iMX8 Cortex-A和Coretx-M核心之间通过Rpmsg来进行通讯

　　NXP iMX8是NXP去年底发布的基于Cortex-A72/A53和Coretex-M4异构多核架构的arm处理器，作为NXP i.MX系列最新性能也最为强大的处理器，升级了从iMX6 SoloX开始到iMX7的异构双核架构（如下框图），使得不同架构核心的使用更加方便稳定，本文就演示iMX8 Cortex-A和Coretx-M核心之间通过Rpmsg来进行通讯的示例。
　　
　　本文所演示的ARM平台来自于Toradex 基于NXP iMX8QM ARM处理器的Apalis iMX8QM ARM嵌入式平台。

　　准备
　　a） Apalis iMX8QM ARM核心版配合Apalis Evaluation Board载板，连接调试串口UART1（载板X29）到开发主机方便调试。
　　b） Apalis iMX8 M40和M41分别使用独立的调试UART，在Apalis Evaluation Board进行跳线将M4对应的调试UART连接到开发主机的方式请参考这里。
　　c） Apalis iMX8 Cortex-A核心安装Toradex Ycoto Linux Console image V3.04版本，详细信息请参考这里。
　　d） 由于M4s调试UART所用到的管脚和Cortex-A核心Linux系统device tree中管脚配置有冲突，需要修改device tree并重新编译部署
　　/ device tree 修改patch文件请参考如下，下载Linux kernel源代码以及编译部署方法请参考这里。
　　https://github.com/simonqin09/Apalis_iMX8_M4_Rpmsg/blob/master/apalis_imx8_m4s_uart.patch

　　M4 FreeRTOS SDK部署
　　a）根据这里的说明从NXP MCUXpresso网站下载对应iMX8QM的SDK，当前的最新版本为2.5.2。下载界面如下图所示，在这个页面同时也可以下载到关于SDK的一些说明文档。下载好的SDK文件为 ”SK_2.5.2_MIMX8QM6xxxFF.tar.gz”
　　
　　b）。 下载ToolchAIn
　　/ 根据SDK文档建议使用 gcc-arm 7 2018q2版本，下载地址如下：
　　https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads/7-2018-q2-update
　　/ 解压下载好的Toolchain文件到《Toolchain_dir》
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　　# 解压
　　$ cd 《Toolchain_dir》
　　$ tar xvf gcc-arm-none-eabi-7-2018-q2-update-linux.tar.bz2
　　# 测试
　　$ gcc-arm-none-eabi-7-2018-q2-update/bin/arm-none-eabi-gcc --version
　　arm-none-eabi-gcc （GNU Tools for Arm Embedded Processors 7-2018-q2-update） 7.3.1 20180622 （release） ［ARM/embedded-7-branch revision 261907］
　　Copyright （C） 2017 Free Software Foundation， Inc.
　　This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
　　warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
　　# 可能需要安装额外的工具供后续编译使用，以Ubuntu为例
　　$ sudo apt-get install make cmake
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　　c）。 编译Helloworld测试应用
　　/ 解压步骤a下载的SDK文件到《Work_dir》
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　　$ cd 《Work_dir》
　　$ tar xvf SDK_2.5.2_MIMX8QM6xxxFF.tar.gz
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　　/ 导出toolchain路径
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　　$ export ARMGCC_DIR=《Toolchain_dir》/gcc-arm-none-eabi-7-2018-q2-update/
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　　/ 编译M40 Helloworld应用
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　　# SDK中包含的示例代码均在 《Work_dir》/boards/mekmimx8qm/ 目录
　　# M40 Helloworld demo 编译
　　$ cd 《Work_dir》/boards/mekmimx8qm/demo_apps/hello_world/cm4_core0
　　$ armgcc/build_all.sh
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　　/ 编译好的二进制文件位于 armgcc 目录下的 debug/release、ddr_debug/ddr_release、flash_debug/flash_release 目录。默认M4应用从TCM加载，ddr和flash分别对应ddr和flash加载模式，本文不做讨论。另外，Apalis iMX8的memory 区域分配请参考这里。
　　d）。 部署测试M40 Helloworld示例应用
　　/ 由于目前Apalis iMX8 uboot版本（U-Boot 2018.03-toradex_imx_v2018.03_4.14.78_1.0.0_ga-bringup+g92d0497781）暂时还不支持ELF格式镜像，因此我们将生成的二进制文件m4_image.bin 复制到FAT32分区的SD卡根目录，然后将SD卡连接到Apalis Evaluation Board X19 4bit SD卡插槽
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　　# Apalis iMX8 上电开机，Cortex-A 核心调试串口UART1 串口终端按住空格键进入uboot
　　U-Boot 2018.03-toradex_imx_v2018.03_4.14.98_2.3.0_bringup+gd626574ba1 （Apr 17 2020 - 19:28:04 +0000）
　　cpu： Freescale i.MX8QM revB A53 at 1200 MHz at 25C
　　DRAM： 4 GiB
　　MMC： FSL_SDHC： 0， FSL_SDHC： 1， FSL_SDHC： 2
　　Loading Environment from MMC.。. OK
　　In： serial
　　Out： serial
　　Err： serial
　　Model： Toradex Apalis iMX8 QuadMax 4GB Wi-Fi / BT IT V1.0B， Serial# 06548514
　　BuildInfo：
　　- SCFW b929edfe， SECO-FW 27167ff2， IMX-MKIMAGE d7f9440d， ATF bb209a0
　　- U-Boot 2018.03-toradex_imx_v2018.03_4.14.98_2.3.0_bringup+gd626574ba1
　　switch to partitions #0， OK
　　mmc0（part 0） is current device
　　flash target is MMC:0
　　Net： eth0： ethernet@5b040000
　　Fastboot： Normal
　　Normal Boot
　　Hit any key to stop autoboot： 0
　　Apalis iMX8 #
　　# 查看SD卡image
　　Apalis iMX8 # ls mmc 2
　　…
　　# 加载Helloworld程序并运行
　　Apalis iMX8 # fatload mmc 2 ${loadaddr} m4_image.bin && dcache flush && bootaux ${loadaddr} 0
　　9032 bytes read in 20 ms （440.4 KiB/s）
　　## Starting auxiliary core at 0x80280000 。..
　　Power on M4 and MU
　　Copy M4 image from 0x80280000 to TCML 0x34fe0000
　　Start M4 0
　　bootaux complete
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　　/ 运行后，在M40 调试UART对应的串口终端可以看到 ”hello world” 打印输出，然后应用程序可以接收并打印键盘输入，比如这里输入了” this is input before linux boot up” 字符串。
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　　hello world.
　　this is input before linux boot up
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　　/ 此时切换到UART1 调试串口终端，执行下面命令继续启动Linux
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　　Apalis iMX8 # run bootcmd
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　　/ 再切换到M40调试串口终端，键盘输入测试
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　　hello world.
　　this is input before linux boot up this is input after linux boot up
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　　/ 对于M41，操作方式类似，只是加载的时候将将命令最后0替换为1
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　　Apalis iMX8 # fatload mmc 2 ${loadaddr} m4_1_image.bin && dcache flush && bootaux ${loadaddr} 1
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　　M4 FreeRTOS Rpmsg 示例程序测试
　　a）。 根据章节三同样的方法编译 M40/M41 Rpmsg 示例程序，分为两个：
　　。/ rpmsg_lite_str_echo_rtos
　　《Work_dir》/boards/mekmimx8qm/multicore_examples/rpmsg_lite_str_echo_rtos
　　。/ rpmsg_lite_pingpong_rtos
　　《Work_dir》/boards/mekmimx8qm/multicore_examples/rpmsg_lite_pingpong_rtos/linux_remote
　　。/ 相关demo的说明请参考对应项目下的readme.txt文件，因为M40和M41的测试结果都一致，本文下面就只用M40做演示示例
　　b）。 str_echo 示例程序测试
　　。/ 使用章节3测试中同样方法从SD卡加载str_echo 示例程序 “m4_image.bin” 执行
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　　# UART1 调试串口终端
　　Apalis iMX8 # fatload mmc 2 ${loadaddr} m4_image.bin && dcache flush && bootaux ${loadaddr} 0
　　20112 bytes read in 21 ms （934.6 KiB/s）
　　## Starting auxiliary core at 0x80280000 。..
　　Power on M4 and MU
　　Copy M4 image from 0x80280000 to TCML 0x34fe0000
　　Start M4 0
　　bootaux complete
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　　。/ M40 调试串口终端输出
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　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
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　　。/ 启动linux
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　　# UART1 调试串口终端
　　Apalis iMX8 # run bootcmd
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　　。/ M40 调试串口终端输出
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
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　　。/ 加载Linux下Rpmsg tty驱动建立rpmsg链接
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　　# UART1 调试串口终端
　　root@apalis-imx8：~# modprobe imx_rpmsg_tty
　　［ 539.316502］ imx_rpmsg_tty virtio1.rpmsg-virtual-tty-channel.-1.30： new channel： 0x400 -》 0x1e！
　　［ 539.325355］ Install rpmsg tty driver！
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　　。/ M40 调试串口终端输出
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
　　Get Message From Master Side ： “hello world！” ［len ： 12］
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　　。/ 发送数据测试，如果是M41，则对应虚拟串口为 /dev/ttyRPMSG31
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　　root@apalis-imx8：~# echo “this is a test from toradex” 》 /dev/ttyRPMSG30
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　　。/ M40 调试串口终端输出
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
　　Get Message From Master Side ： “hello world！” ［len ： 12］
　　Get Message From Master Side ： “this is a test from toradex” ［len ： 27］
　　Get New Line From Master Side
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　　c）。 pingpong 示例程序测试，测试流程和str_echo基本一致，这里简单罗列对应串口打印输出
　　。/ UART1 调试串口终端
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　　# 在M41上运行Rpmsg pingpong 示例程序
　　Apalis iMX8 # fatload mmc 2 ${loadaddr} m4_image_pingpong.bin && dcache flush && bootaux ${loadaddr} 0
　　20696 bytes read in 21 ms （961.9 KiB/s）
　　## Starting auxiliary core at 0x80280000 。..
　　Power on M4 and MU
　　Copy M4 image from 0x80280000 to TCML 0x34fe0000
　　Start M4 0
　　bootaux complete
　　# 启动Linux
　　Apalis iMX8 # run bootcmd
　　# 加载Pinpong驱动
　　root@apalis-imx8：~# modprobe imx_rpmsg_pingpong
　　［ 34.508241］ imx_rpmsg_pingpong virtio1.rpmsg-openamp-demo-channel.-1.30： new channel： 0x400 -》 0x1e！
　　root@apalis-imx8：~# ［ 34.520657］ get 1 （src： 0x1e）
　　［ 34.525069］ get 3 （src： 0x1e）
　　［ 34.529515］ get 5 （src： 0x1e）
　　……
　　［ 34.738211］ get 99 （src： 0x1e）
　　［ 34.742665］ get 101 （src： 0x1e）
　　［ 34.745865］ imx_rpmsg_pingpong virtio1.rpmsg-openamp-demo-channel.-1.30： goodbye！
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　　。/ M40 调试串口终端输出
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　　# pingpong 程序启动后输出
　　RPMSG Ping-Pong FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　RPMSG Share Base Addr is 0x90010000
　　# Linux启动后输出
　　Link is up！
　　Nameservice announce sent.
　　# Pingpong 驱动加载后输出
　　Waiting for ping.。.
　　Sending pong.。.
　　……
　　Waiting for ping.。.
　　Sending pong.。.
　　Ping pong done， deinitializing.。.
　　Looping forever.。.
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　　M4s Firmware配置开机自动加载执行测试
　　a）。 上面的测试都是通过Uboot命令从SD卡加载M4 Firmware进行加载运行，下面我们通过str_echo示例程序演示将M40和M41的固件存放在Apalis iMX8 eMMC Flash空间内，并开机自动加载运行
　　b）。 首先进入Linux系统，分别将之前编译好的存放在SD卡上面的M40和M41的 str_echo程序Firmware复制到Flash vfat分区，也就是存放Linux kernel和device tree等文件的分区
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　　# UART1 调试串口终端
　　root@apalis-imx8：~# cd /media/mmcblk0p1/
　　root@apalis-imx8:/media/mmcblk0p1# ls
　　Image dpfw.bin fsl-imx8qm-apalis-eval.dtb.bak fsl-imx8qm-apalis-v1.1-eval.dtb
　　boot.scr fsl-imx8qm-apalis-eval.dtb fsl-imx8qm-apalis-ixora-v1.1.dtb hdmitxfw.bin
　　# 从SD卡挂载路径复制M4s Str_echo 示例程序固件
　　root@apalis-imx8:/media/mmcblk0p1# cp /media/mmcblk2p1/m4_image.bin 。
　　root@apalis-imx8:/media/mmcblk0p1# cp /media/mmcblk2p1/m4_1_image.bin 。
　　root@apalis-imx8:/media/mmcblk0p1# ls
　　Image fsl-imx8qm-apalis-eval.dtb fsl-imx8qm-apalis-v1.1-eval.dtb m4_image.bin boot.scr fsl-imx8qm-apalis-eval.dtb.bak hdmitxfw.bin dpfw.bin fsl-imx8qm-apalis-ixora-v1.1.dtb m4_1_image.bin
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　　c）。 重启进入uboot，配置环境变量
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　　# UART1 调试串口终端
　　# 分别指定M4s固件名称
　　Apalis iMX8 # setenv m4_0_image ‘m4_image.bin’
　　Apalis iMX8 # setenv m4_1_image ‘m4_1_image.bin’
　　# 设置启动顺序，分别启动M40，M41以及Linux
　　Apalis iMX8 # setenv bootcmd ‘run m4boot_0 && run m4boot_1 && run distro_bootcmd’
　　Apalis iMX8 # saveenv && reset
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　　d）。 配置好重启后可以看到在Linux启动过程中 M40和M41的调试串口都分别打印了相关程序输出
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　　# UART1 调试串口终端
　　U-Boot 2018.03-toradex_imx_v2018.03_4.14.98_2.3.0_bringup+gd626574ba1 （Apr 17 2020 - 19:28:04 +0000）
　　……
　　Normal Boot
　　Hit any key to stop autoboot： 0
　　20112 bytes read in 13 ms （1.5 MiB/s）
　　## Starting auxiliary core at 0x80280000 。..
　　Power on M4 and MU
　　Copy M4 image from 0x80280000 to TCML 0x34fe0000
　　Start M4 0
　　bootaux complete
　　61488 bytes read in 13 ms （4.5 MiB/s）
　　## Starting auxiliary core at 0x80280000 。..
　　Power on M4 and MU
　　Copy M4 image from 0x80280000 to TCML 0x38fe0000
　　Start M4 1
　　bootaux complete
　　……
　　Scanning mmc 0:1.。.
　　Found U-Boot script /boot.scr
　　……
　　Starting kernel 。..
　　……
　　-----------------------------------
　　。/ M40 调试串口终端
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
　　-----------------------------------
　　。/ M41 调试串口终端
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
　　app_srtm： AUTO and I2C service registered
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　　e）。 Linux端加载Rpmsg tty驱动并进行发送测试
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　　# UART1 调试串口终端
　　# 加载驱动
　　root@apalis-imx8：~# modprobe imx_rpmsg_tty
　　［ 34.795096］ imx_rpmsg_tty virtio1.rpmsg-virtual-tty-channel.-1.30： new channel： 0x400 -》 0x1e！
　　［ 34.803985］ Install rpmsg tty driver！
　　［ 34.807934］ imx_rpmsg_tty virtio3.rpmsg-virtual-tty-channel-1.-1.31： new channel： 0x400 -》 0x1f！
　　［ 34.817031］ Install rpmsg tty driver！
　　# 发送信息
　　root@apalis-imx8：~# echo “this is a message from apalis imx8 linux to m4 0” 》 /dev/ttyRPMSG30
　　root@apalis-imx8：~# echo “this is a message from apalis imx8 linux to m4 1” 》 /dev/ttyRPMSG31
　　-----------------------------------
　　。/ M40 调试串口终端
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Nameservice sent， ready for incoming messages.。.
　　Get Message From Master Side ： “hello world！” ［len ： 12］
　　Get Message From Master Side ： “this is a message from apalis imx8 linux to m4 0” ［len ： 48］
　　Get New Line From Master Side
　　-----------------------------------
　　。/ M41 调试串口终端
　　-----------------------------------
　　RPMSG String Echo FreeRTOS RTOS API Demo.。.
　　Namapp_srtm： AUTO and I2C service registered
　　eservice sent， ready for incoming messages.。.
　　Get Message From Master Side ： “hello world！” ［len ： 12］
　　Get Message From Master Side ： “this is a message from apalis imx8 linux to m4 1” ［len ： 48］
　　Get New Line From Master Side
　　-----------------------------------