STM32H7-MPU
一、MPU的作用
6 t7 g6 |0 A5 i- f防止不受信用的应用程序访问受保护的内存区域
1 d! ~. o; I* l防止用户应用程序破坏操作系统使用的数据
6 {2 k, N, S; B) A2 R' r7 i7 q" j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。
! [  I( ?0 h, S6 e/ }. i0 d$ G4 ]检测意外的内存访问
& F! b- j7 @4 f" \. e简单来说，就是内存保护、外设保护和代码访问保护。

' V! K1 ]0 S! P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。

) o% G7 T2 v3 }$ K) I: r2 j7 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。
& d  x8 x/ E! h$ f
6 P8 Y  f: d, \( Q

三、MPU常用的寄存器（RASR寄存器和控制寄存器）
6 B0 `, V! @5 o

% \- i  Z$ X9 v  E- m
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
; [4 D  o* v0 c$ j/ x- WXN=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
& V/ Z$ O: K" ]9 q4 w8 ^( t: L( f

5 e$ Z5 j9 n2 l2 R$ KTEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略
7 ^1 g, I  {( {* A- l
) n# S6 @- f7 ?( M5 v0 {C位：用于使能或者禁止Cache
0 y% C4 H/ P/ ?; zB位：用于配合C位实现Cache下是否使用缓冲
7 y+ p1 L; t% U; l7 zS位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题

" u1 E8 N3 b0 ^, o) u( ~! P

  @! v! C/ @7 J* [
read/write-through/back/allocate的区别：

0 S+ b5 Y0 O/ z4 L一、CPU读Cache

, C5 }8 n/ @  i5 e+ WRead through：直接从内存区读取数据
. r  ?5 {: A3 ]: n& `Read allocate：先把数据读取到Cache中，再从Cache中读取数据
( F4 i! u) ^! e8 ~6 |二、CPU写Cache
, f9 u& G6 r) ?; P
7 ~1 r: r: f4 a" z0 L( a若hit命中，有两种处理方式：
$ u& h& n' N4 g1 v0 p" O% a- u
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。
. n# Q8 X  X) p+ Z. _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：

0 y2 c% L# q) _7 q! J  DWrite 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。
6 c1 v. K2 ]/ ^9 O; O* d0 z  Q# D3 wNo-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
8 x7 D1 v# h" v, [0 l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。

; [0 b  u: e( C: C3 nSRD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
: M; x& Q5 W; \SIZE位：配置保护的内存的大小
+ l7 P3 J2 j2 ]' R4 t1 A
/ B! C* \- g' c3 v3 w
四、MPU的HAL库配置函数
HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
HAL_MPU_Enable：使能
6 v/ e( h" Z% d一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
HAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU
$ p9 @0 G1 d/ \8 h

1. static void MPU_Config( void )
   
2. {
   " m2 t- X( J* e) d+ n/ n% \
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   
4. 
   
5.     /* 禁止 MPU */
   
6.     HAL_MPU_Disable();
   9 v" I# S3 f% f' ]% `1 y: S1 E. S
7.     /* 配置 AXI SRAM 的 MPU 属性为 Write back, Read allocate Write allocate */
   
8. 
   & D8 v, C0 V. N. t5 n6 Q
9.     //使能MPU
   
10.     MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;   
    5 q, Y. |* f- c: b+ Q8 O
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
    5 Z1 E! @3 v3 U4 t6 S
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;
    / x- \# z+ F4 r4 {  ]5 |5 s4 C1 r
23.     MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
    
24.     //配置缓存的策略
    5 X# {7 S& [+ ^+ {9 C# ?
25.     MPU_InitStruct.TypeExtField = M PU_TEX_LEVEL1;
    
26.     //是否开启子区域
    ( D/ k! @6 a8 j0 {4 L% x
27.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    $ x: q1 X( h1 @& O) R: n
28.     //指定指令访问状态
    7 ]; T# ?1 L$ U( y, S; r& l
29.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
30.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
31. 
    & t) ~$ X& M) l8 ]
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    4 B% x# c- M$ P$ P  U
33. }
    2 S$ }6 E0 g) U1 D
34. 
    

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