一、介绍
MAL（MPU Abstract Layer），即mpu抽象层。是RT-Thread自主研发的，支持安全的内存访问。
用户代码可以任意的访问任务、外地的内存（内存任务的访问权限、野区等），需要引起异常、被占用、硬件等问题。提高这种稳定性、成熟性的系统稳定性、安全性。MAL 组件需求下产生。
1.1 功能
温泉自然保护，自然溢出
区域内存，被调用的其他任务的实际任务
MoM 支持为快速设置不同区域的内存访问，mpu 切换切换
1.2 内存权限
内存支持以下6种访问权限：
no access：等级都没有读写权限
特权访问：只有特权级具有读写权限
非特权级只读：特权级有读写权限，非特权级只读
完全访问权限：等级都拥有读写权限
特权级访问权限，非特权级没有读写权限
只读权限：任何等级只有读权限
1.3 工作原理
不同架构的芯片，MPU可设置不同的区域。
cortex-m3 保护芯片，用户共有8个区域，系统配置占用5个，可配置区域为1个，区域2个：
对于cortex-m4/m7芯片，共有16个区域，系统配置占用5个，用户可配置区域为8个，保护区域2个：
FLASH region、Internal SRAM、External SRAM、Pripherals：系统配置，BSP制作者需要根据当前BSP配置进行初始化。
Thread Stack region：当线程第一次调度时，组件层会设置区域的底部（只读）2个区域的保护区域（只读），当线程尝试修改自己的访问权限时，会立即触发。
PROTEC区域区域：设置区域区域，该区域可以部署此区域，即AR区域可以通过托管区域的部署，不受区域限制。
USER CONFIGURABLE AREA region：用户自定义区域配置。设置当前线程的内存访问权限，该设置对其他线程类型。
1.4 框架图
1.5 数据流图
1.6 目录结构
MAL 组件目录结构如下所示：
马尔代夫
├───文档
│ └───figures // 文档使用图片
├───inc // 头文件目录
├───src // 源文件目录
├───port // 不同架构下的 MPU 对应 MAL 的移植文件
│ LICENSE // 组件许可证
│ README.md // 铝制品使用说明
│ Kconfig // 提供配置选项
└───SConscript // 工程建设脚本
2.MAL API
MAL API如下所示，点击此处查看API参数详解。
/*提供给应用层用户调用的API */
rt_err_t rt_mpu_attach ( rt_thread_t thread, void * addr, size_t size, rt_uint32_t attribute);
rt_err_t rt_mpu_attach_table ( rt_thread_t线程, struct mpu_regions *regions);
rt_err_t rt_mpu_delete（rt_thread_t线程，rt_uint8_t区域）；
rt_err_t rt_mpu_refresh ( rt_thread_t thread, void *addr, size_t size, rt_uint32_t attribute, rt_uint8_t region);
rt_err_t rt_mpu_enable_protect_area（rt_thread_t线程，void *addr，size_t大小，rt_uint32_t属性）；
rt_err_t rt_mpu_disable_protect_area（rt_thread_t线程，rt_uint8_t区域）；
rt_err_t rt_mpu_insert ( rt_thread_t thread, void *addr, size_t size, rt_uint32_t属性, rt_uint8_t region);
rt_err_t rt_mpu_get_info ( rt_thread_t线程, rt_uint32_t类型, void *arg);
void rt_mpu_exception_sethook ( rt_thread_t线程, rt_err_t (*hook)( void * addr, rt_uint32_t属性)); void rt_mpu_table_switch（rt_thread_t线程）；
/*支持移植调用的 API */
rt_err_t rt_mpu_ops_register ( struct rt_mpu_ops *ops);
/*用于 BSP 移植调用的 API */
rt_err_t rt_mpu_init ( struct rt_mal_region *tables);
rt_err_t rt_mpu_exception_handler ( rt_thread_t线程, void * addr, rt_uint32_t属性);
3.移植MAL
MAL 移植分为几个层次的移植：架构层移植，和 BSP 层移植。
架构层移植：架构移植位于MAL组件的端口文件夹下，以xxx_mal.c命名，如arm架构移植文件命名为arm_mal.c，适用于所有arm架构。
BSP层移植：BSP移植文件位于具体的bsp中，主要工作是初始化处理MPU，完成MPU异常。
4.使用MAL
4.1 开启 MAL 组件
在工程目录下，打开env工具，使 MPU 抽象层：
开启mpu抽象层：开启mal组件
开启线程堆栈保护：开启关闭保护，默认开启
开启mpu抽象层调试日志：开启mal组件调试日志
设置硬件使用的 mpu 区域数：设置硬件占用的区域数：
设置 mpu 区域编号：设置 mpu 总的区域设置
4.2 示例：设置线程保护区域
其他设置内存区域，只有当前线程具有访问权限，禁止访问。
#include < rtthread.h > #include < rtdevice.h >
#include < board.h > _
_ _
# ifdef RT_USING_MAL
#包括 < mal.h >
# endif
#define THREAD_PRIORITY 25 #define
THREAD_MEMORY_SIZE 1024 uint8_t thread_stack [ THREAD_MEMORY_SIZE ] __attribute__((aligned(THREAD_MEMORY_SIZE)));
uint8_t thread1_stack[THREAD_MEMORY_SIZE] __attribute__((aligned(THREAD_MEMORY_SIZE)));
uint8_tprotect_memory [THREAD_MEMORY_SIZE] __attribute__((aligned(THREAD_MEMORY_SIZE)));
结构rt_thread tid = { 0 };
结构rt_thread tid1 = { 0 };
静态 void thread1_entry ( void *param)
{
而( 1 )
{
保护内存[ 0 ] = 1；
rt_thread_mdelay ( 1000 );
}
}
静态 rt_err_t mpu1_thread_handle ( void *addr, rt_uint32_t属性)
{
rt_kprintf ( "错误内存地址：%p
" ,addr);
rt_thread_detach ( rt_thread_self ());
rt_schedule ();
返回RT_EOK；
}
int main (无效)
{
rt_thread_init (&tid, " mpu " , thread1_entry, RT_NULL, thread_stack, THREAD_MEMORY_SIZE, THREAD_PRIORITY, 20 );
{
rt_mpu_enable_protect_area (&tid,protect_memory, THREAD_MEMORY_SIZE, RT_MPU_REGION_PRIVILEGED_RW); /*设置保护区域*/
rt_thread_startup (&tid);
}
rt_thread_init (&tid1, " mpu1 " , thread1_entry, RT_NULL, thread1_stack, THREAD_MEMORY_SIZE, THREAD_PRIORITY, 20 );
{
rt_mpu_exception_sethook (&tid1, mpu1_thread_handle);
rt_thread_startup (&tid1);
}
而( 1 )
{
rt_thread_mdelay ( 500 );
}
}
当线程mpu1访问区域protect_memory时，会触发内存异常中断。继续正常运行。
4.3 示例：设置场景区域
只针对正面操作，避免对某块区域进行读写：
#include < rtthread.h > #include < rtdevice.h >
#include < board.h > _
_ _
# ifdef RT_USING_MAL
#包括 < mal.h >
# endif
#define THREAD_PRIORITY 25 #define
THREAD_MEMORY_SIZE 1024 uint8_t thread_stack [ THREAD_MEMORY_SIZE ] __attribute__((aligned(THREAD_MEMORY_SIZE)));
uint8_tprotect_memory [THREAD_MEMORY_SIZE] __attribute__((aligned(THREAD_MEMORY_SIZE)));
结构rt_thread tid = { 0 };
静态 void thread1_entry ( void *param)
{
而( 1 )
{
保护内存[ 0 ] = 1；
rt_thread_mdelay ( 1000 );
}
}
静态 rt_err_t mpu_thread_handle ( void *addr, rt_uint32_t属性)
{
rt_kprintf ( "错误内存地址：%p
" ,addr);
rt_thread_detach ( rt_thread_self ());
rt_schedule ();
返回RT_EOK；
}
int main (无效)
{
rt_thread_init (&tid, " mpu " , thread1_entry, RT_NULL, thread_stack, THREAD_MEMORY_SIZE, THREAD_PRIORITY, 20 );
{
rt_mpu_attach (&tid,protect_memory, THREAD_MEMORY_SIZE, RT_MPU_REGION_NO_ACCESS);
rt_mpu_exception_sethook (&tid, mpu_thread_handle);
rt_thread_startup (&tid);
}
而( 1 )
{
rt_thread_mdelay ( 500 );
}
}
当线程mpu访问内存区域protect_memory时，会触发 mpu 异常。在线程 mpu 异常钩子函数中，杀掉 mpu 线程，使系统继续正常运行：
原作者：liukangcc
