物理内存保护（PMP)
概述
物理内存保护（Physical Memory Protection，PMP）是 RISC-V 提供的一个组件，用于保护内存区域，防止非法访问。和 MPU 不同的是，PMP 只能控制 R/W/X 权限，而不能控制缓存属性。
支持 16 个 PMP 条目，且只能在 M-Mode 下配置
KR4 限制 PMP 区域大小至少为 1KB 对齐
多个 PMP 区间重叠时，编号较小的 PMP 条目优先生效
PMP 未配置的区域默认为 M-Mode 可访问，S-Mode 和 U-Mode 不可访问
PMP 已配置的区域：
S-Mode 和 U-Mode 下访问受控
PMP 配置寄存器没有锁定时，不检查 M-Mode 下的访问（KR4 默认都运行在 M-Mode）
PMP 配置寄存器锁定后，M-Mode 下访问受控，只有重置后才能解锁
缓存管理
KR4 的缓存属性由 MCCA（Cache Attribute Register）控制，配置的区域大小必须是 512MB 的整数倍，启动后由 setupMMUTable() 函数配置成下表设定，不建议更改。
地址范围 |
缓存 |
|---|---|
0x00000000 ~ 0x1FFFFFFFF |
Write-through, read-allocate |
0x20000000 ~ 0x3FFFFFFFF |
Write-Back, write-allocate, read-allocate |
0x40000000 ~ 0x5FFFFFFFF |
non-cacheable, non-mergeable |
0x60000000 ~ 0x7FFFFFFFF |
Write-Back, write-allocate, read-allocate |
0x80000000 ~ 0x9FFFFFFFF |
non-cacheable, non-mergeable |
0xA0000000 ~ 0xBFFFFFFFF |
non-cacheable, non-mergeable |
0xC0000000 ~ 0xDFFFFFFFF |
non-cacheable, non-mergeable |
0xE0000000 ~ 0xFFFFFFFFF |
non-cacheable, non-mergeable |
使用说明
pmpxcfg 和 pmpaddrx一一对应。设置时需要注意 pmpcfgn寄存器包含 4 个 PMP 条目的配置，每个配置的格式如下：
比特位 |
符号 |
描述 |
|---|---|---|
[7] |
L |
锁定与权限（Locking & Privilege）模式 |
[6:5] |
预留 |
|
[4:3] |
A |
地址匹配（Address Matching）模式 |
[2] |
X |
执行使能（Execute Enable） |
[1] |
W |
写使能（Write Enable） |
[0] |
R |
读使能（Read Enable） |
地址匹配（Address Matching）模式说明：
取值为 0 时表示 OFF；
取值为 1 时表示 TOR（Top of Region），只定义结束地址，即 pmpaddrx = EndAddr >> 2;
如果 x == 0：PMP 区域是 [0, EndAddr)
如果 x != 0：PMP 区域是 [StartAddr, EndAddr)，其中 pmpaddrx-1 = StartAddr >> 2，且 pmpx-1cfg.A 可以是任意值
取值为 2 时表示 NA4 (Next Address 4)，这意味着 PMP 区域大小是 4 字节对齐，KR4 不支持该模式；
取值为 3 时表示 NAPOT (Naturally Aligned Power of Two)，PMP 区域是 [StartAddr, StartAddr + region_size)，在这种情况下:
region_size = 8 * (2 ^ n)，KR4 要求 n >= 7，即至少 1KB 对齐
pmpxcfg.A = 3
pmpaddrx = (StartAddr >> 2) | (2 ^ n - 1)
以 TOR 模式为例，想要禁止 [0, StartAddr) 区域的写权限时，配置 PMP 的代码如下：
u32 temp = __csr_read(pmpcfg0);
temp &= ~0xFF; /* 清除 pmp0cfg 寄存器的所有配置 */
temp |= 0x8d; /* L = 1，否则 M-Mode 下不检查，同时 W=0 禁止写入 */
__csr_write(pmpcfg0, temp);
__csr_write(pmpaddr0, StartAddr >> 2);