STM32H7-MPU
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
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
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
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
​ 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。

​ 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。

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
XN=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
AP位：设置指定区域的访问权限类型

TEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略

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
S位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题

read/write-through/back/allocate的区别：

一、CPU读Cache

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
二、CPU写Cache

若hit命中，有两种处理方式：

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
Write-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。
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：
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。

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


四、MPU的HAL库配置函数
HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
HAL_MPU_Enable：使能
一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
HAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU

1. static void MPU_Config( void )
   
2. {
   
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   
4. 
   
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. 
   
9.     //使能MPU
   
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;
    
15.     //配置区域访问权限类型
    
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    
19.     //是否开启Cache
    
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    
21.     //是否开启共享
    
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;
    
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);
    
31. 
    
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    
33. }
    
34. 
    

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