stm32专题二十九：Flash 读写保护 |
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stm32专题二十九：Flash 读写保护
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设置Flash的读写保护，其实就是操作内部Flash的选项字节。
选项字节在内部Flash的主存储页之后，由于是Flash，不能像内存RAM一样随意写入。由于Flash的写入特性，只能将 1 写成 0，而如果要确保写入数据的绝对正确，则需要先擦除再写入。如果直接对Flash写入，则只能确保写入 0 值是正确的。
选项字节，可以认为是掉电不会丢失的寄存器（Flash空间）。就是用Flash介质来存储配置，要修改选项字节，跟修改Flash一样。
RDP 读保护字节描述（可以通过j-link或st-link读Flash 加密等）：
RDP配置方式：
2个数据字节 Data0 Data1
3 设置写保护
RDP 读保护 修改选项字节的 RDP 位的值可设置内部 FLASH 为以下保护级别：
读保护的解除，必须要上电复位才可以。
WRP 写保护 使用选项字节的 WRP0/1/2/3 可以设置主 FLASH 的写保护，防止它存储的程序内容被修改。 1 设置写保护 写保护的配置一般以 4K 字节为单位，除 WRP3 的最后一位比较特殊外，每个WRP 选项字节的一位用于控制 4K 字节的写访问权限， 把对应 WRP 的位置 0 即可把它匹配的空间加入写保护。被设置成写保护后，主 FLASH 中的内容使用任何方式都不能被擦除和写入，写保护不会影响读访问权限，读访问权限完全由前面介绍的读保护设置限制。 2 解除写保护 解除写保护是逆过程，把对应 WRP 的位置 1 即可把它匹配的空间解除写保护。解除写保护后，主 FLASH 中的内容不会像解读保护那样丢失，它会被原样保留。
修改选项字节的过程
Flash_CR寄存器，操作选项字节的位描述：
操作选项字节的固件库函数： 结构体和宏定义： /** * @brief Option Bytes Registers */ typedef struct { __IO uint16_t RDP; __IO uint16_t USER; __IO uint16_t Data0; __IO uint16_t Data1; __IO uint16_t WRP0; __IO uint16_t WRP1; __IO uint16_t WRP2; __IO uint16_t WRP3; } OB_TypeDef; #define OB ((OB_TypeDef *) OB_BASE) #define OB_BASE ((uint32_t)0x1FFFF800) /*!< Flash Option Bytes base address */注意，这里的RDP定义成16位，但实际上的RDP只有8位。这里是把RDP和nRDP连续两个寄存器合起来。当向选项字节RDP写入时，stm32会把nRDP会自动取反并写入。
设置Flash写保护使能函数： /* 宏定义，对应WRP寄存器的相应位 */ #define FLASH_WRProt_Pages0to1 ((uint32_t)0x00000001) #define FLASH_WRProt_Pages2to3 ((uint32_t)0x00000002) #define FLASH_WRProt_Pages4to5 ((uint32_t)0x00000004) #define FLASH_WRProt_Pages6to7 ((uint32_t)0x00000008) #define FLASH_WRProt_Pages8to9 ((uint32_t)0x00000010) /* FLASH Mask 掩码，用于取出页码的对应位 */ #define RDPRT_Mask ((uint32_t)0x00000002) #define WRP0_Mask ((uint32_t)0x000000FF) #define WRP1_Mask ((uint32_t)0x0000FF00) #define WRP2_Mask ((uint32_t)0x00FF0000) #define WRP3_Mask ((uint32_t)0xFF000000) /* 因为是 0 写保护，所以要对Flash页码来取反 */ FLASH_Pages = (uint32_t)(~FLASH_Pages); /* 取出对应的WPR寄存器要写入的值，如果该页不写保护，则应该是0XFF */ WRP0_Data = (uint16_t)(FLASH_Pages & WRP0_Mask); WRP1_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP1_Mask) >> 8); WRP2_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP2_Mask) >> 16); WRP3_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP3_Mask) >> 24); /* 没有先擦除选项字节，而是直接修改WRP寄存器的对应位，但是会存在一个问题， Flash只能把1改写成0，因此写保护是能生效的。但是，如果想要解除某页的写保护， 无法使用这个函数，只能擦除选项字节 */ FLASH_EnableWriteProtection /* 写保护所有页，直接0XFFFF FFFF，则取反后所有的位全为0，那么所有的WRP寄存器全部写入0 */ /* 解除写保护所有页，要先全部擦除选项字节，再0X0000 0000，取反后全为FFFF FFFF，那么所有 WPR寄存器全为1，都不设置写保护 */
注意，这里有对CR寄存器进行操作，因此要先对Flash进行解锁。 设置读保护FLASH_ReadOutProtection函数： 1
注意：在设置Flash读写保护时，一定要预留一个接口（串口 按键等都可以），来解除Flash的读写保护，不然很有可能导致芯片报废了。另外，由于Flash的特性，在操作Flash之前，最好先进行擦除操作，不然可能会设置出错。 示例：利用按键功能，来设置 / 解除 读写保护 写保护例程： ** * @brief 反转写保护的配置，用于演示 若芯片处于写保护状态，则解除， 若不是写保护状态，则设置成写保护 * @param 无 * @retval 无 */ void WriteProtect_Toggle(void) { /* 获取写保护寄存器的值进行判断，寄存器位为0表示有保护，为1表示无保护 */ /* 若不等于0xFFFFFFFF，则说明有部分页被写保护了 */ if(FLASH_GetWriteProtectionOptionByte() != 0xFFFFFFFF ) { FLASH_DEBUG("芯片处于写保护状态，即将执行解保护过程..."); //解除对FLASH_CR寄存器的访问限制 FLASH_Unlock(); /* 擦除所有选项字节的内容，操作之前先进行擦除 */ FLASH_EraseOptionBytes(); /* 对所有页解除，这一句不加，应该也可以解锁写保护，因为选项字节被擦除至全为1 */ FLASH_EnableWriteProtection(0x00000000); FLASH_DEBUG("配置完成，芯片将自动复位加载新配置，复位后芯片会解除写保护状态\r\n"); /* 复位芯片，以使选项字节生效 */ NVIC_SystemReset(); } else //无写保护 { FLASH_DEBUG("芯片处于无写保护状态，即将执行写保护过程..."); //解除对FLASH_CR寄存器的访问限制 FLASH_Unlock(); /* 先擦除所有选项字节的内容，防止因为原有的写保护导致无法写入新的保护配置 */ FLASH_EraseOptionBytes(); /* 对所有页进行写保护 */ FLASH_EnableWriteProtection(FLASH_WRProt_AllPages); FLASH_DEBUG("配置完成，芯片将自动复位加载新配置，复位后芯片会处于写保护状态\r\n"); /* 复位芯片，以使选项字节生效 */ NVIC_SystemReset(); } }读保护例程： /** * @brief 反转读保护的配置，用于演示 若芯片处于读保护状态，则解除， 若不是读保护状态，则设置成读保护 * @param 无 * @retval 无 */ void ReadProtect_Toggle(void) { if(FLASH_GetReadOutProtectionStatus () == SET ) { FLASH_DEBUG("芯片处于读保护状态\r\n"); //解除对FLASH_CR寄存器的访问限制 FLASH_Unlock(); FLASH_DEBUG("即将解除读保护，解除读保护会把FLASH的所有内容清空"); FLASH_DEBUG("由于解除后程序被清空，所以后面不会有任何提示输出"); FLASH_DEBUG("等待20秒后即可给芯片下载新的程序...\r\n"); FLASH_ReadOutProtection (DISABLE); //即使在此处加入printf串口调试也不会执行的，因为存储程序的整片FLASH都已被擦除。 FLASH_DEBUG("由于FLASH程序被清空，所以本代码不会被执行，串口不会有本语句输出（SRAM调试模式下例外）\r\n"); } else { FLASH_DEBUG("芯片处于无读保护状态，即将执行读保护过程...\r\n"); //解除对FLASH_CR寄存器的访问限制 FLASH_Unlock(); FLASH_ReadOutProtection (ENABLE); printf("芯片已被设置为读保护，上电复位后生效（必须重新给开发板上电，只按复位键无效）\r\n"); printf("处于保护状态下无法正常下载新程序，必须要先解除保护状态再下载\r\n"); } }这些函数，本质上都是操作寄存器。实施起来其实并不复杂，但是不敢轻易尝试（即使我确定解除程序正确），因为一旦失败，可能芯片就报废了，永远无法写入，很矛盾。所以，使用J-Flash或者ST-Link来设置保护比较稳妥。 附加： 读保护等级： 在使用 hal 库来设置FLASH读保护时，看到有一个读保护等级的配置如下： typedef struct { uint32_t OptionType; /*!< OptionType: Option byte to be configured. This parameter can be a value of @ref FLASHEx_OB_Type */ uint32_t WRPState; /*!< WRPState: Write protection activation or deactivation. This parameter can be a value of @ref FLASHEx_OB_WRP_State */ uint32_t WRPPage; /*!< WRPPage: specifies the page(s) to be write protected This parameter can be a value of @ref FLASHEx_OB_Write_Protection */ uint8_t RDPLevel; /*!< RDPLevel: Set the read protection level.. This parameter can be a value of @ref FLASHEx_OB_Read_Protection */ uint8_t USERConfig; /*!< USERConfig: Program the FLASH User Option Byte: IWDG / STOP / STDBY / BOOT1 / VDDA_ANALOG / SRAM_PARITY This parameter can be a combination of @ref FLASHEx_OB_IWatchdog, @ref FLASHEx_OB_nRST_STOP, @ref FLASHEx_OB_nRST_STDBY, @ref FLASHEx_OB_BOOT1, @ref FLASHEx_OB_VDDA_Analog_Monitoring and @ref FLASHEx_OB_RAM_Parity_Check_Enable */ uint32_t DATAAddress; /*!< DATAAddress: Address of the option byte DATA to be programmed This parameter can be a value of @ref FLASHEx_OB_Data_Address */ uint8_t DATAData; /*!< DATAData: Data to be stored in the option byte DATA This parameter must be a number between Min_Data = 0x00 and Max_Data = 0xFF */ } FLASH_OBProgramInitTypeDef;可以看到，这里有一个RDPLevel的结构体成员，然后会调用下面这个函数来写入RDP寄存器： /** * @brief Set the read protection level. * @param ReadProtectLevel specifies the read protection level. * This parameter can be one of the following values: * @arg @ref OB_RDP_LEVEL_0 No protection * @arg @ref OB_RDP_LEVEL_1 Read protection of the memory * @arg @ref OB_RDP_LEVEL_2 Full chip protection * @note Warning: When enabling OB_RDP level 2 it's no more possible to go back to level 1 or 0 * @retval HAL status */ static HAL_StatusTypeDef FLASH_OB_RDP_LevelConfig(uint8_t ReadProtectLevel) { HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK; /* Check the parameters */ assert_param(IS_OB_RDP_LEVEL(ReadProtectLevel)); /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE); if(status == HAL_OK) { /* Clean the error context */ pFlash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE; /* If the previous operation is completed, proceed to erase the option bytes */ SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_OPTER); SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT); /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE); /* If the erase operation is completed, disable the OPTER Bit */ CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_OPTER); if(status == HAL_OK) { /* Enable the Option Bytes Programming operation */ SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_OPTPG); WRITE_REG(OB->RDP, ReadProtectLevel); /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE); /* if the program operation is completed, disable the OPTPG Bit */ CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_OPTPG); } } return status; }我翻阅了F0和F1系列的HAL库和flash编程手册，发现F1系列没有读保护等级的概念，而F0系列有点不同： 下面是HAL库的描述： F0系列 /** @defgroup FLASHEx_OB_Read_Protection Option Byte Read Protection * @{ */ #define OB_RDP_LEVEL_0 ((uint8_t)0xAAU) #define OB_RDP_LEVEL_1 ((uint8_t)0xBBU) #define OB_RDP_LEVEL_2 ((uint8_t)0xCCU) /*!< Warning: When enabling read protection level 2 it's no more possible to go back to level 1 or 0 */ F1系列 /** @defgroup FLASHEx_OB_Read_Protection Option Byte Read Protection * @{ */ #define OB_RDP_LEVEL_0 ((uint8_t)0xA5) #define OB_RDP_LEVEL_1 ((uint8_t)0x00)然后是参考手册的描述，F1的不再赘述，F0的如下所示：
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