【技术干货】:Linux内存布局策略——从DDR Layout 到 Linux/CMM 双分区设计思路

声明：本文基于爱芯元智SDK 文档与编译脚本进行技术原理分析，仅用于学习与工程参考，不代表官方立场，不包含任何保密信息。

AX615平台内存布局的设计逻辑、分区规则、冲突点与优化思路，适合做移植、调参、内存问题定位参考。

一 整体定位：小容量 DDR 下的 “双区隔离” 架构

[1].AX615 典型配置：128MB / 256MB 片内 DDR，面向 IPC / 低功耗视觉场景。SDK 采用一刀切硬分割：

[2].Linux 系统区：通用内存、内核、驱动、APP、文件缓存

[3].CMM 连续物理内存区：专门给 VIDEO/ISP/NPU/VENC 等硬件模块使用

核心原则：视频硬件必须用连续物理内存，Linux 用虚拟内存，两者永不重叠。

二 DDR 物理布局全貌

0x4000_0000┌─────────────────────────────────────────────│ DDR_RETRAIN        4KB        训练参数├─────────────────────────────────────────────│ OS memory + Kernel  ~32MB      Linux 内核+可用内存├─────────────────────────────────────────────│ DTB                64KB       设备树├─────────────────────────────────────────────│ DTS Reserved       768KB      sysdump/pstore/riscv/optee 预留│   ├─ SYSDUMP│   ├─ PSTORE│   ├─ RISCV (AOV)│   └─ OPTEE├─────────────────────────────────────────────│ OS memory          ~28MB      Linux 剩余可用├───────────────────────────────────────────── 0x4320_0000 (OS_MEM=50/60MB)│ CMM                78MB       视频/ISP/NPU 专用连续内存└───────────────────────────────────────────── 0x4800_0000 (128MB 顶)

关键规则：

[1].Linux 与 CMM 地址无缝衔接，无重叠、无空洞

[2].CMM 起始 = 0x40000000 + OS_MEM_SIZE

[3].DTS Reserved 嵌在 Linux 内部，不占 CMM

[4].128MB / 256MB 共用同一套布局偏移，只改总大小

三 编译脚本如何实现内存规划？

[1]. 总基址与大小

SYS_DRAM_BASE        := 0x40000000SYS_DRAM_SIZE        := 128 #MBSYS_DRAM_SIZE_L2     := 256 #MB

[2]. 最核心公式：自动切分 Linux / CMM

# 128MB 版本OS_MEM_SIZE          := 60 #MBCMM_SIZE             := SYS_DRAM_SIZE - OS_MEM_SIZECMM_START_ADDR       := 0x40000000 + OS_MEM_SIZE

[3]. 启动参数自动生成

mem=60M cmmpool=anonymous,0,0x43200000,78Mmem=60M：告诉内核只认前 60MBcmmpool=：告诉 ax_sys.ko CMM 物理基址与大小

[4]. DTS 预留区固定布局

DTB:          0x41FF0000  64KBDTS Reserved: 0x42000000  768KB包含：sysdump、pstore、riscv、optee

四 内存规划的四层设计思路

[1].隔离性：硬件视频业务不干扰 Linux

VENC/ISP/IVPS/NPU 必须连续物理内存 + 不被置换 + 不碎片

CMM 完全脱离 Linux 内存管理，由 AXERA 私有的 CMM 内存池管理

[2].可移植性：128MB / 256MB 一套布局

偏移全部固定

只改：SYS_DRAM_SIZE + OS_MEM_SIZE + CMM_SIZE

DTB、reserved、optee、riscv 地址全部不变

[3].安全性：reserved-memory 保护敏感段

DTS 里的 reserved 段：

sysdump：异常现场保存

pstore：panic 日志

optee：安全区

riscv：AOV Always-On-Voice

内核不会申请、不会释放、不会映射这段内存。

[4].可调试性：自动输出 ddr_layout.txt

编译自动生成：

DDR Total(1): 0x40000000 -- 0x47FFFFFF (128MB)   OS_MEM(1): 0x40000000 -- 0x431FFFFF (60MB)      CMM(1): 0x43200000 -- 0x47FFFFFF (78MB)...

定位内存越界 / 踩脚必备。

五 Linux 内存内部结构

以 128MB DDR、OS_MEM=64MB 为例：

Linux 64MB├─ 不可见系统占用 8MB│  ├─ 内核代码/数据│  ├─ reserved-memory（DTS）│  └─ 固件段└─ 可见 MemTotal ~56MB   ├─ KO 驱动 ~8MB   └─ APP 可用 ~46MB可优化点（官方明确给出）关闭 AOV → 节省 384KB关闭 syslogd/crond/telnet → 节省～600KB关闭 SD/USB/DHCP → 各节省 200–500KB关闭 Kernel symbol → 节省～700KB

六 CMM 内存：视频系统的 “专属内存池”

[1]. CMM 是什么？

Contiguous Memory Model

整块连续物理内存

不使用 Linux 页表、不交换、不碎片

分成：Partition → Pool → Block

[2]. 典型 CMM 用途

IFE/ISP 输入输出 FBC 帧

IVPS 缩放、裁剪、旋转

VENC 参考帧、码流 buffer

JENC

NPU 输入输出图

Audio 采集与播放 PCM 缓存

[3]. 最关键配置原则

分辨率越大、路数越多 → CMM 必须越大

七 最容易踩的内存坑

[1]. Linux 与 CMM 重叠 → 直接死机 / 重启

原因：OS_MEM_SIZE 算错 → CMM_START 错误检查：

cat /proc/cmdline | grep memcat /proc/ax_proc/mem_cmm_info

[2]. CMM 不足 → 黑屏、无法打开 VI/VENC

现象：AX_SYS_Malloc 失败、申请不到 block解决：

>>增大 CMM（减少 OS_MEM）

>>开启 VENC bRefRingbuf 节省一帧

>>开启 IVPS SW_LOW_MEM

[3]. Linux 内存不足 → APP 被 OOM 杀死

解决：

>>关闭无用服务

>>降低 min_free_kbytes

>>增大 OS_MEM（压缩 CMM）

[4]. DTB 地址被踩 → 内核起不来

DTB 固定在：0x41FF0000任何 bootloader 镜像加载不能覆盖此处。

当出现内存不足时，排查顺序如下:

[1].检查基础分配：cat /proc/meminfo确认MemTotal

[2].检查CMM使用：cat /proc/ax_proc/mem_cmm_info查看剩余

[3].检查Pool状态：cat /proc/ax_proc/pool观察FreeCnt

[4].检查水位线：cat /proc/zoneinfo确认内存压力

[5].检查碎片：cat /proc/buddyinfo评估碎片程度

八 总结：AX615 内存规划的核心思想

[1].硬分割：Linux 与 CMM 物理地址严格分开

[2].固定布局：128MB/256MB 一套偏移，便于移植

[3].专用预留：optee/riscv/sysdump 受保护，不被踩踏

[4].业务导向：视频吃CMM，系统吃Linux，按需调比例

[5].可观测：编译自动输出 ddr_layout.txt，问题定位极快

以上为全文内容。