【uCOS-III教程】第6章 内存保护单元MPU

席萌0209

第6章  内存保护单元MPU

本期教程带领大家学习内存保护单元MPU的使用，在前面的几期教程中曾多次的提到MPU的使用，MPU在RTOS的安全关键设计中也十分的重要，μCOS-III和μCOS-II就有配套的μC/OS-MPU,不过没有对外开源，对于想学习其源代码的人来说有点可惜，而FreeRTOS也支持MPU的配置，有兴趣的可以去学习了解。本期教程主要学习M4内核支持的MPU单元。

     6.1 MPU的介绍
     6.2 实验例程说明
     6.3 实验总结
6.1  MPU的介绍
        关于MPU的基础知识在Cortex-M3权威指南中文版的第14章有非常详细的介绍，或者看Cortex-M4权威指南英文版第11章。如果打算学习MPU，这两章一定要认真的看完。这个是下面几个MPU实验的基础，也是以后学习RTOS中关于MPU的基础。
6.2  实验例程说明
        一共为本期教程制作了3个例子，下面就跟大家详细讲解这3个例子。前两个工程都不需要添加额外的文件，将代码都放在了main.c文件中实现，第三个工程专门做了一个驱动文件，方便后面教程配套实验中调用。

6.2.1      实验一：MPU简易使用例子一

实验目的：
        1.学习MPU的配置
实验内容：
        1.初始化串口，LED和MPU
        2.主程序实现LED的闪烁
实验现象：
        请用USB转串口线连接PC机和开发板。PC机上运行SecureCRT软件，波特率设置为115200bps，无硬件流控。从PC机的软件界面观察程序执行结果（如果访问MPU范围之外的空间将出现下面现象）：

        进入了硬件异常。
程序设计：
本程序主要分为两个部分：
  Ø  MPU的配置
  Ø  主程序
1.    MPU的配置
        MPU的配置相对比较容易，前提是一定要看权威指南上面对这个的介绍。
/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: mpu_setup
*       功能说明: mpu配置
*       形    参：无
*       返 回 值: 无
*******************************************************************************************
*/
static int mpu_setup(void)
{
         uint32_t i;
         
         uint32_t const mpu_cfg_rbar[4] =
         {
                   0x08000000,  // Flash
                   0x20000000,  // SRAM
                   GPIOF_BASE,  // GPIO F base address
                   RCC_BASE     // Reset Clock CTRL base address
         };
         
         uint32_t const mpu_cfg_rasr[4] =
         {
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB       | MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // Flash
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB     | MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // SRAM
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB       | MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // GPIO D
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB       | MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk)  // RCC
         };
         
         /* 通过读取此寄存器的DREGION位值，够判断芯片中是否配了MPU */
         if (MPU->TYPE==0)
    {
                   return 1;
         }   
         __DMB();                 // Make sure outstandingtransfers are done
         
         /* 禁止MPU */
         MPU->CTRL = 0;  

    /* 配置MPU的4个region */      
         for (i=0;i<4;i++)
         {           
                   MPU->RNR  = i;                 // 选择配置那个region
                   MPU->RBAR =mpu_cfg_rbar;   // 配置地址
                   MPU->RASR =mpu_cfg_rasr;   // 配置属性和大小
         }
         
         /* 下面的配置，相当于禁止*/
         for (i=4;i<8;i++)
         {
                   MPU->RNR  = i;  
                   MPU->RBAR = 0;   
                   MPU->RASR = 0;  
         }      

    /* 使能MPU */  
         MPU->CTRL = MPU_CTRL_ENABLE_Msk;
         __DSB();  // Ensure MPU settings take effects
         __ISB();  // Sequence instruction fetches using updatesettings
}
2.    主程序
        主程序的功能也比较的简单，就是实现LED的闪烁。
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32B   (0x04 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#define MPU_DEFS_RASR_SIZE_64B   (0x05 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128B  (0x06 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256B  (0x07 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512B  (0x08 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB   (0x09 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2KB   (0x0A <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4KB   (0x0B <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8KB   (0x0C <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16KB  (0x0D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32KB  (0x0E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64KB  (0x0F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB (0x10 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256KB (0x11 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512KB (0x12 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB   (0x13 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2MB   (0x14 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4MB   (0x15 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8MB   (0x16 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16MB  (0x17 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32MB  (0x18 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64MB  (0x19 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128MB (0x1A << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256MB (0x1B << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512MB (0x1C << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1GB   (0x1D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2GB   (0x1E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4GB   (0x1F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_NO_ACCESS       (0x0<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW         (0x1<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW_USER_RO (0x2 << MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS     (0x3<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RO         (0x5<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_RO              (0x6<< MPU_RASR_AP_Pos)
#define MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT        (MPU_RASR_C_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB       (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_B_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WT (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WB (MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_SHARED_DEVICE          (MPU_RASR_B_Msk | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_STRONGLY_ORDERED_DEVICE (0x0)

#defineLOOP_COUNT 0x3FFFFF      

/* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
static voidPrintfLogo(void);
static int mpu_setup(void);
static voidDelay(uint32_t nCount);

/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: main
*       功能说明: c程序入口
*       形    参：无
*       返 回 值: 错误代码(无需处理)
*******************************************************************************************
*/
int main(void)
{      
         //(在Cortex-M3 r1p1中推荐使用, 在Cortex-M3 r2px 和 Cortex-M4中默认支持)
         SCB->CCR |=SCB_CCR_STKALIGN_Msk;        // 使能堆栈的双字对齐模式
    SCB->SHCSR |= SCB_SHCSR_MEMFAULTENA_Msk;// 使能 MemManage fault
         
         bsp_InitUart();
         PrintfLogo();
         bsp_InitLed();              /* 初始LED指示灯端口 */
         mpu_setup();
   
         /* 进入主程序循环体 */
         while (1)
         {
                   bsp_LedToggle(1);
                   bsp_LedToggle(3);
                   Delay(LOOP_COUNT);
         }
}

/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: Delay
*       功能说明: nCount 延迟
*       形    参：无
*       返 回 值: 无
*******************************************************************************************
*/
static void Delay(uint32_tnCount)
{
         while(nCount--)
         {
                   __DSB();
         }
}
6.2.2      实验二：MPU简易使用例子二
实验目的：
        1.学习MPU的配置
实验内容：
        1.初始化串口，LED和MPU
        2.主程序实现LED的闪烁
        3.这个例子和第一个例子基本相同，只是换了一种region的配置方法。
实验现象：
        请用USB转串口线连接PC机和开发板。PC机上运行SecureCRT软件，波特率设置为115200bps，无硬件流控。从PC机的软件界面观察程序执行结果（如果访问MPU范围之外的空间将出现下面现象）：

        进入了硬件异常。
程序设计：
本程序主要分为两个部分：
  Ø  MPU的配置
  Ø  主程序
1.    MPU的配置
        MPU的配置相对比较容易，前提是一定要看权威指南上面对这个的介绍。
/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: mpu_setup
*       功能说明: mpu配置
*       形    参：无
*       返 回 值: 无
*******************************************************************************************
*/
static intmpu_setup(void)
{
         uint32_t i;
         
         uint32_t const mpu_cfg_rbar[4] =
         {
                     // Flash - region 0
                   (0x08000000 |MPU_RBAR_VALID_Msk | (MPU_RBAR_REGION_Msk & 0)),
                   // SRAM  - region 1
                   (0x20000000 |MPU_RBAR_VALID_Msk | (MPU_RBAR_REGION_Msk & 1)),
                   // GPIO D base address -region 2
                   (GPIOF_BASE |MPU_RBAR_VALID_Msk | (MPU_RBAR_REGION_Msk & 2)),
                   // Reset Clock CTRL baseaddress - region 3
                   (RCC_BASE   | MPU_RBAR_VALID_Msk | (MPU_RBAR_REGION_Msk& 3))
         };
         
         uint32_t const mpu_cfg_rasr[4] =
         {
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB       | MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // Flash
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB     | MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // SRAM
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB       | MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk), // GPIO D
                   (MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB       | MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    |
                   MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS| MPU_RASR_ENABLE_Msk)  // RCC
         };
         
         /* 通过读取此寄存器的DREGION位值，够判断芯片中是否配了MPU */
         if (MPU->TYPE==0)
    {
                   return 1;
         }   
         __DMB();                 // Make sure outstandingtransfers are done
         
         /* 禁止MPU */
         MPU->CTRL = 0;  

    /* 配置MPU的4个region */      
         for (i=0;i<4;i++)
         {           
                   MPU->RNR  = i;                 // 选择配置那个region
                   MPU->RBAR =mpu_cfg_rbar;   // 配置地址
                   MPU->RASR =mpu_cfg_rasr;   // 配置属性和大小
         }
         
         /* 下面的配置，相当于禁止其余的4个region */
         for (i=4;i<8;i++)
         {
                   MPU->RNR  = i;  
                   MPU->RBAR = 0;   
                   MPU->RASR = 0;  
         }      

    /* 使能MPU */  
         MPU->CTRL = MPU_CTRL_ENABLE_Msk;
         __DSB();  // Ensure MPU settings take effects
         __ISB();  // Sequence instruction fetches using updatesettings
}
2.    主程序
        主程序的功能也比较的简单，就是实现LED的闪烁。
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32B   (0x04 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64B   (0x05 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128B  (0x06 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256B  (0x07 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512B  (0x08 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB   (0x09 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2KB   (0x0A <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4KB   (0x0B << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8KB   (0x0C <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16KB  (0x0D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32KB  (0x0E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64KB  (0x0F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB (0x10 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256KB (0x11 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512KB (0x12 << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB   (0x13 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2MB   (0x14 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4MB   (0x15 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8MB   (0x16 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16MB  (0x17 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32MB  (0x18 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64MB  (0x19 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128MB (0x1A << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256MB (0x1B << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512MB (0x1C << MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1GB   (0x1D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2GB   (0x1E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4GB   (0x1F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_NO_ACCESS       (0x0<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW         (0x1<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW_USER_RO (0x2 << MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS     (0x3<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RO         (0x5<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_RASE_AP_RO              (0x6<< MPU_RASR_AP_Pos)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT       (MPU_RASR_C_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB       (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_B_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WT (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WB (MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_SHARED_DEVICE          (MPU_RASR_B_Msk | MPU_RASR_S_Msk)
#defineMPU_DEFS_STRONGLY_ORDERED_DEVICE (0x0)

#defineLOOP_COUNT 0x3FFFFF      

/* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
static voidPrintfLogo(void);
static intmpu_setup(void);
static voidDelay(uint32_t nCount);

/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: main
*       功能说明: c程序入口
*       形    参：无
*       返 回 值: 错误代码(无需处理)
*******************************************************************************************
*/
int main(void)
{      
         //(在Cortex-M3 r1p1中推荐使用, 在Cortex-M3 r2px 和 Cortex-M4中默认支持)
         SCB->CCR |= SCB_CCR_STKALIGN_Msk;        // 使能堆栈的双字对齐模式
    SCB->SHCSR |= SCB_SHCSR_MEMFAULTENA_Msk;// 使能 MemManage fault
         
         bsp_InitUart();
         PrintfLogo();
         bsp_InitLed();              /* 初始LED指示灯端口 */
         mpu_setup();
   
         /* 进入主程序循环体 */
         while (1)
         {
                   bsp_LedToggle(1);
                   bsp_LedToggle(3);
                   Delay(LOOP_COUNT);
         }
}

/*
*******************************************************************************************
*       函 数 名: Delay
*       功能说明: nCount 延迟
*       形    参：无
*       返 回 值: 无
*******************************************************************************************
*/
static voidDelay(uint32_t nCount)
{
         while(nCount--)
         {
                   __DSB();
         }
}

席萌0209

6.2.3      实验三：MPU的API函数
实验目的：
        1.学习MPU的配置
实验内容：
        1.初始化串口，LED和MPU
        2.主程序实现LED的闪烁
        3.这个实验相对于前面两个只是重新封装了下，方便调用
实验现象：
        请用USB转串口线连接PC机和开发板。PC机上运行SecureCRT软件，波特率设置为115200bps，无硬件流控。从PC机的软件界面观察程序执行结果（如果访问MPU范围之外的空间将出现下面现象）：

        进入了硬件异常。

程序设计：

本程序主要分为两个部分：

  Ø  MPU的配置

  Ø  主程序

1.    MPU的配置

        这里将相关的函数进行了专门的配置，方便用户进行调用。

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32B   (0x04 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#define MPU_DEFS_RASR_SIZE_64B   (0x05 << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128B  (0x06 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256B  (0x07 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512B  (0x08 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB   (0x09 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2KB   (0x0A <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4KB   (0x0B <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8KB   (0x0C <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16KB  (0x0D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32KB  (0x0E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64KB  (0x0F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB (0x10 << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256KB (0x11 << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512KB (0x12 << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB   (0x13 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2MB   (0x14 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4MB   (0x15 << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_8MB   (0x16 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_16MB  (0x17 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_32MB  (0x18 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_64MB  (0x19 <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_128MB (0x1A << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_256MB (0x1B << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_512MB (0x1C << MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_1GB   (0x1D <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_2GB   (0x1E <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASR_SIZE_4GB   (0x1F <<MPU_RASR_SIZE_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_NO_ACCESS       (0x0<< MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW         (0x1<< MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RW_USER_RO (0x2 << MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS     (0x3<< MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_PRIV_RO         (0x5<< MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_RASE_AP_RO              (0x6<< MPU_RASR_AP_Pos)

#defineMPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT       (MPU_RASR_C_Msk)

#defineMPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB       (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_B_Msk)

#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WT (MPU_RASR_C_Msk | MPU_RASR_S_Msk)

#defineMPU_DEFS_NORMAL_SHARED_MEMORY_WB (MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WB | MPU_RASR_S_Msk)

#defineMPU_DEFS_SHARED_DEVICE          (MPU_RASR_B_Msk | MPU_RASR_S_Msk)

#defineMPU_DEFS_STRONGLY_ORDERED_DEVICE (0x0)

/*************************************************/

voidmpu_region_config(uint32_t region_num, uint32_t addr, uint32_t size, uint32_tattributes);

voidmpu_enable(uint32_t options);

voidmpu_disable(void);

voidmpu_region_disable(uint32_t region_num);

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名: bsp_InitMPU

*       功能说明: 内存保护单元初始化

*       形    参: 无

*       返 回 值: 0 表示失败，1 表示成功

*******************************************************************************************

*/

uint8_tbsp_InitMPU(void)

{

         if (MPU->TYPE==0)

         {

                   return 0;

         }

    /* 第一步要先禁止MPU再进行相应的设置 */   

         mpu_disable();

         

         /* 设置MPU的8个Region */

         /* 配置Region 0 - Flash*/

         mpu_region_config(0, 0x08000000,MPU_DEFS_RASR_SIZE_1MB,

         MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS |

         MPU_RASR_ENABLE_Msk),

         /* 配置Region 1 - SRAM*/

         mpu_region_config(1, 0x20000000,MPU_DEFS_RASR_SIZE_128KB,

         MPU_DEFS_NORMAL_MEMORY_WT |MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS |

         MPU_RASR_ENABLE_Msk),

         /* 配置Region 2 - GPIOD */

         mpu_region_config(2, GPIOF_BASE,MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB,

         MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    |MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS |

         MPU_RASR_ENABLE_Msk),

         /* 配置Region 3 - ResetClock CTRL */

         mpu_region_config(3, RCC_BASE,MPU_DEFS_RASR_SIZE_1KB,

         MPU_DEFS_SHARED_DEVICE    | MPU_DEFS_RASE_AP_FULL_ACCESS |

         MPU_RASR_ENABLE_Msk),  

         /* 禁止Region 4 */

         mpu_region_disable(4);

         /* 禁止Region 5 */

         mpu_region_disable(5);

         /* 禁止Region 6 */

         mpu_region_disable(6);

         /* 禁止Region 7 */

         mpu_region_disable(7);

         

         /* 使能允许MPU */

         mpu_enable(0);

         

         return 1;

}

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名: mpu_enable

*       功能说明: mpu使能，mpu控制寄存器有3位，功能分别如下：

*             位2  PRIVDEFENA 是否为特权级打开缺省存储器映射（即背景

*                             region）。

*                             1 = 特权级下打开背景region

*                             0 = 不打开背景region。任何访问违例以及对

*                                 region外地址区的访问都将引起fault。

*             位1  HFNMIENA  1=在NMI和硬fault服务例程中不强制除能MPU

*                             0=在NMI和硬fault服务例程中强制除能MPU

*             位0  ENABLE    使能或者禁止

*       形    参: options  MPU_CTRL_HFNMIENA_Msk或者MPU_CTRL_PRIVDEFENA_Msk

*       返 回 值: 无

*******************************************************************************************

*/

voidmpu_enable(uint32_t options)

{

         MPU->CTRL = MPU_CTRL_ENABLE_Msk |options;  

         __DSB();  // Ensure MPU settings take effects

         __ISB();  // Sequence instruction fetches using updatesettings

}

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名: mpu_disable

*       功能说明: 禁止mpu

*       形    参: 无

*       返 回 值: 无

*******************************************************************************************

*/

voidmpu_disable(void)

{

         __DMB();            // Make sure outstanding transfersare done

         MPU->CTRL = 0;      // Disable the MPU

}

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名:mpu_region_disable

*       功能说明: 禁止mpu谋一个region

*       形    参:region_num  范围0 - 7

*       返 回 值: 无

*******************************************************************************************

*/

voidmpu_region_disable(uint32_t region_num)

{

         MPU->RNR  = region_num;

         MPU->RBAR = 0;

         MPU->RASR = 0;

}      

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名:mpu_region_config

*       功能说明: mpu配置

*       形    参:region_num  范围0 - 7

*             addr  地址

*             size  大小

*             attributes 属性

*       返 回 值: 无

*******************************************************************************************

*/

void mpu_region_config(uint32_tregion_num, uint32_t addr, uint32_t size, uint32_t attributes)

{

         MPU->RNR  = region_num;

         MPU->RBAR = addr;

         MPU->RASR = size | attributes;

}

2.    主程序

/* 仅允许本文件内调用的函数声明 */

static voidPrintfLogo(void);

static voidDelay(uint32_t nCount);

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名: main

*       功能说明: c程序入口

*       形    参：无

*       返 回 值: 错误代码(无需处理)

*******************************************************************************************

*/

int main(void)

{      

         //(在Cortex-M3 r1p1中推荐使用, 在Cortex-M3 r2px 和 Cortex-M4中默认支持)

         SCB->CCR |=SCB_CCR_STKALIGN_Msk;        // 使能堆栈的双字对齐模式

    SCB->SHCSR |= SCB_SHCSR_MEMFAULTENA_Msk;// 使能 MemManage fault

         

         bsp_InitUart();

         PrintfLogo();

         bsp_Init();               /* 硬件初始化 */

         /* 进入主程序循环体 */

         while (1)

         {

                   bsp_LedToggle(1);

                   bsp_LedToggle(3);

                   Delay(LOOP_COUNT);

         }

}

/*

*******************************************************************************************

*       函 数 名: Delay

*       功能说明: nCount 延迟

*       形    参：无

*       返 回 值: 无

*/

static voidDelay(uint32_t nCount)

{

         while(nCount--)

         {

                   __DSB();

         }

}

6.3  实验总结

          本期教程相对来说也比较的重要，希望初学RTOS的同学认真的学习。

参考资料：

1.    Patterns fortime-triggered embedded systems英文版和中文版

2.    Cortex-M3权威指南中文版

3.    TheDefinitive Guide to Arm Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors（M4权威指南）

席萌0209

[s:152] [s:152] [s:152]

第九度

这里的大师都很厉害，但是为嘛老是我在坐沙发