RTOS基础 -- NXP M4小核的RPMsg-lite与端点机制回顾

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。

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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
);

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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);

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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         |                                          |

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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。

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六、小结与应用场景推荐

• rpmsg_lite_create_ept负责本地端点的地址申请与回调注册。
• rpmsg_ns_announce通过特殊消息完成远程核端点发现与自动设备绑定。

典型应用场景包括：

• Linux核调用RTOS侧传感器数据采集。
• M4核主动向Linux核推送实时数据。
• 多核系统启动时自动建立通讯链路。