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MilkV Duo 核间通信分析

发布于 2023-12-23 15:03:21 浏览：595 订阅该版

[tocm]

# MilkV Duo 核间通信分析

一直对 milkv duo 的大小核 Linux 和 FreeRTOS 之间的交互很好奇，但苦于目前相关的资料还很少，就根据目前官方的文档和源码先简单分析一下吧，本人为 Linux 新手，很多理解错误或不到位的地方还希望大家指正补充。

## 官方文档示例

首先分析官方文档中的一个点灯示例：https://milkv.io/zh/docs/duo/getting-started/rtoscore

文档中给出一个在大核 Linux 中运行的 .c 文件，调用小核的 FreeRTOS 进行点灯。

```c
#define RTOS_CMDQU_DEV_NAME "/dev/cvi-rtos-cmdqu"

int fd = open(RTOS_CMDQU_DEV_NAME, O_RDWR);
```

这里可以看出运行 FreeRTOS 的小核被描述为一个设备，对应为 `/dev/cvi-rtos-cmdqu` Linux 通过其进行访问。

```c
struct cmdqu_t cmd = {0};
cmd.ip_id = 0;
cmd.cmd_id = CMD_DUO_LED;
cmd.resv.mstime = 100;
cmd.param_ptr = DUO_LED_ON;

ret = ioctl(fd , RTOS_CMDQU_SEND_WAIT, &cmd);
```

并通过 ioctl 对小核 RTOS 设备进行控制 （`ioctl` 的具体用法和支持的操作取决于设备和设备驱动程序。）

分析 ioctl 是大小核通信的关键部分，Linux 内核中是使用 mailbox 驱动，猜测其与 ioctl 的具体实现相关。

## 官方源码

### 大核Linux

https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/tree/develop/linux_5.10/drivers/soc/cvitek/rtos_cmdqu 通过该文件夹中的源码，分析 Linux 核间通信实现。

[cvi_mailbox.h](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/linux_5.10/drivers/soc/cvitek/rtos_cmdqu/cvi_mailbox.h) 为 mailbox 相关声明;

[cvi_spinlock.c/.h](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/linux_5.10/drivers/soc/cvitek/rtos_cmdqu/cvi_spinlock.c) 为自旋锁实现，用于线程通讯时同步保护;

[rtos_cmdqu.c/.h](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/linux_5.10/drivers/soc/cvitek/rtos_cmdqu/rtos_cmdqu.c) 为与小核 RTOS 交互消息队列的主要部分。

在 rtos_cmdqu.h 文件中又能看到对小核 RTOS 设备的描述：

```c
#define RTOS_CMDQU_DEV_NAME "cvi-rtos-cmdqu"
```

向外提供以下几个向消息队列发送消息的api：

```
int rtos_cmdqu_send(cmdqu_t *cmdq);
int rtos_cmdqu_send_wait(cmdqu_t *cmdq, int wait_cmd_id);
```

在 rtos_cmdqu.c 文件中可以找到 `ioctl` 的具体实现：

```c
static long cvi_rtos_cmdqu_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long  arg)
```

实现了 IOCTL 处理程序（`cvi_rtos_cmdqu_ioctl`）以处理特定的 ioctl 命令，包括 `RTOS_CMDQU_SEND`、`RTOS_CMDQU_SEND_WAIT` 和 `RTOS_CMDQU_SEND_WAKEUP`。其中调用 `rtos_cmdqu_send` 等向小核发起通信，`rtos_cmdqu_send` 中使用自旋锁进行同步保护，通过 mailbox 机制访问共享内存。

大核 Linux 通过 `request_irq` 注册中断处理函数：

```c
err = request_irq(mailbox_irq, rtos_irq_handler, 0, "mailbox",
		(void *)ndev);
```

在 `rtos_irq_handler` 中通过 mailbox 机制访问读取共享内存，中断号 `mailbox_irq` 通过 `platform_get_irq_byname` 获取：

```c
mailbox_irq = platform_get_irq_byname(pdev, "mailbox");
```

##  小核RTOS

[rtos_cmdqu.h](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/freertos/cvitek/driver/rtos_cmdqu/include/rtos_cmdqu.h) 中多出了以下操作:

```c
#define RTOS_CMDQU_REQUEST                      _IOW('r', CMDQU_REQUEST, unsigned long)
#define RTOS_CMDQU_REQUEST_FREE                 _IOW('r', CMDQU_REQUEST_FREE, unsigned long)
```

[riscv64](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/tree/develop/freertos/cvitek/task/comm/src/riscv64) 该文件夹中可以找到提供的 led io 操作，以及 FreeRTOS 中负责核间通信的主要部分 [comm_main.c](https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/freertos/cvitek/task/comm/src/riscv64/comm_main.c) ，其中使用命令队列 queHandle 存储来自 Linux 的命令，并创建了一个名为 CMDQU 的任务，用于处理核间通信，根据Linux 的指令进行控制处理。接受来自 Linux 的命令是在中断服务中进行，通过 xQueueSendFromISR 将接受到的命令存储到命令队列中。

## 总结

以上就是目前 milkv duo 大小核之间通信的简单分析，通过自旋锁进行同步保护，使用中断进行通知触发，通过 mailbox 的机制访问共享内存进行通讯。