MPU抽象层设计与使用方法
内存保护单元
内存保护单元是一个可编程的设备，用来指定一块特定内存区域的访问权限，比如读，写，和从该区域执行代码的权限。内存保护单元可以增加系统的健壮性，预防一些黑客的攻击。armv7-m和armv8-m都提供了内存保护单元，简称mpu（memory protection unit）。risc-v也提供了相似的功能，简称pmp（physical memory protection）。
项目进展
目前对armv7-m和armv8-m架构实现了初步的支持。框架通用的代码在components/mp目录下，硬件相关的代码存放在libcpu，并提供了两个简单的例程。
功能简介
rt-thread操作系统的任务和内核使用同一个地址空间，全部运行在特权级。所有代码默认对任何内存都有读，写，和执行的权限。使用mpu框架可以给特定的内存区域设置更低的权限，如只读权限。mpu框架可以被用来实现以下的功能：
把关键数据或代码设置成只读，防止它们被破坏
任务隔离，设定特定地址只能由特定的任务访问
检测栈溢出
把数据区域设置为不可执行，防止栈溢出攻击
使用方法
menuconfig配置
通过menuconfig进入rt-thread components->memory protection配置相关选项
rt_using_mem_protection：开启mpu抽象层
rt_using_hw_stack_guard：使用mpu检测栈溢出。具体实现原理是在任务栈顶和栈底各设置一个mpu区域，权限设置为不可访问。如果发生栈溢出，代码访问了mpu保护的地址，会触发异常
num_mem_regions：硬件支持的mpu区域数量
num_exclusive_regions：使用rt_mem_protection_add_exclusive_region函数配置的内存区域数量
num_configurable_regions：各任务可以通过rt_mem_protection_add_region函数配置的内存区域数量
内存区域配置
mpu抽象层提供了以下的api来配置任务对内存区域的权限：
rt_err_t rt_mem_protection_add_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：添加内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_delete_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：删除内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_update_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：更新内存区域配置
内存区域的特性由rt_mem_region_t结构体定义：
typedef struct {
void start; / 起始地址 /
rt_size_t size; / 区域大小 /
rt_mem_attr_t attr; / 区域特性 */
} rt_mem_region_t;
其中attr可通过以下宏来定义，使用这样定义的代码在任何处理器架构下都是通用的：
rt_mem_region_p_rw_u_rw：可读写
rt_mem_region_p_ro_u_ro: 只读
rt_mem_region_p_na_u_na：不可访问
rt_mem_region_p_rwx_u_rwx：可读写，执行
rt_mem_region_p_rx_u_rx：只读，可执行
通常程序需要定义一块内存区域只能由一个特定的任务访问。允许访问该内存区域的任务可以调用以下函数实现这个功能：
rt_err_t rt_mem_protection_add_exclusive_region(void *start, rt_size_t size)：添加内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_delete_exclusive_region(void *start, rt_size_t size)：删除内存区域
初始化
使用mpu抽象层之前需要在board.h文件定义固定的mpu区域数量：
#define num_static_regions 2
在board.c文件定义固定的mpu区域特性：
rt_mem_region_t static_regions[num_static_regions] = {
/* flash region, read only */
{
.start = (void )stm32_flash_start_adress,
.size = (rt_size_t)stm32_flash_size,
.attr = rt_mem_region_p_rx_u_rx,
},
/ sram regin, no execute */
{
.start = (void *)stm32_sram_start_address,
.size = (rt_size_t)stm32_sram_size,
.attr = rt_mem_region_p_rw_u_rw,
},
};
任何代码进行内存访问，都要遵守这些区域的配置。可以用固定的mpu区域，把代码段配置为只读，可执行，把数据段配置成可读写，不可执行。
另外必须确保配置的mpu区域数量满足以下的关系：
如果开启了rt_using_hw_stack_guard：num_static_regions + num_configurable_regions + num_exclusive_regions + 2 <= num_mem_regions
如果没有开启rt_using_hw_stack_guard：num_static_regions + num_configurable_regions + num_exclusive_regions <= num_mem_regions
异常检测
程序可以注册钩子函数，用来检测内存异常：
rt_err_t rt_hw_mp_exception_set_hook(rt_hw_mp_exception_hook_t hook)
hook函数会在发生内存异常时被调用。函数声明如下：
typedef void (*rt_hw_mp_exception_hook_t)(rt_mem_exception_info_t *)
rt_mem_exception_info_t结构体根据处理器机构定义，对于arm架构，提供以下用来诊断内存异常的信息：
typedef struct {
rt_thread_t thread; /* 触发异常的线程 */
void addr; / 发生异常的地址 /
rt_mem_region_t region; / 地址对应的内存区域 /
rt_uint8_t mmfsr; / memmanage status寄存器的值 */
} rt_mem_exception_info_t;
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MAX15090/MAX15090B热插拔方案在阻性负载低压应用中的应用
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项目进展
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功能简介
rt-thread操作系统的任务和内核使用同一个地址空间，全部运行在特权级。所有代码默认对任何内存都有读，写，和执行的权限。使用mpu框架可以给特定的内存区域设置更低的权限，如只读权限。mpu框架可以被用来实现以下的功能：
把关键数据或代码设置成只读，防止它们被破坏
任务隔离，设定特定地址只能由特定的任务访问
检测栈溢出
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使用方法
menuconfig配置
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rt_using_mem_protection：开启mpu抽象层
rt_using_hw_stack_guard：使用mpu检测栈溢出。具体实现原理是在任务栈顶和栈底各设置一个mpu区域，权限设置为不可访问。如果发生栈溢出，代码访问了mpu保护的地址，会触发异常
num_mem_regions：硬件支持的mpu区域数量
num_exclusive_regions：使用rt_mem_protection_add_exclusive_region函数配置的内存区域数量
num_configurable_regions：各任务可以通过rt_mem_protection_add_region函数配置的内存区域数量
内存区域配置
mpu抽象层提供了以下的api来配置任务对内存区域的权限：
rt_err_t rt_mem_protection_add_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：添加内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_delete_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：删除内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_update_region(rt_thread_t thread, rt_mem_region_t *region)：更新内存区域配置
内存区域的特性由rt_mem_region_t结构体定义：
typedef struct {
void start; / 起始地址 /
rt_size_t size; / 区域大小 /
rt_mem_attr_t attr; / 区域特性 */
} rt_mem_region_t;
其中attr可通过以下宏来定义，使用这样定义的代码在任何处理器架构下都是通用的：
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rt_mem_region_p_ro_u_ro: 只读
rt_mem_region_p_na_u_na：不可访问
rt_mem_region_p_rwx_u_rwx：可读写，执行
rt_mem_region_p_rx_u_rx：只读，可执行
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rt_err_t rt_mem_protection_add_exclusive_region(void *start, rt_size_t size)：添加内存区域
rt_err_t rt_mem_protection_delete_exclusive_region(void *start, rt_size_t size)：删除内存区域
初始化
使用mpu抽象层之前需要在board.h文件定义固定的mpu区域数量：
#define num_static_regions 2
在board.c文件定义固定的mpu区域特性：
rt_mem_region_t static_regions[num_static_regions] = {
/* flash region, read only */
{
.start = (void )stm32_flash_start_adress,
.size = (rt_size_t)stm32_flash_size,
.attr = rt_mem_region_p_rx_u_rx,
},
/ sram regin, no execute */
{
.start = (void *)stm32_sram_start_address,
.size = (rt_size_t)stm32_sram_size,
.attr = rt_mem_region_p_rw_u_rw,
},
};
任何代码进行内存访问，都要遵守这些区域的配置。可以用固定的mpu区域，把代码段配置为只读，可执行，把数据段配置成可读写，不可执行。
另外必须确保配置的mpu区域数量满足以下的关系：
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} rt_mem_exception_info_t;
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