STM32H7-MPU
一、MPU的作用
' I" ]( K! I! Y; u防止不受信用的应用程序访问受保护的内存区域
" W% h* S$ P& A- C防止用户应用程序破坏操作系统使用的数据
2 b, F- H" t/ E1 D& C- E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。
# [. A& b$ A! K, D! H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。

2 J- l% k0 Q3 K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。
/ B: P+ p9 l; J: n8 T
& [/ P+ m- R1 _​ 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。
" S6 X# P; Y6 f  @( b* M7 |" t( s) @. c
( v! B* D6 F: b, ~+ P7 y. U" o

* E' J/ E5 P! D) x三、MPU常用的寄存器（RASR寄存器和控制寄存器）
0 D  q8 y! p/ O( Y6 t+ M
' \  V& {. g9 s2 N  q$ O

& r6 Z% f. g9 E6 J+ ]
# F8 K2 h7 y# ^( HXN位：表示是否使能指令的提取
* I: Y/ ]: S# }XN=0：使能指令提取，即这块内存可以执行程序代码
8 `  g  |7 K: L6 f/ u0 R0 ZXN=1：禁止指令提取，机这块内存禁止执行程序代码
) I7 ^3 V7 w/ ?8 w3 f. _; EAP位：设置指定区域的访问权限类型

1 R2 H0 s- L. h5 z; f0 @

5 D( M2 g# E7 u/ D' U+ M, b0 B
4 K) c# r: e9 y/ S2 S1 H  |TEX、C、B、S位：用于配置Cache的策略

3 l, [9 G$ u  P4 w8 w, X, {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
9 y& P* p9 d' j" O; t* }: `, g
. ?* H8 {( _8 m6 H% L1 H2 o

, x' @" t$ o5 t

: z7 L" U5 C5 P, C0 a) ?0 O
5 l; h- s% A1 C2 x" X" tread/write-through/back/allocate的区别：

/ M" F& s+ R+ J. z& J* g, @, ?. U* ^一、CPU读Cache
' n8 G7 {. k5 _6 y: c9 m: d3 O
  p* i2 P0 O8 v3 N# QRead through：直接从内存区读取数据
; A0 W, q9 x) t' _Read allocate：先把数据读取到Cache中，再从Cache中读取数据
7 p0 N" D: v( U$ l' x% n7 R二、CPU写Cache
& a3 ~0 N; k# ^7 k) l& f
4 P5 U( Y/ d$ S若hit命中，有两种处理方式：

3 t/ C# W- r2 ?/ ^  Q9 u" PWrite-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
( |' j0 u3 U! U( S/ dWrite-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
- v; f9 R+ F6 `* o0 u6 O# a) t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。
  W) p6 y; F7 M; c1 p什么叫hit/miss：
( G/ G. j1 `5 _6 v一、读操作
; J: D8 P' ]" z& V! ^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。

( B6 G0 _/ Y5 S  N二、写操作
& }* V$ c6 A# g6 U6 Y# B! u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 )
   & e0 V! E, q! ^" q
2. {
   
3.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
   
4. 
   & J! k- V- A% }8 \( {+ x
5.     /* 禁止 MPU */
   ) j4 Z7 ^/ ^1 U$ U
6.     HAL_MPU_Disable();
   1 U% z2 S7 Q0 _9 w& x7 l
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;   
    - ]3 c& k' X( V( W' h5 U
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
    % q3 B6 o$ r# s8 `
14.     MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    
15.     //配置区域访问权限类型
    5 j/ f% T% k$ u
16.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    2 ]7 b; b9 x* o. p
17.     //在开启Cache下是否使用缓冲
    0 u  ]- F. U- J+ Y$ @
18.     MPU_InitSt ruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    
19.     //是否开启Cache
    ( M" P! C1 O. F; k& G
20.     MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    7 X9 r2 J6 x2 u+ B- Y
21.     //是否开启共享
      g2 y% v( P* t. X0 C( E
22.     MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    2 X: m/ ]6 w3 p! j
23.     MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
    9 I) P& `2 B  u, `! |( b) ?
24.     //配置缓存的策略
    
25.     MPU_InitStruct.TypeExtField = M PU_TEX_LEVEL1;
    . c$ t+ q1 \- _1 V$ S- A+ x: E8 v# A* P
26.     //是否开启子区域
    
27.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    " j- v; ?. y' Z
28.     //指定指令访问状态
    
29.     MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
30.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    2 R7 x% L! y" J3 P& T" b' i
31. 
    
32.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    
33. }
    
34. 
    

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