STM32H7-MPU
5 Z5 t& A- o, ~1 r& G. V一、MPU的作用
7 b5 B- i( r8 x0 c0 t0 v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
; Q- i, I- \( M  N$ s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）

. `4 n# W: s; k# S; i% h* @5 `8 q

8 v, M5 P) K1 `. ?( l0 B
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
6 K  M( _7 K  r/ l  u4 PXN=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

! z& I0 E2 F2 [- \

2 a$ ^! T$ i5 z/ t* z% hTEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略
6 ~; k0 o9 @9 U
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
( i, M. F+ {5 Y+ l  y/ H: L: IS位：用于解决多总线或者多核访问的共享问题

- S$ e5 E5 Q: Y1 [0 O5 |

read/write-through/back/allocate的区别：

$ y/ I( F9 V. i5 Q* @一、CPU读Cache
6 @9 |% ^) `! t& r$ L8 E+ r8 \
% |( t9 w# \( t- RRead 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
& G1 L" I% i2 [# R/ `2 e3 v7 p" D二、CPU写Cache
3 t' |; M% `: L/ z8 w
若hit命中，有两种处理方式：
3 z% p* m2 h" S2 d7 R& q
4 a) V: {2 ?% N& G2 gWrite-through：在数据更新时，把数据同时写入Cache和存储区
! Q% |7 ~7 A5 z- O- S9 w; _6 F) P+ j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。
  x6 P; L$ @6 g; }+ b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。
$ R& L0 a' N( l. HNo-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。
/ H: B$ o& j: [; _什么叫hit/miss：
5 Z8 P) \& N% y4 @: `: o一、读操作
; w  w; Q" M, V4 h( X* {6 N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
6 D7 s3 c! n# l4 X1 j2 `  R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
- I9 y4 V$ e3 B! B6 Q& C6 r3 pSIZE位：配置保护的内存的大小
% {$ P, ~: Q; w' n
% M3 B8 P, m7 \
四、MPU的HAL库配置函数
7 q) G* @, {- p9 m' {HAL_MPU_Disable：配置前要禁止MPU
2 T  q  T' ?# P) A* ?& `* }, l- \+ _HAL_MPU_Enable：使能
0 r) K4 H2 o7 z一般使用参数MPU_PRIVILEGED_DEFAULT
HAL_MPU_ConfigRegion：配置MPU
- |2 H6 W) S: ?6 b6 y5 w9 ^  G

1. static void MPU_Config( void )
   0 m1 `$ U, s( V
2. {
   
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   6 _# E6 R: _% t1 L7 v
4. 
   
5.     /* 禁止 MPU */
   
6.     HAL_MPU_Disable();
   # h& x- k+ C0 m+ @
7.     /* 配置 AXI SRAM 的 MPU 属性为 Write back, Read allocate Write allocate */
   
8. 
   ( D. F4 {+ X" |. L$ t9 n
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
    ( w8 r( h+ x8 d
12.     MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
    
13.     //配置保护的内存大小
    # `6 I0 S" {" h6 b6 W
14.     MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    
15.     //配置区域访问权限类型
    # \  T7 u; {6 s) c9 Q
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    1 J2 K6 N& ^1 y/ g* k
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    , V2 p/ ?( p& ?
19.     //是否开启Cache
    0 A4 L. [) s+ H
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    / y4 ]: r% s8 T  {% R
21.     //是否开启共享
    
22.     MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
23.     MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
    6 r3 D( g( W4 M4 v0 G$ M7 l# [
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. 
    ! |. P# q  o5 R' P# U

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