STM32H7-MPU
- g) u. R  b$ z一、MPU的作用
5 Y0 i( L$ ~/ E0 q0 c( w防止不受信用的应用程序访问受保护的内存区域
! G& {4 ~- y3 [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
* ^6 l4 Z* j) a5 O$ G7 I3 D* a允许将内存区域定义为只读，以便保护重要数据。
7 d7 U  X' P6 x2 W/ D, P检测意外的内存访问
* S4 T0 P4 M5 b/ p. g简单来说，就是内存保护、外设保护和代码访问保护。
& s% l" l" r, b+ Z
, ?/ ~2 N: ~/ a2 A* d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。
9 h% h8 a6 X- b1 b
​ 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。
+ f8 ^0 ^% m! v$ M6 h

三、MPU常用的寄存器（RASR寄存器和控制寄存器）

XN位：表示是否使能指令的提取
$ e' ^+ V* P" o9 i1 M) P( Y; WXN=0：使能指令提取，即这块内存可以执行程序代码
) I# R( L2 m0 N% x* TXN=1：禁止指令提取，机这块内存禁止执行程序代码
( @2 E* W; U% w& lAP位：设置指定区域的访问权限类型
% g7 ]+ a6 @, ~, g# ~$ h0 C- c
) Q! O! L- r) K6 o: F6 k

5 K7 l7 y: K+ ?0 M' L' G8 QTEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略
  M8 q- \4 h- C3 X+ M5 h% t
0 a- u3 a% h4 z$ c' m2 d" J# PC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
S位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题

% |$ v9 J4 c7 g% X- _

read/write-through/back/allocate的区别：
" @) l7 l+ C; Q$ Q, Y- ~
9 A, L% S* B  [一、CPU读Cache

" {9 M2 z( N6 t. Q3 E$ j; g0 ~Read through：直接从内存区读取数据
- U, i/ h; |# {6 e% {. T  mRead allocate：先把数据读取到Cache中，再从Cache中读取数据
二、CPU写Cache
7 y4 P0 U+ A7 J- J( }: @7 E
若hit命中，有两种处理方式：
: W, T4 w1 R5 }; K
Write-through：在数据更新时，把数据同时写入Cache和存储区
; O. A+ N9 ^& J) |- J& p操作简单，但是写入速度慢
) B6 e( d& U" g8 ^/ J- P+ gWrite-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：

* z4 D4 M8 Y$ x) J- X, t4 V5 L2 RWrite 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。
4 L+ [9 ^& y: H6 k# ?! BNo-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。
5 t5 Q3 W0 g' R! b4 p/ Q: o% q什么叫hit/miss：
  i3 [8 F, n! g0 G/ L一、读操作
, J& u$ n$ t5 |7 ^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。
! `# ]' [7 I& R' d. t% y( U
二、写操作
! T1 u$ Z2 r0 B) n1 C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。
( e9 U, R& Z- i+ |
0 u! ~2 O! e: f* h4 \. |( J  PSRD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
/ ?$ |7 l  m" l. q4 T' |  J% ?SIZE位：配置保护的内存的大小
0 m" _/ G$ [- m

四、MPU的HAL库配置函数
HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
3 v) G0 [8 R. K& T; O5 \, SHAL_MPU_Enable：使能
一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
HAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU
8 T6 B+ F9 T" C& f) E5 s

1. static void MPU_Config( void )
   # f- y9 |& b+ ~1 Q6 Q1 l5 B; E! X
2. {
   ; Z, o, G3 t: p4 e% \$ {, Z2 R0 w
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   
4. 
   
5.     /* 禁止 MPU */
   
6.     HAL_MPU_Disable();
   ' G  |9 w/ P! }9 B5 k5 F3 q
7.     /* 配置 AXI SRAM 的 MPU 属性为 Write back, Read allocate Write allocate */
   - e% d$ R9 ?0 b6 [. ~# A
8. 
   # h- a% V; a, K6 c: [
9.     //使能MPU
   
10.     MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;   
    $ b: B3 Y0 d, c
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
    0 g$ f& O' L0 _$ [# w
14.     MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    9 @4 b+ I- H1 y5 l5 l# v
15.     //配置区域访问权限类型
    
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    . w1 L. ?% Y4 o" n# m# Z
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    ' o  t) Y) `9 P% D) n3 X
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    
19.     //是否开启Cache
    
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    . R& |& D+ ^7 d
21.     //是否开启共享
    , Q. Q' R0 a' g" m; W
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;
    1 W2 F5 p8 R4 B2 Z* i2 B
26.     //是否开启子区域
    
27.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    % J2 v2 ]6 K. s5 G: Z+ |# f$ C
28.     //指定指令访问状态
    
29.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
30.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    % @% X0 M. h" R! S6 ^  T
31. 
    
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    
33. }
    6 f% T$ W  I# g1 `, J  N5 E( n, S  `
34. 
    1 T; A$ L, C; q. \) r

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; K5 h8 w2 h, a4 N: m8 U' F