K230 内存优化指南#

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内存分析#

请参考文档 K230_内存占用分析指南.md

内存优化#

小核内存优化#

此内容适用Linux+RT-smart双系统,RT-smart单系统请参考后面大核内存分析

Linux模块删除#

根据内存占用分析指南中ksize.py的介绍可以删除不需要的模块或配置信息例如

  • 删除CONFIG_IKCONFIG/CONFIG_IKCONFIG_PROC,内核内 .config 支持,也称为IKCONFIG,允许系统管理员将内核构建时使用的配置的副本构建到内核本身中。这允许在内核运行时检查内核的配置,而不必担心编译后是否更改或清理了内核源目录。

  • 删除CONFIG_KPROBES

  • 删除CONFIG_ACORN_*,Acorn 是一个应用程序打包和部署框架,可简化在 Kubernetes 上运行应用程序的过程。

  • 删除CONFIG_SGI_PARTITION

  • 删除CONFIG_ULTRIX_PARTITION

  • 删除CONFIG_IPV6

  • 删除CONFIG_IP_PNP,该选项使能在内核启动时,根据内核命令行提供的信息或根据BOOTP/DHCP/RARP等协议,来自动配置设备的IP地址和路由表。

  • 删除CONFIG_NET_9P,CONFIG_NET_9P是Linux内核配置选项之一,用于启用9P协议的网络文件系统支持。

  • 删除CONFIG_VIRITO_NET,删除虚拟网络支持

  • 删除不需要的文件系统驱动,例如使用flash ubfis时可以删除ext2、ext4、nfs、jfss、9pfs等文件系统的支持

  • 删除CONFIG_FTRACE 删除FTRACE调试选项

  • CONFIG_SCTION_ALIGN_4KB=y,将内核的段对齐大小改为4KB该选项可有效避免内核静态大小因段对齐占用过多的内存

  • 删除SWIOTLB,该选项用来处理DMA控制器访问地址区间不足的能力,K230不需要该选项。需要在arch/riscv/Kconfig中删除select SWIOTLB if MMU

在当前linux代码中,可参考如下已裁剪的defconfig文件,文件所在路径:k230_sdk/src/little/linux/arch/riscv/configs

k230_evb_fastboot_defconfig #常规快启配置文件
k230_evb_doorlock_defconfig #适用于门锁的配置文件,门锁默认是经过了内存优化的配置

lvgl显示内存优化#

该项主要介绍针对lvgl如何减少程序对于显示内存的使用,以门锁poc为例,代码参考 src/little/buildroot-ext/package/door_lock/src/ui/

使用ARGB4444或RGB565参考门锁POClvgl_port/k230/lv_port_disp.cpp中的如下代码

static int disp_init(void)
{
  if (drm_dev_setup(&drm_dev, DRM_DEV_NAME_DEFAULT))
      return -1;

  drm_get_resolution(&drm_dev, &screen_width, &screen_height);
  input_map_set(0);

  for (int i = DRM_UI_BUF_SRART_IDX; i < DRM_UI_BUF_END_IDX; i++) {
      drm_bufs[i].width = ALIGNED_UP_POWER_OF_TWO(display_width, 3);
      drm_bufs[i].height = ALIGNED_DOWN_POWER_OF_TWO(display_height, 0);
      drm_bufs[i].offset_x = (screen_width - display_width) / 2;
      drm_bufs[i].offset_y = (screen_height - display_height);
      drm_bufs[i].fourcc = DRM_FORMAT_ARGB4444;
      drm_bufs[i].bpp = 16;
      buf_mgt_reader_put(&ui_buf_mgt, (void *)i);
  }
}

减少DRM的buffer为2,修改门锁POClvgl_port/k230/lv_port_disp.cpp中的如下代码

#define DRM_UI_BUF_COUNT 2

大核内存优化#

此内容适用Linux+RT-smart双系统及RT-smart单系统

内存复用#

当前基于k230异构系统的sdk,多媒体业务一般被放在大核上,在大核应用程序完全启动之前,可以让大核的elf应用程序通过romfs的方式被加载到mmz的地址区间内,此方法的缺点为程序只能运行一次,当前只支持spinor flash的启动方式

在k230_sdk目录下使用 make menuconfig 命令配置sdk的内存分布区间,输入命令后选择Memory configuration--->spi nor cfg part configuration来配置。

可以参考门锁POC的配置文件k230_sdk/configs/k230_evb_doorlock_defconfig

CONFIG_MEM_MMZ_BASE=0x5c00000
CONFIG_MEM_MMZ_SIZE=0x2000000
CONFIG_MEM_RTAPP_BASE=0x5c00000 #复用mmz的地址空间
CONFIG_MEM_RTAPP_SIZE=0x2000000

多媒体内存优化#

在满足程序本身的需求下,尽量减少vb的个数,优化方式为程序启动运行后,在msh命令行输入cat /proc/umap/vb查看vb的使用信息。可通过每个pool池的MinFree属性来判断vb数量的可优化上限

-----VB PUB CONFIG--------------------------------------------------------------
MaxPoolCnt
        10
-----VB SUPPLEMENT ATTR---------------------------------------------------------
Config  Size    VbCnt
1       204     21
-----COMMON POOL CONFIG---------------------------------------------------------
PoolConfId        BlkSize           Count   RemapMode
0                 8294400           5       CACHED
1                 8192              3       NONE
2                 4096              5       NOCACHE
-----MODULE COMMON MOD POOL CONFIG of [2]---------------------------------------
PoolConfId        BlkSize           Count   RemapMode
0                 4096              5       CACHED
1                 8192              3       NONE

-------------------------------------------------------------------------------------
PoolId  PhysAddr            VirtAddr            IsComm  Owner  BlkSz     BlkCnt  Free    MinFree
0       0x18001000          0xc00d1000          1       -1     8294400   5       2       2
BLK   VI    VENC  VDEC  VO    USER  AI    AREC  AENC  ADEC  AO    V_VI  V_VO  DMA   DPU
0     0     0     0     0     1     0     0     0     0     0     0     0     0     0
1     0     0     0     0     1     0     0     0     0     0     0     0     0     0
2     0     0     0     0     1     0     0     0     0     0     0     0     0     0
Sum   0     0     0     0     3     0     0     0     0     0     0     0     0     0

-------------------------------------------------------------------------------------
PoolId  PhysAddr            VirtAddr            IsComm  Owner  BlkSz     BlkCnt  Free    MinFree
1       0x1a78f000          0x0                 1       -1     8192      3       3       3

-------------------------------------------------------------------------------------
PoolId  PhysAddr            VirtAddr            IsComm  Owner  BlkSz     BlkCnt  Free    MinFree
2       0x1a796000          0xc2860000          1       -1     4096      5       5       5

-------------------------------------------------------------------------------------
PoolId  PhysAddr            VirtAddr            IsComm  Owner  BlkSz     BlkCnt  Free    MinFree
3       0x1a79c000          0xc2866000          1       2      4096      5       5       5

-------------------------------------------------------------------------------------
PoolId  PhysAddr            VirtAddr            IsComm  Owner  BlkSz     BlkCnt  Free    MinFree
4       0x1a7a2000          0x0                 1       2      8192      3       3       3

ISP内存占用优化#

启用MCM的内存动态分配功能,在使用 kd_mpi_vicap_set_dev_attr配置vicap时,需要将dev_attr.pipe_ctrl.bits.dnr3_enable设置为0。

rt-smart系统内存优化#

堆内存优化#

在msh命令行使用free命令和list_page命令可以获取整个系统堆内存和page内存的最大占用情况,可根据得到的最大值调整堆内存和page内存的大小。在tools/menuconfig_to_code.sh中,当编译门锁POC的CONFIG选项时,会将rt-smart的堆内存大小配置为4M。

  if [ "${CONFIG_BOARD_NAME}" = "k230_evb_doorlock" ]; then RT_HW_HEAP_END_SIZE="0x400000"; fi;

page内存优化#

根据优化后的堆内存的大小,rt-smart镜像本身的静态占用大小以及list_page命令得到的最大值即可获得rt-smart系统整体需要的内存大小。这个大小可通过在k230_sdk下输入make menuconfig来配置

内存优化效果#

经过以上的配置优化,k230门锁POC程序只需要使用128M物理内存即可运行。门锁POC各模块占用内存的情况可参考文件k230_sdk/configs/k230_evb_doorlock_defconfig

CONFIG_MEM_TOTAL_SIZE=0x8000000 #总内存使用128M
CONFIG_MEM_QUICK_BOOT_CFG_BASE=0x00000000 #uboot快启参数内存区间
CONFIG_MEM_QUICK_BOOT_CFG_SIZE=0x00040000
CONFIG_MEM_SENSOR_CFG_BASE=0x00040000 #sensor配置参数内存区间
CONFIG_MEM_SENSOR_CFG_SIZE=0x000c0000
CONFIG_MEM_IPCM_BASE=0x00100000 #核间通讯内存区间
CONFIG_MEM_IPCM_SIZE=0x00100000
CONFIG_MEM_RTT_SYS_BASE=0x0200000 #大核rt-smart使用的内存区间
CONFIG_MEM_RTT_SYS_SIZE=0x02000000
CONFIG_MEM_LINUX_SYS_BASE=0x2200000 #小核linux使用的内存区间
CONFIG_MEM_LINUX_SYS_SIZE=0x3a00000
CONFIG_MEM_AI_MODEL_BASE=0x7d00000 #AI模型使用的内存区间
CONFIG_MEM_AI_MODEL_SIZE=0x0200000
CONFIG_MEM_FACE_DATA_BASE=0x7c00000 #人脸数据使用的内存区间
CONFIG_MEM_FACE_DATA_SIZE=0x040000
CONFIG_MEM_SPECKLE_BASE=0x7c40000 #散斑数据使用的内存区间,仅OV9286使用
CONFIG_MEM_SPECKLE_SIZE=0x10000
CONFIG_MEM_MMZ_BASE=0x5c00000 #多媒体内存区间
CONFIG_MEM_MMZ_SIZE=0x2000000
CONFIG_MEM_RTAPP_BASE=0x5c00000 #rt-smart应用程序在romfs中占用的内存区间
CONFIG_MEM_RTAPP_SIZE=0x2000000