设置海思芯片MMZ内存OS内存详解

Posted 2022-08-08 正在起飞的蜗牛

1、前言

(1)本文是基于hi3516dv300芯片的uboot和内核进行讲解；
(2)dv300芯片的板子上实际接了2G内存，dv300芯片实际最大也只支持2G内存；

2、hi3516dv300芯片的内存地址范围

(1)通过查阅数据手册可知《Hi3516DV300 专业型 Smart IP Camera SoC 用户指南》，dv300芯片的内存地址范围是0x8000_0000-0xFFFF_FFFF，最大能支持2G内存；
(2)海思芯片把内存分为mmz内存和os内存，最终linux系统能管理的内存是小于实际接的内存大小，因为要分一部分内存作为mmz；

3、海思芯片的内存管理

(1)在海思芯片中，将内存划分为OS内存和MMZ内存，板子上的2G内存一部分做OS内存，一部分做MMZ内存；
(2)OS内存：就是分配给linux内核管理的内存，分配给内核和应用程序使用；
(3)MMZ(Media Memory Zone,多媒体内存区域)：是海思芯片独有的，因为海思芯片是专门用来做音视频编解码的芯片，需要使用大量内存，为了编解码的速度，海思驱动底层会管理一部分内存，专门用于音视频编解码；
总结：将实际物理内存分成两部分——OS内存和MMZ内存，两部分内存的管理是彼此独立的；

4、分配OS内存和MMZ内存的原则

(1)分配的OS内存和MMZ内存加起来的总大小不能超过实际物理内存的大小；
(2)OS内存和MMZ内存互相之间的内存地址不能重合，否则会产生内存踩踏；
(3)总的物理内存大小不变的情况下，OS内存和MMZ内存之间的分配是此消彼长，两者之间分配的份额需要取得平衡，以达到最优性能；

5、设置MMZ内存

5.1、加载hi_osal.ko驱动

mmz_buf0_start=0xD8000000;
mmz_buf0_size=60M;
mmz_start=0xDBC00000;		# mmz start addr
mmz_size=579M;			# 579M, mmz size

insmod hi_osal.ko anony=1 mmz_allocator=hisi mmz=anonymous,0,$mmz_start,$mmz_size:buf0,0,$mmz_buf0_start,$mmz_buf0_size || report_error

mmz=anonymous	第一块MMZ内存的名字是anonymous
$mmz_start	起始地址是0xDBC00000
$mmz_size	内存大小是579M
buf0	第一块MMZ内存的名字是buf0
$mmz_buf0_start	起始地址是0xD8000000
$mmz_buf0_size	内存大小是60M

(1)在海思提供的SDK包中会有加载驱动的脚本，比如dv300芯片的加载脚本就是load3516dv300，上面是摘抄的加载hi_osal.ko的脚本；
(2)加载hi_osal.ko时传入MMZ内存的起始地址和大小，驱动支持传入多块MMZ内存地址；

5.2、查看MMZ内存：/proc/media-mem

~ # cat /proc/media-mem 
+---ZONE: PHYS(0xD8000000, 0xDBBFFFFF), GFP=0, nBYTES=61440KB,    NAME="buf0"
+---ZONE: PHYS(0xDBC00000, 0xFFEFFFFF), GFP=0, nBYTES=592896KB,    NAME="anonymous"
   |-MMB: phys(0xDBC00000, 0xDBC07FFF), kvirt=0xF0DE8000, flags=0x00000001, length=32KB,    name="sys_scale_coef"
   |-MMB: phys(0xDBC08000, 0xDBC27FFF), kvirt=0x00000000, flags=0x00000000, length=128KB,    name="TDE_MEMPOOL_MMB"
   |-MMB: phys(0xDBC28000, 0xDBC43FFF), kvirt=0xF0FE0000, flags=0x00000001, length=112KB,    name="gdc_node_buf"
   |-MMB: phys(0xDBC44000, 0xDBC44FFF), kvirt=0xF0C95000, flags=0x00000001, length=4KB,    name="GDC int_pole_co"
   |-MMB: phys(0xDBC45000, 0xDBCBFFFF), kvirt=0xF1100000, flags=0x00000001, length=492KB,    name="VGS_NodeBuf"
   |-MMB: phys(0xDBCC0000, 0xDBCC0FFF), kvirt=0xF0CD9000, flags=0x00000001, length=4KB,    name="dis_node_buf"
   |-MMB: phys(0xDBCC1000, 0xDC0C0FFF), kvirt=0x00000000, flags=0x00000000, length=4096KB,    name="hifb_layer0"
   |-MMB: phys(0xDC0C1000, 0xDC0D0FFF), kvirt=0xF14D0000, flags=0x00000001, length=64KB,    name="HIFB COEF"
   |-MMB: phys(0xDC0D1000, 0xDC105FFF), kvirt=0xF1C80000, flags=0x00000001, length=212KB,    name="IVE_QUEUE"
   |-MMB: phys(0xDC106000, 0xDC106FFF), kvirt=0xF0EDD000, flags=0x00000003, length=4KB,    name="IVE_TEMP_NODE"
   |-MMB: phys(0xDC107000, 0xDC116FFF), kvirt=0xF1CE0000, flags=0x00000001, length=64KB,    name="SVP_NNIE_QUEUE"
   |-MMB: phys(0xDC117000, 0xDC11AFFF), kvirt=0xF12F8000, flags=0x00000003, length=16KB,    name="SVP_NNIE_MODLE_"

---MMZ_USE_INFO:
 total size=654336KB(639MB),used=5228KB(5MB + 108KB),remain=649108KB(633MB + 916KB),zone_number=2,block_number=12

(1)从上面可知，MMZ内存有两块：名字是buf0，大小是61440KB；名字是anonymous，大小是592896KB；
(2)刚好和我们在加载hi_osal.ko时指定的MMZ内存参数吻合；

6、设置OS内存

6.1、设置bootargs

~ # cat /proc/cmdline 
mem=1408M console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p7 rootfstype=squashfs rootwait

(1)从bootargs中可以得知，OS内存分配了1408M，这里起始地址没有指明，分析内核源码可知，内存起始地址就是0x80000000；
(2)具体bootargs中指定的内存如何生效，参考博客：《linux内存管理——内存大小、起始地址的解析与修改》；

6.2、查看OS内存：free

~ # free
             total         used         free       shared      buffers
Mem:       1419980       132636      1287344          448        23808
-/+ buffers:             108828      1311152
Swap:            0            0            0

7、内存管理示例图

-----|----------------|  0x80000000   # Memory managed by OS.              
1408M|                |                                                 
	 |      OS        |                                                 
-----|----------------|  0xD8000000   #Memory managed by MMZ block buf0.     
60M  |                |                                                 
	 |    MMZ：buf0   |                                                 
-----|----------------|  0xDBC00000   # Memory managed by MMZ block anonymous.      
579M | MMZ:anonymous  |
	 |                |  
-----|----------------|  0xFFF00000   # End of memory managed by MMZ.