C6678学习-IPC

1、简介

IPC: Inter-Processor Communication 处理器间通信，指提供多处理器环境中的处理器之间的通信、相同处理器不同线程间的通信。包括数据传递、数据流和链表。

IPC可用于以下通信：

• 在同一处理器上的其他线程
• 在其他处理器上运行的SYS/BIOS线程
• GPP处理器上运行的SysLink的线程（例如Linux）

IPC传输分为两种：

• QMSS（队列管理器）：发送任务和内核之间的数据
• SRIO IPC：发送任务、内核和芯片之间的数据

2、模块

MultiProc

许多IPC模块需要在多处理器环境中识别处理器。MultiProc在一个模块中集中管理处理器id。因为这配置几乎是普遍要求,大多数IPC应用程序需要提供这个模块的配置。MultiProc可以在cfg文件中静态配置，也可以在程序中动态配置，一般都是用静态配置。 var MultiProc = xdc.useModule(‘ti.sdo.utils.MultiProc’); 调用模块，相当于是获取一个接口，然后用接口进行配置

静态设置（cfg设置）

/*********在cfg文件中配置************************/
MultiProc.numProcessors = 8; //设置系统的核数为8，这里的值就是nameList数组的总长度MultiProc.setConfig(null, ["CORE0", "CORE1", "CORE2", "CORE3", "CORE4", "CORE5", "CORE6", "CORE7"]); //设置各个核的名字，其ID是根据其名字在setConfig第二个参数数组中的位置+BaseID来确定的，BaseID默认是0，若位置为0，则ID就是0，其在nameList数组的位置就是0（nameList数组和setConfig中的数组不是同一个）

/**************在一个系统中有两个DSP，总共16个，这个16个核之间要进行通信，可以进行如下设置，使得各个核的ID不一样************************/
/*For first C6678 device:*/var MultiProc = xdc.useModule('ti.sdo.utils.MultiProc');MultiProc.baseIdOfCluster = 0; //设置baseidMultiProc.numProcessors = 16;//nameList总共有16个元素MultiProc.setConfig(null, ["CORE0", "CORE1", "CORE2", "CORE3","CORE4", "CORE5", "CORE6", "CORE7"]);
/***DSP0中的核name占据了nameList的0~7位*****/
/*For second C6678 device:*/var MultiProc = xdc.useModule('ti.sdo.utils.MultiProc');MultiProc.baseIdOfCluster = 8;//设置baseidMultiProc.numProcessors = 16;MultiProc.setConfig(null, ["CORE0", "CORE1", "CORE2", "CORE3","CORE4", "CORE5", "CORE6", "CORE7"]);
/***DSP1中的核name占据了nameList的8~15位*****/

动态设置

MultiProc_getNumProcessors();//获取MultiProc.numProcessors的值
MultiProc_self()//获取当前核的id
MultiProc_getName(id)//根据id获取核的name
MultiProc_getId("name")//根据name获取ID

IPC

IPC的启动很简单，只需要在函数中调用Ipc_start()就行。该函数只能被调用一次，除非返回值是Ipc_E_NOTREADY。它表示ShareRegion 0 无效或者还没有建立，所以Ipc_start可能需要再次调用，一旦它成功启动，后面调用的返回值是Ipc_S_ALREADYSETUP。

IPC的配置是在cfg文件中完成的：

var Ipc 	= xdc.useModule('ti.sdo.ipc.Ipc');
Ipc.procSync = Ipc.ProcSync_ALL;

Ipc.ProcSync_ALL ：调用ipc_start还将在内部调用ipc_attach同步所有核，应用程序不应该再调用Ipc_attach。如果在一个设备上的所有的IPC核都是同时启动的话，可以选择这个同步方式。

Ipc.ProcSync_PAIR ipc_start不会调用ipc_attach,所有此时需要在代码中由应用程序调用ipc_attach；

Ipc.ProcSync_NONE Ipc_start将与ProcSync_PAIR工作完全一样,但是ipc_attach不会同步远程的核；

核的同步要按照ID号从小到大的顺序进行，比如当前核必须先同步核0，才能同步核1。两核之间的相互同步必须先满足ID号小的先同步ID号大的，比如核2需要等到核1调用了Ipc_attach(2)之后才能调用Ipc_attach(1) 。

Notify

/*注册事件，和回调函数进行绑定*  @param[in]  procId          远端的核号*  @param[in]  lineId          Line id (大部分系统为0)*  @param[in]  eventId         事件ID 最大31*  @param[in]  fnNotifyCbck    回调函数*  @param[in]  cbckArg         回调函数的参数 */
Int Notify_registerEvent(UInt16 procId, UInt16 lineId, UInt32 eventId,Notify_FnNotifyCbck fnNotifyCbck, UArg cbckArg);
/*发送事件*  @param[in]  procId      目的的核号*  @param[in]  lineId      Line id*  @param[in]  eventId     事件ID*  @param[in]  payload     和事件一起发送的数据.是一个int型的数据*  @param[in]  waitClear   如果为TRUE，则当前发送的事件会等待上一个相同ID的事件被目标核处理掉，如果为FALSE，则被挂起的事件中与最近发送的事件的ID相同的事件会被覆盖掉。如果notify设备是通过FIFO传递事件的，那么当FIFO满的时候，如果为TRUE则会一直等待到FIFO有空间，如果为FALSE则会返回Notify_E_FAIL*/
Int Notify_sendEvent(UInt16 procId, UInt16 lineId,UInt32 eventId, UInt32 payload,Bool waitClear);
/****回调函数的形式******************************************************/
Void myFxn2(UInt16 procId, UInt16 lineId, UInt32 eventNo, UArg arg, UInt32 payload)

MessageQ

MessageQ同Notify模块一样，也是用于多核之间的通信的，不过不同的是，Notify模块更加侧重于通知，其只能传递一个参数，而MessageQ却可以传递变长度的消息，更侧重于传递消息，另外不同线程间的消息是独立的，例如对于每个MessageQ来说，存在一个读者却可能有多个写者。

MessageQ模块的主要特点：
1. 实现了处理期间变长消息的传递，所需要传递的消息一般超过32bit；
2. 其消息的传递都是通过操作消息队列来实现的；
3. 每个消息队列可以有多个写者，但只能有一个读者，而每个任务(task)可以对多个消息队列进行读写；
4. 一个宿主在准备接收消息时，必须先创建消息队列，而在发送消息前，需要打开预定的接收消息队列；

​
HeapBufMP：固定大小的内存管理器，其分配的所有缓冲区都是一样的，当然也可以通过不同HeapBufMP实例来管理不同的大小的缓冲区。
HeapMultiBufMP：每个HeapMultiBufMP支持8个不同大小的缓冲区。当一个分配需求被发送，HeapMultiBufMP的实例从不同大小的待分配缓冲区中，选择一个能满足要求的最小缓冲区。如果待分配缓冲区为空，那么这个分配就失败了。
HeapMemMP：这是个能分配变长大小的内存管理器。另外HeapMemMP管理共享内存区（Shared memory）的一个缓冲区。
在cfg文件中开启MessageQ

/****需要HeapBufMP模块来给消息分配空间***************************************/
var MessageQ    = xdc.useModule('ti.sdo.ipc.MessageQ');
var HeapBufMP   = xdc.useModule('ti.sdo.ipc.heaps.HeapBufMP');

创建MessageQ对象

/***MessageQ不是共享内存，只能有一个读者，所以要每个核都去创建自己的MessageQ***/
MessageQ_Handle MessageQ_create(String name, const MessageQ_Params *params);

消息创建好之后，需要给消息分配堆空间。消息其实就是一个结构体。但是其结构体的第一个元素必须是 MessageQ_MsgHeader类型的。

创建一个堆对象

/*因为测试例程只需要发送一个消息就可以了，所以HeapBufMP就只分配一个消息块*/
HeapBufMP_Params_init(&heapBufParams);
heapBufParams.regionId       = 0;
heapBufParams.name           = HEAP_NAME;
heapBufParams.numBlocks      = 1; //分配的块数
heapBufParams.blockSize      = sizeof(Msg);//块的大小，Msg是创建的消息结构体
heapHandle = HeapBufMP_create(&heapBufParams);

创建好对象后，需要给堆对象注册一个id，后面给消息分配内存的时候，就直接调用ID

/*   @param[in]  heap        要注册id的堆对象*/
/*   @param[in]  heapId      得到的堆ID*/
Int MessageQ_registerHeap(Ptr heap, UInt16 heapId);

根据堆ID给堆分配空间

//返回一个msg，这个msg就是用来传递消息的。
MessageQ_Msg MessageQ_alloc(UInt16 heapId, UInt32 size);

分配完空间得到msg后就可以发送了

/*通过接收核创建消息时注册的名称来打开消息队列，并返回消息队列的ID
根据消息队列ID，将消息发送给消息队列*/
Int MessageQ_open(String name, MessageQ_QueueId *queueId); //打开队列
Int MessageQ_put(MessageQ_QueueId queueId, MessageQ_Msg msg);//发送消息queueId就是打开消息的时候得到的，msg就是堆内存分配的时候返回的。

消息接收

Int MessageQ_get(MessageQ_Handle handle, MessageQ_Msg *msg, UInt timeout);

ShareRegion

SharedRegion模块是一个共享区域，特别是对于多处理器环境下，SharedRegion模块就是用于让一个内存区域能被不同处理器共享并操作。这个模块会给每个处理器上创建一个共享内存区域查找表，这个查找表保证各个处理器能查看到系统内的所有共享区域。查找表中共享内存区域在所有查找表中的区域ID是一致的，在运行时，查找表可以通过共享区域ID及共享区域名称来快速查找共享区域

通过cfg配置共享区域

var SharedRegion = xdc.useModule('ti.sdo.ipc.SharedRegion');
SharedRegion.numEntries = 4;  //共享区域的最大个数
SharedRegion.translate = true; //是否需要进行地址转换/* Shared Memory base address and length */
var SHAREDMEM     = 0x88000000;  
var SHAREDMEMSIZE = 0x00300000; 
SharedRegion.setEntryMeta(0,//共享区域的ID号{ base: SHAREDMEM,  //共享区域的基地址len:  SHAREDMEMSIZE, //共享区域大小ownerProcId: 0, //共享区域所有者的核IDisValid: true, //对于当前核，该区域是否有效name: "SR0",  //区域的名称});1）base：区域的基地址，不同处理器其基地址可以是不同的。
2）len：区域的长度，同一个共享区域在所有处理器的查找表中的长度应该是相同的。
3）ownerProcID：管理该区域的处理器ID，如果存在区域所有者，这个区域所有者（owner）就是创造HeapMemMp实例的，而其他核打开这个实例。
4）isValid：表明该区域在当前核上是否可用，判断当前核能否使用此共享区域的。
5）cacheLineSize：这个值在所有核的查找表中都应该是相同的
6）createHeap：表明是否需要给当前区域创建一个堆。
7）name：区域的名称。

共享内存的使用

heaphandle  = (IHeap_Handle)SharedRegion_getHeap(regionId);  // 通过区域ID获得共享区域的堆句柄
buf = Memory_alloc(heap, size, align, NULL);  // 通过堆句柄分配区域内存

地址转换

共享内存的地址在各个核上会被映射到不同的地址空间，因此我们需要进行地址转换。

/*先将本地分配的共享内存得到一个本地地址转换，通过SharedRegion_getSRPtr()将本地地址转换成共享内存地址，然后通过MessageQ将共享内存地址发送到其他核。其他核通过SharedRegion_getPtr()来得到共享内存对应的本地地址，然后就可以通过本地地址来访问共享内存的内容了*/
SharedRegion_getSRPtr() //根据给定的本地指针及区域ID来获得当前共享区域指针
SharedRegion_getPtr() //根据共享区域指针来获得本地指针

能否使用此共享区域的。
5）cacheLineSize：这个值在所有核的查找表中都应该是相同的
6）createHeap：表明是否需要给当前区域创建一个堆。
7）name：区域的名称。

共享内存的使用```c
heaphandle  = (IHeap_Handle)SharedRegion_getHeap(regionId);  // 通过区域ID获得共享区域的堆句柄
buf = Memory_alloc(heap, size, align, NULL);  // 通过堆句柄分配区域内存

地址转换

共享内存的地址在各个核上会被映射到不同的地址空间，因此我们需要进行地址转换。

/*先将本地分配的共享内存得到一个本地地址转换，通过SharedRegion_getSRPtr()将本地地址转换成共享内存地址，然后通过MessageQ将共享内存地址发送到其他核。其他核通过SharedRegion_getPtr()来得到共享内存对应的本地地址，然后就可以通过本地地址来访问共享内存的内容了*/
SharedRegion_getSRPtr() //根据给定的本地指针及区域ID来获得当前共享区域指针
SharedRegion_getPtr() //根据共享区域指针来获得本地指针