RTOS基础 -- NXP M4小核的RPMsg-lite与端点机制回顾

最新推荐文章于 2025-04-10 13:42:36 发布

sz66cm

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文章标签：网络服务器 linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sz66cm/article/details/146984911

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一、RPMsg-lite与端点机制回顾

在RPMsg协议框架中：

Endpoint（端点） 是一个逻辑通信端口，由本地地址（local addr）、远程地址（remote addr）和回调函数组成。
每个消息都会发送到特定的端点地址，端点负责接收并处理对应地址的消息。
rpmsg-lite库提供了轻量级API用于RTOS或裸机端实现，降低资源占用。

RPMsg端点创建的一般步骤为：

创建端点（提供本地地址、回调函数）。
向名字服务注册端点名（可选）。
通知远端核自动完成绑定。

二、`rpmsg_lite_create_ept`的详细实现

函数原型与含义：

struct rpmsg_lite_endpoint *rpmsg_lite_create_ept(
    struct rpmsg_lite_instance *rpmsg_dev,   // rpmsg-lite 实例
    uint32_t addr,                           // 本地端点地址（可以填 RPMSG_ADDR_ANY 自动分配）
    rpmsg_ept_rx_cb_t rx_cb,                 // 消息接收回调函数
    void *rx_cb_data                         // 回调函数用户数据（上下文）
);

执行流程与机制：

1. 创建端点结构体（endpoint）：

在内部分配一个struct rpmsg_lite_endpoint，包含端点地址、本地回调函数、回调数据等：

struct rpmsg_lite_endpoint {
    struct rpmsg_lite_instance *rpmsg_dev;
    uint32_t addr;               // 本地地址
    rpmsg_ept_rx_cb_t cb;        // 回调函数
    void *cb_data;               // 回调数据
    struct rpmsg_lite_endpoint *next;
};

2. 地址分配机制：

如果用户指定地址为RPMSG_ADDR_ANY (0xFFFFFFFF)，RPMsg-lite会自动从地址池分配未占用的地址。
如果指定了明确地址，则直接使用该地址。

3. 回调函数的注册：

接收到的消息会通过RPMsg-lite库的中断/virtqueue机制接收后，解析目标地址，将消息分发给对应端点，调用注册的回调函数：

// 接收消息流程示意
rpmsg_rx_callback(endpoint, payload, payload_len, src_addr);

实例代码示例：

// 创建端点示例
struct rpmsg_lite_endpoint *my_ept = rpmsg_lite_create_ept(
    rpmsg_instance, 
    RPMSG_ADDR_ANY,       // 自动地址分配
    my_endpoint_rx_cb,    // 回调函数
    NULL                  // 回调上下文
);

三、`rpmsg_ns_announce`实现详解（名字服务机制）

RPMsg名字服务用于远端核自动发现端点并建立端到端通信通道。

函数原型与含义：

int32_t rpmsg_ns_announce(
    struct rpmsg_lite_instance *rpmsg_lite_dev, 
    struct rpmsg_lite_endpoint *new_ept, 
    const char *ept_name, 
    uint32_t flags
);

rpmsg_lite_dev：RPMsg实例句柄。
new_ept：需要注册的端点句柄。
ept_name：端点名称，远端用此名称发现服务。
flags：标志位，目前通常为0。

内部实现流程：

rpmsg_ns_announce本质是向一个特殊端点（地址为RPMSG_NS_ADDR=53）发送一个特殊消息，这个消息称为名字服务公告消息（announce）。

消息结构定义为（伪代码）：

struct rpmsg_ns_msg {
    char name[32];       // 端点名
    uint32_t addr;       // 端点地址
    uint32_t flags;      // 属性标记
};

发送方式：

将name、addr、flags组成payload，发送到特殊端点（地址53）。
远端的RPMsg名字服务（Linux端的rpmsg_core、rpmsg_ctrl）会监听地址53的消息，收到此消息后自动执行相应端点绑定和设备节点创建操作。

示例：

// 发送名字服务公告消息
rpmsg_ns_announce(rpmsg_instance, my_ept, "rpmsg-channel-1", 0);

四、协议交互过程详细示意图解

RTOS/裸机端（M4）与Linux端（A53）交互过程如下：

M4端                                 共享内存（VRing）                           Linux端
 |                                        |                                          |
rpmsg_lite_create_ept(...)                |                                          |
 +--创建端点，自动分配地址                |                                          |
 |                                        |                                          |
rpmsg_ns_announce(...)                    |                                          |
 +---向RPMSG_NS_ADDR发送端点公告--------->|                                          |
 |                                        |--------VRing传输名字服务消息----------->|
 |                                        |                                          |
 |                                        |                                Linux RPMsg Core
 |                                        |                                          |
 |                                        |<-----接收到名字服务公告（端点名+地址）--+
 |                                        |                                          |
 |                                        |----自动创建/dev/rpmsgX设备文件（rpmsg_char）
 |                                        |                                          |
 |                                        |                                          |
 |                                        |                                          |
 |<---远端核打开/dev/rpmsgX，并绑定到端点地址------| 
 |                                        |                                          |
 |<-------远端通过/dev/rpmsgX发送消息到地址（端点）|
 |                                        |                                          |
my_endpoint_rx_cb(...)                    |                                          |
 +----回调被调用，处理接收到的消息         |                                          |

五、关键注意事项与高级技巧：

自动绑定机制
名字服务公告消息本质是一种特殊的RPMsg消息，因此远端核必须启动RPMsg Core服务才能接收公告消息，实现自动绑定。
多端点支持
使用RPMsg-lite时可创建多个端点，每个端点可以独立注册名字服务，Linux端会对应创建多个/dev/rpmsgX设备节点。
资源表配置
resource_table中的VDEV资源定义了vring共享内存和VirtIO队列配置，必须与RPMsg-lite实例初始化参数保持一致。