| ============================================ | 
| Remote Processor Messaging (rpmsg) Framework | 
| ============================================ | 
|   | 
| .. note:: | 
|   | 
|   This document describes the rpmsg bus and how to write rpmsg drivers. | 
|   To learn how to add rpmsg support for new platforms, check out remoteproc.txt | 
|   (also a resident of Documentation/). | 
|   | 
| Introduction | 
| ============ | 
|   | 
| Modern SoCs typically employ heterogeneous remote processor devices in | 
| asymmetric multiprocessing (AMP) configurations, which may be running | 
| different instances of operating system, whether it's Linux or any other | 
| flavor of real-time OS. | 
|   | 
| OMAP4, for example, has dual Cortex-A9, dual Cortex-M3 and a C64x+ DSP. | 
| Typically, the dual cortex-A9 is running Linux in a SMP configuration, | 
| and each of the other three cores (two M3 cores and a DSP) is running | 
| its own instance of RTOS in an AMP configuration. | 
|   | 
| Typically AMP remote processors employ dedicated DSP codecs and multimedia | 
| hardware accelerators, and therefore are often used to offload CPU-intensive | 
| multimedia tasks from the main application processor. | 
|   | 
| These remote processors could also be used to control latency-sensitive | 
| sensors, drive random hardware blocks, or just perform background tasks | 
| while the main CPU is idling. | 
|   | 
| Users of those remote processors can either be userland apps (e.g. multimedia | 
| frameworks talking with remote OMX components) or kernel drivers (controlling | 
| hardware accessible only by the remote processor, reserving kernel-controlled | 
| resources on behalf of the remote processor, etc..). | 
|   | 
| Rpmsg is a virtio-based messaging bus that allows kernel drivers to communicate | 
| with remote processors available on the system. In turn, drivers could then | 
| expose appropriate user space interfaces, if needed. | 
|   | 
| When writing a driver that exposes rpmsg communication to userland, please | 
| keep in mind that remote processors might have direct access to the | 
| system's physical memory and other sensitive hardware resources (e.g. on | 
| OMAP4, remote cores and hardware accelerators may have direct access to the | 
| physical memory, gpio banks, dma controllers, i2c bus, gptimers, mailbox | 
| devices, hwspinlocks, etc..). Moreover, those remote processors might be | 
| running RTOS where every task can access the entire memory/devices exposed | 
| to the processor. To minimize the risks of rogue (or buggy) userland code | 
| exploiting remote bugs, and by that taking over the system, it is often | 
| desired to limit userland to specific rpmsg channels (see definition below) | 
| it can send messages on, and if possible, minimize how much control | 
| it has over the content of the messages. | 
|   | 
| Every rpmsg device is a communication channel with a remote processor (thus | 
| rpmsg devices are called channels). Channels are identified by a textual name | 
| and have a local ("source") rpmsg address, and remote ("destination") rpmsg | 
| address. | 
|   | 
| When a driver starts listening on a channel, its rx callback is bound with | 
| a unique rpmsg local address (a 32-bit integer). This way when inbound messages | 
| arrive, the rpmsg core dispatches them to the appropriate driver according | 
| to their destination address (this is done by invoking the driver's rx handler | 
| with the payload of the inbound message). | 
|   | 
|   | 
| User API | 
| ======== | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_send(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len); | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor on a given channel. | 
| The caller should specify the channel, the data it wants to send, | 
| and its length (in bytes). The message will be sent on the specified | 
| channel, i.e. its source and destination address fields will be | 
| set to the channel's src and dst addresses. | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will block until | 
| one becomes available (i.e. until the remote processor consumes | 
| a tx buffer and puts it back on virtio's used descriptor ring), | 
| or a timeout of 15 seconds elapses. When the latter happens, | 
| -ERESTARTSYS is returned. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_sendto(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len, u32 dst); | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor on a given channel, | 
| to a destination address provided by the caller. | 
|   | 
| The caller should specify the channel, the data it wants to send, | 
| its length (in bytes), and an explicit destination address. | 
|   | 
| The message will then be sent to the remote processor to which the | 
| channel belongs, using the channel's src address, and the user-provided | 
| dst address (thus the channel's dst address will be ignored). | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will block until | 
| one becomes available (i.e. until the remote processor consumes | 
| a tx buffer and puts it back on virtio's used descriptor ring), | 
| or a timeout of 15 seconds elapses. When the latter happens, | 
| -ERESTARTSYS is returned. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_send_offchannel(struct rpmsg_channel *rpdev, u32 src, u32 dst, | 
|                             void *data, int len); | 
|   | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor, using the src and dst | 
| addresses provided by the user. | 
|   | 
| The caller should specify the channel, the data it wants to send, | 
| its length (in bytes), and explicit source and destination addresses. | 
| The message will then be sent to the remote processor to which the | 
| channel belongs, but the channel's src and dst addresses will be | 
| ignored (and the user-provided addresses will be used instead). | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will block until | 
| one becomes available (i.e. until the remote processor consumes | 
| a tx buffer and puts it back on virtio's used descriptor ring), | 
| or a timeout of 15 seconds elapses. When the latter happens, | 
| -ERESTARTSYS is returned. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_trysend(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len); | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor on a given channel. | 
| The caller should specify the channel, the data it wants to send, | 
| and its length (in bytes). The message will be sent on the specified | 
| channel, i.e. its source and destination address fields will be | 
| set to the channel's src and dst addresses. | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will immediately | 
| return -ENOMEM without waiting until one becomes available. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_trysendto(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len, u32 dst) | 
|   | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor on a given channel, | 
| to a destination address provided by the user. | 
|   | 
| The user should specify the channel, the data it wants to send, | 
| its length (in bytes), and an explicit destination address. | 
|   | 
| The message will then be sent to the remote processor to which the | 
| channel belongs, using the channel's src address, and the user-provided | 
| dst address (thus the channel's dst address will be ignored). | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will immediately | 
| return -ENOMEM without waiting until one becomes available. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int rpmsg_trysend_offchannel(struct rpmsg_channel *rpdev, u32 src, u32 dst, | 
|                             void *data, int len); | 
|   | 
|   | 
| sends a message across to the remote processor, using source and | 
| destination addresses provided by the user. | 
|   | 
| The user should specify the channel, the data it wants to send, | 
| its length (in bytes), and explicit source and destination addresses. | 
| The message will then be sent to the remote processor to which the | 
| channel belongs, but the channel's src and dst addresses will be | 
| ignored (and the user-provided addresses will be used instead). | 
|   | 
| In case there are no TX buffers available, the function will immediately | 
| return -ENOMEM without waiting until one becomes available. | 
|   | 
| The function can only be called from a process context (for now). | 
| Returns 0 on success and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   struct rpmsg_endpoint *rpmsg_create_ept(struct rpmsg_channel *rpdev, | 
|         void (*cb)(struct rpmsg_channel *, void *, int, void *, u32), | 
|         void *priv, u32 addr); | 
|   | 
| every rpmsg address in the system is bound to an rx callback (so when | 
| inbound messages arrive, they are dispatched by the rpmsg bus using the | 
| appropriate callback handler) by means of an rpmsg_endpoint struct. | 
|   | 
| This function allows drivers to create such an endpoint, and by that, | 
| bind a callback, and possibly some private data too, to an rpmsg address | 
| (either one that is known in advance, or one that will be dynamically | 
| assigned for them). | 
|   | 
| Simple rpmsg drivers need not call rpmsg_create_ept, because an endpoint | 
| is already created for them when they are probed by the rpmsg bus | 
| (using the rx callback they provide when they registered to the rpmsg bus). | 
|   | 
| So things should just work for simple drivers: they already have an | 
| endpoint, their rx callback is bound to their rpmsg address, and when | 
| relevant inbound messages arrive (i.e. messages which their dst address | 
| equals to the src address of their rpmsg channel), the driver's handler | 
| is invoked to process it. | 
|   | 
| That said, more complicated drivers might do need to allocate | 
| additional rpmsg addresses, and bind them to different rx callbacks. | 
| To accomplish that, those drivers need to call this function. | 
| Drivers should provide their channel (so the new endpoint would bind | 
| to the same remote processor their channel belongs to), an rx callback | 
| function, an optional private data (which is provided back when the | 
| rx callback is invoked), and an address they want to bind with the | 
| callback. If addr is RPMSG_ADDR_ANY, then rpmsg_create_ept will | 
| dynamically assign them an available rpmsg address (drivers should have | 
| a very good reason why not to always use RPMSG_ADDR_ANY here). | 
|   | 
| Returns a pointer to the endpoint on success, or NULL on error. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   void rpmsg_destroy_ept(struct rpmsg_endpoint *ept); | 
|   | 
|   | 
| destroys an existing rpmsg endpoint. user should provide a pointer | 
| to an rpmsg endpoint that was previously created with rpmsg_create_ept(). | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   int register_rpmsg_driver(struct rpmsg_driver *rpdrv); | 
|   | 
|   | 
| registers an rpmsg driver with the rpmsg bus. user should provide | 
| a pointer to an rpmsg_driver struct, which contains the driver's | 
| ->probe() and ->remove() functions, an rx callback, and an id_table | 
| specifying the names of the channels this driver is interested to | 
| be probed with. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   void unregister_rpmsg_driver(struct rpmsg_driver *rpdrv); | 
|   | 
|   | 
| unregisters an rpmsg driver from the rpmsg bus. user should provide | 
| a pointer to a previously-registered rpmsg_driver struct. | 
| Returns 0 on success, and an appropriate error value on failure. | 
|   | 
|   | 
| Typical usage | 
| ============= | 
|   | 
| The following is a simple rpmsg driver, that sends an "hello!" message | 
| on probe(), and whenever it receives an incoming message, it dumps its | 
| content to the console. | 
|   | 
| :: | 
|   | 
|   #include <linux/kernel.h> | 
|   #include <linux/module.h> | 
|   #include <linux/rpmsg.h> | 
|   | 
|   static void rpmsg_sample_cb(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len, | 
|                         void *priv, u32 src) | 
|   { | 
|     print_hex_dump(KERN_INFO, "incoming message:", DUMP_PREFIX_NONE, | 
|                         16, 1, data, len, true); | 
|   } | 
|   | 
|   static int rpmsg_sample_probe(struct rpmsg_channel *rpdev) | 
|   { | 
|     int err; | 
|   | 
|     dev_info(&rpdev->dev, "chnl: 0x%x -> 0x%x\n", rpdev->src, rpdev->dst); | 
|   | 
|     /* send a message on our channel */ | 
|     err = rpmsg_send(rpdev, "hello!", 6); | 
|     if (err) { | 
|         pr_err("rpmsg_send failed: %d\n", err); | 
|         return err; | 
|     } | 
|   | 
|     return 0; | 
|   } | 
|   | 
|   static void rpmsg_sample_remove(struct rpmsg_channel *rpdev) | 
|   { | 
|     dev_info(&rpdev->dev, "rpmsg sample client driver is removed\n"); | 
|   } | 
|   | 
|   static struct rpmsg_device_id rpmsg_driver_sample_id_table[] = { | 
|     { .name    = "rpmsg-client-sample" }, | 
|     { }, | 
|   }; | 
|   MODULE_DEVICE_TABLE(rpmsg, rpmsg_driver_sample_id_table); | 
|   | 
|   static struct rpmsg_driver rpmsg_sample_client = { | 
|     .drv.name    = KBUILD_MODNAME, | 
|     .id_table    = rpmsg_driver_sample_id_table, | 
|     .probe        = rpmsg_sample_probe, | 
|     .callback    = rpmsg_sample_cb, | 
|     .remove        = rpmsg_sample_remove, | 
|   }; | 
|   module_rpmsg_driver(rpmsg_sample_client); | 
|   | 
| .. note:: | 
|   | 
|    a similar sample which can be built and loaded can be found | 
|    in samples/rpmsg/. | 
|   | 
| Allocations of rpmsg channels | 
| ============================= | 
|   | 
| At this point we only support dynamic allocations of rpmsg channels. | 
|   | 
| This is possible only with remote processors that have the VIRTIO_RPMSG_F_NS | 
| virtio device feature set. This feature bit means that the remote | 
| processor supports dynamic name service announcement messages. | 
|   | 
| When this feature is enabled, creation of rpmsg devices (i.e. channels) | 
| is completely dynamic: the remote processor announces the existence of a | 
| remote rpmsg service by sending a name service message (which contains | 
| the name and rpmsg addr of the remote service, see struct rpmsg_ns_msg). | 
|   | 
| This message is then handled by the rpmsg bus, which in turn dynamically | 
| creates and registers an rpmsg channel (which represents the remote service). | 
| If/when a relevant rpmsg driver is registered, it will be immediately probed | 
| by the bus, and can then start sending messages to the remote service. | 
|   | 
| The plan is also to add static creation of rpmsg channels via the virtio | 
| config space, but it's not implemented yet. |