y* g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
0 \3 x/ v. E( [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。
No-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。
什么叫hit/miss：
* t2 E1 k0 q. \$ q4 v# d一、读操作
# d1 ]# W. o4 b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。

! Y. ]6 P+ h9 Z9 S* \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
SIZE位：配置保护的内存的大小

& s0 [# s( F3 {% v8 [. A8 V' N5 d
四、MPU的HAL库配置函数
8 ^8 r- z+ m' @% q% |+ w3 f) T' o, Z) `5 [HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
& Q' I# Y, c1 u. m) Q$ I- IHAL_MPU_Enable：使能
! s) `) R2 X% ]1 T一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
) w! ]0 a: ^' Y  l& W! PHAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU

1. static void MPU_Config( void )
   " F2 z1 |# B8 a. z
2. {
   ; u" T7 H7 X4 p. l, Z+ i' B
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   $ d1 g: M% ~+ R+ Z& f
4. 
   ' x3 i8 T1 H  f" O* _
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. 
   ) z; s6 |1 g4 W. F" L
9.     //使能MPU
   2 p1 m4 x  ^$ M
10.     MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;   
    
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
    
14.     MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
      x7 h" ]  k( f- i/ p
15.     //配置区域访问权限类型
    
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    ( N+ f) l- }( F1 |0 H
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    8 Y% q9 O8 ]* T: r' _- @
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    0 {" a3 O7 K% h! o
19.     //是否开启Cache
    
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    8 ^( _, A! i; @% f# ]  S( e( z
21.     //是否开启共享
    
22.     MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
23.     MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
    ; s" q1 e; T) |0 T
24.     //配置缓存的策略
    - J7 D8 W7 `! l. Z( {. y2 e
25.     MPU_InitStruct.TypeExtField = M PU_TEX_LEVEL1;
    
26.     //是否开启子区域
    0 V- \2 o8 W; R1 I
27.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    5 y; y) o; e* {, Y
28.     //指定指令访问状态
    ! {0 {- X" w& C, R& L" M
29.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
30.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    + Z1 |  h  Z" W' T/ m
31. 
    
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    
33. }
    
34. 
    

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