3. RPMsg协议原理与消息流

RPMsg（Remote Processor Messaging）是 OpenAMP 框架中运行在共享内存之上的消息传递协议。它并不负责搬运数据本身，而是定义了一套“谁发给谁、发到哪个端点、消息有多长、如何被接收方确认”的约定。理解 RPMsg，关键要抓住四个概念：端点（Endpoint）、通道（Channel）、地址模型（Address Model）和消息头（Header）。把这四者串起来，就能看清一条消息从 Cortex-A 侧用户程序到 Cortex-M 侧固件、再返回的完整生命周期。

一、端点与通道：通信的两级抽象

RPMsg 的通信对象是端点。一个端点可以理解为一个“消息邮箱”，它由本地地址（local address）唯一标识，并绑定一个回调函数。当消息到达该端点时，RPMsg 核心层调用回调，把数据交给上层应用。端点不是全局唯一的，它只在某个 rpmsg 设备（即一条 vring 通道）内部有效。

多个端点通过通道组织起来。通道用一个字符串名字标识，例如 "rpmsg-openamp-demo-channel"。名字的作用是让通信双方能够“对上号”：A 侧创建一个名为 rpmsg-tty 的端点，M 侧也创建同名端点，双方即可互相收发。通道名是逻辑约定，真正的寻址仍依赖端点地址。一个通道下可以有多个端点，但同一时刻同一名字通常只对应一个服务实例。

二、地址模型：源地址与目的地址

RPMsg 消息头中携带两个 32 位地址字段：src（源端点地址）和 dst（目的端点地址）。地址由本地 RPMsg 核心在创建端点时分配，典型规则是：地址 0 保留给“名称服务”（Name Service），地址 1~1023 用于动态端点。名称服务是一个特殊端点，它负责把“通道名”解析成“端点地址”。

当 A 侧想与 M 侧通信时，A 侧先向名称服务端点（地址 0）发送一条 RPMSG_NS_ANNOUNCE 消息，消息体中包含通道名和 A 侧端点地址。M 侧名称服务收到后，查找本地是否有同名通道；若有，则创建对应端点，并把 A 侧地址与本地端点绑定。此后双方直接用 src/dst 地址收发，不再经过名称服务。这就是 RPMsg 的“先解析、后直连”地址模型。

三、消息头格式：16 字节的约定

RPMsg 消息头固定 16 字节，定义在 struct rpmsg_hdr 中，字段顺序如下：

struct rpmsg_hdr {
    uint32_t src;    // 源端点地址
    uint32_t dst;    // 目的端点地址
    uint32_t len;    // 有效数据长度（不含头部）
    uint16_t flags;  // 标志位，如 RPMSG_HDR_FLAG_NS
    uint16_t reserved;
};

其中 flags 字段用于区分普通数据消息和名称服务消息。当 flags 置位 RPMSG_HDR_FLAG_NS 时，表示这是一条名称服务通告，接收方应交给名称服务端点处理，而不是普通应用端点。数据区紧跟在头部之后，长度由 len 指定。由于 vring 缓冲区大小有限（常见 512 字节或 4096 字节），单条 RPMsg 消息的有效载荷通常不超过 496 字节（512 减去 16 字节头）。

四、消息传递流程与生命周期

一条 RPMsg 消息的完整生命周期可分为五个阶段：

1. 创建端点：应用调用 rpmsg_create_ept()，RPMsg 核心分配本地地址，注册回调，并把端点挂到对应 rpmsg 设备上。
2. 名称服务解析：若双方尚未建立通道，先通过地址 0 交换 NS_ANNOUNCE，完成通道名到端点地址的映射。
3. 发送消息：调用 rpmsg_send()，核心层填充 src/dst/len/flags，把消息头和数据写入 TX vring 的空闲缓冲区，然后触发 IPI（处理器间中断）通知对端。
4. 接收与回调：对端收到 IPI 后，从 RX vring 取出缓冲区，解析消息头，根据 dst 找到对应端点，调用其回调函数，把数据交给应用。
5. 释放缓冲区：应用处理完毕后，调用 rpmsg_release_rx_buffer() 或由核心层自动回收，把缓冲区归还给 vring，供后续消息复用。

这里有一个容易忽略的细节：RPMsg 的发送是异步的。调用 rpmsg_send() 返回成功，只表示消息已写入 vring 并触发中断，并不代表对端已经处理。如果应用需要确认，必须在协议层自行设计应答消息，例如在消息体中携带序列号，对端回复相同序列号表示已处理。

五、一个可参考的收发示例

假设 A 侧要发送字符串 "hello" 给 M 侧，端点地址分别为 0x400 和 0x401。发送端构造的消息缓冲区内容如下（十六进制示意）：

偏移 0x00: 00 04 00 00   // src = 0x400
偏移 0x04: 01 04 00 00   // dst = 0x401
偏移 0x08: 05 00 00 00   // len = 5
偏移 0x0C: 00 00 00 00   // flags = 0, reserved = 0
偏移 0x10: 68 65 6C 6C 6F  // "hello"

接收端解析时，先读 dst 确认是发给自己的，再读 len 确定数据长度，最后从偏移 0x10 开始取数据。若 flags 为 RPMSG_HDR_FLAG_NS，则跳过应用回调，直接交给名称服务处理。