47、Arm Cortex-M 处理器的内存保护单元（MPU）解析

Arm Cortex-M 处理器的内存保护单元（MPU）解析

1. MPU 概述

MPU（Memory Protection Unit）是 Arm® Cortex® - M 处理器中的一个可选特性，它主要有两个目的：
- 定义应用程序或进程的访问权限
- 进程隔离 ：在操作系统环境中，MPU 可用于进程隔离。处于非特权状态运行的应用程序任务只能访问分配给它们的内存空间。这样，即使某个应用程序任务崩溃或被黑客攻击，也无法破坏或访问操作系统或其他应用程序任务使用的内存，从而提高了系统的安全性和健壮性。
- 设置只读地址范围 ：MPU 可以将某些地址范围设置为只读。例如，将程序镜像加载到 RAM 后，为防止意外更改程序镜像，可以使用 MPU 将 RAM 中的程序位置设置为只读。
- 标记不可执行数据地址范围 ：MPU 可将某些数据地址范围（如堆栈、堆）标记为不可执行，这是防止黑客使用代码注入技术攻击系统的有效措施。将 SRAM 的一部分标记为不可执行，可以防止注入到堆栈和堆中的代码被执行。
- 定义地址范围的内存属性
- 缓存属性定义 ：对于带有缓存（内置在处理器中或集成在系统级别）的系统，MPU 可用于定义某些地址范围是否可缓存。如果可缓存，还能定义缓存方案的类型（如回写、直写）以及内存区域的可共享属性。
- 覆盖默认内存映射 ：虽然 MPU 可以覆盖默认内存映射的内存/设备类型定义，但通常不