征程 6 VIO Frame buffer管理

1.底層 buffer 狀態機

系統通過五個狀態隊列實現幀緩沖區的全生命周期管理，各狀態定義及轉換邏輯如下：

1.FREE（空閑態）

功能描述 ：管理初始可用緩沖區

初始化操作 ：

場景運行時預分配所有 frame buffer 數組至該隊列

記錄 buffer 的內核虛擬地址及物理地址信息

數據結構 ：frame buffer 結構體存儲地址映射關系

2.REQUEST（請求態）

狀態轉換觸發 ：用戶層調用 qbuf 接口

處理邏輯 ：

解析用戶傳入的 frame buffer index 參數

校驗目標 frame buffer 狀態有效性

更新 buffer 元數據并置為 REQUEST 狀態

將 buffer 移入 REQUEST 隊列

3.PROCESS（處理態）

狀態轉換觸發 ：Frame Start 硬件中斷

處理邏輯 ：

從 REQUEST 隊列提取首幀 buffer

置為 PROCESS 狀態并壓入處理隊列

啟動硬件模塊數據處理

4.COMPLETE（完成態）

狀態轉換觸發 ：Frame End 硬件中斷

處理邏輯 ：

從 PROCESS 隊列提取完成幀

置為 COMPLETE 狀態并移入完成隊列

生成幀元數據（時間戳、幀 ID 等）

5.USED（用戶態）

狀態轉換觸發 ：用戶調用 dqbuf 接口

處理邏輯 ：

檢測 COMPLETE 隊列非空時觸發狀態轉換

返回 frame buffer index 至用戶空間

將 buffer 置為 USED 狀態并移入用戶隊列

2.HAL 層交互

初始化階段

幀獲取階段：

用戶調用 hb_vio_get_data 接口，HAL 通過 dqbuf 操作從驅動層獲取包含幀識別信息，幀識別信息包含 frame index，timestamp，frame id 等幀信息，通過 frame index，找到數組中的 image 結構體，并把相關的幀識別信息賦值到 image 結構體中，最后 memcpy 給用戶；

幀釋放階段：

用戶調用 hb_vio_free_xxxbuf 接口（每個模塊都有對應的釋放接口）傳入需要釋放的 image 信息，HAL 通過獲取 image 信息中的 frame index 識別標志，通過 ioctl 接口通知驅動層對應 frame index 的 buffer 使用完畢；

3.調試舉例

常見調用獲取幀失敗，可通過 logcat 查看對應的 buffer 狀態，并通過分析對應的 buffer 狀態信息，可以定位問題的出錯點：

 E/        ( 2087): [4770.375488][vpf_ioctl.c]:[vio_dev_node_dqbuf_poll][1012]dev poll Timeout(4000): 0, Success
 I/        ( 2087): [4770.375488][vpf_ioctl.c]:[vio_dbg_log_show][964]
 I/        ( 2087): [S9] vin4_C2*-m2m-(dma)pym1_C6*(dma)
 I/        ( 2087): gtask-vin4: res 1 rcnt 0 [vin4:0]
 I/        ( 2087): gtask-pym1: res 0 rcnt 0 [pym1:0]
 I/        ( 2087): [4770.375488][vpf_ioctl.c]:[vio_dbg_log_show][964]
 I/        ( 2087): ----------------------------------------------------------
 I/        ( 2087): flowid    module    cid chn   FREE   REQ   PRO   COM  USED
 I/        ( 2087): ----------------------------------------------------------
 I/        ( 2087): 9         vin4      2   0       16     0     0     0     0
 I/        ( 2087): 9         vin4      2   8        0     6     0     0     0
 I/        ( 2087):
 I/        ( 2087): 9         pym1      6   0       10     0     0     0     6
 I/        ( 2087): 9         pym1      6   8        0     0     0     0     5

通過出錯通路的 buffer 狀態可知，PYM1 的輸出 buffer 都在 USED 隊列，說明底層 buffer 都被用戶層拿走了，進而導致用戶獲取幀失敗，需要用戶查看自己的持有幀邏輯和歸還邏輯；