KV260 - zephyr rtosのRAMへの配置先、サイズの変更をconfigurationファイル(prj.conf)で行う。

はじめに
- KV260とpetalinuxを使ってzephyr rtosを利用する際に、
  配置するRAMへの場所、サイズを設定する方法の記録です。

使用するメモリサイズの増加

以前の投稿でpetalinuxからzephyr rtosを起動させた内容を記載したが、
SHELL機能の利用を試みたところ、使用するRAMのサイズが増え、
petalinuxからzephyr rtosの起動の際に、ファイルのロードに失敗する
状況となったため、 RAMへの配置場所やサイズの変更方法を確認

以前の投稿 (KV260 - petalinuxを使用したzephyr rtosの起動)
https://qiita.com/mana_t/items/e56bb6c94c9420167aa9#kv260---petalinux%E3%82%92%E4%BD%BF%E7%94%A8%E3%81%97%E3%81%9Fzephyr-rtos%E3%81%AE%E8%B5%B7%E5%8B%95

SHELL機能使用の際のconfigurationファイル(prj.conf)の差

# nothing here

+ CONFIG_SHELL=y

linuxからファイルのロードする際の失敗エラーメッセージ

root@xilinx-kv260-starterkit-20251:~# echo zephyr.elf > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/firmware  
root@xilinx-kv260-starterkit-20251:~# echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state  
Jan  8 15:05:39 xilinx-kv260-starterkit-20251 kernel: remoteproc remoteproc0: bad phdr da 0x8a20 mem 0x9980  
Jan  8 15:05:39 xilinx-kv260-starterkit-20251 kernel: remoteproc remoteproc0: Failed to load program segments: -22

SHELL機能有効前のRAMサイズ（サンプルアプリケーションhello world使用）

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
       FLASH:          0 GB        32 MB      0.00%
         RAM:       37760 B        64 MB      0.06%
         OCM:          0 GB       256 KB      0.00%
    IDT_LIST:          0 GB        32 KB      0.00%

SHELL機能有効後のRAMサイズ

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
       FLASH:          0 GB        32 MB      0.00%
         RAM:       74656 B        64 MB      0.11%
         OCM:          0 GB       256 KB      0.00%
    IDT_LIST:          0 GB        32 KB      0.00%

RAMの配置の変更方法

petalinux側でreserved memoryに指定した場所に配置場所を変更して実動を確認。
以下のdevice treeでは、0x3ed00000から256Kbyteをreserve。

petalinuxのdevice tree編集（system-user.dtsi)

/include/ "system-conf.dtsi"
/ {
    reserved-memory {
	    #address-cells = <0x02>;
        #size-cells = <0x02>;
        ranges;
        rproc_0_fw_image: memory@3ed00000 {
		    no-map;
		    reg = <0x0 0x3ed00000 0x0 0x40000>;
        };
    };
    
    r5fss@ff9a0000 {
	    compatible = "xlnx,zynqmp-r5fss";
	    xlnx,cluster-mode = <0>;
	    ranges;
	    reg = <0x0 0xFF9A0000 0x0 0x10000>;
	    status = "okay"; 
	    #address-cells = <0x2>;
	    #size-cells = <0x2>;

	    r5f_0: r5f@0 {
	        compatible = "xilinx,r5f";
	        #address-cells = <0x2>;
	        #size-cells = <0x2>;
	        ranges;
                memory-region = <&rproc_0_fw_image>;
	            power-domains = <&zynqmp_firmware 7>;
           };
    };
};
/ {
  chosen {
  bootargs = "console=ttyUSB0,115200 root=/dev/ram0 rw init_fatal_sh=1 cma=900M clk_ignore_unused";
  };
};

zephyrのkv260のdtsとconfigurationファイル(prj.conf)の変更

boards/amd/kv260_r5/kv260_r5.dts

- sram0: memory@0 {
- 	compatible = "mmio-sram";
- 	reg = <0 DT_SIZE_M(64)>;
- };

chosen {
- 	zephyr,sram = &sram0;
	zephyr,flash = &flash0;
	zephyr,console = &uart1;
	zephyr,shell-uart = &uart1;
	zephyr,ocm = &ocm;
};

SHELL機能使用の際のconfigurationファイル(prj.conf)への追加

# nothing here

+ CONFIG_SHELL=y
+ CONFIG_SRAM_BASE_ADDRESS=0x3ED00000
+ CONFIG_SRAM_SIZE=256
+ CONFIG_ROMSTART_RELOCATION_ROM=y
+ CONFIG_ROMSTART_REGION_ADDRESS=0x00000000
+ CONFIG_ROMSTART_REGION_SIZE=0x40

SHELL機能有効前のRAMサイズ(configuration変更時)

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
ROMSTART_REGION:          60 B        64 KB      0.09%
           FLASH:          0 GB        32 MB      0.00%
             RAM:       74656 B       256 KB     28.48%
             OCM:          0 GB       256 KB      0.00%
        IDT_LIST:          0 GB        32 KB      0.00%

起動結果

*** Booting Zephyr OS build v4.2.0-5452-g169cf86969d7 ***
My Hello World! kv260_r5/zynqmp_rpu
uart:~$

RAMへの配置の変更方法(kv260_r5.dtsを使用する場合)

boards/amd/kv260_r5/kv260_r5.dts

+ #address-cells = <2>;
+ #size-cells = <2>;
 sram0: memory@0 {
 	compatible = "mmio-sram";
-   reg = <0 DT_SIZE_M(64)>;
+	reg = <0x0 0x3ed00000 0x0 0x40000>;
 };

chosen {
 	zephyr,sram = &sram0;
	zephyr,flash = &flash0;
	zephyr,console = &uart1;
	zephyr,shell-uart = &uart1;
	zephyr,ocm = &ocm;
};

SHELL機能使用の際のconfigurationファイル(prj.conf)への追加

   kv260_r5.dtsを使用して配置を変更する場合の記述
# nothing here

+ CONFIG_SHELL=y
+ CONFIG_ROMSTART_RELOCATION_ROM=y
+ CONFIG_ROMSTART_REGION_ADDRESS=0x00000000
+ CONFIG_ROMSTART_REGION_SIZE=0x40

メモリマップ上のromのスタート位置

prj.confに指定した、以下の項目により、ROMの開始ポイントの差は、
メモリマップ上で以下の箇所で参照できる。
- CONFIG_ROMSTART_RELOCATION_ROM
- CONFIG_ROMSTART_REGION_ADDRESS
- CONFIG_ROMSTART_REGION_SIZE

CONFIG_ROMSTART_RELOCATION_ROMがある場合

rom_start       0x0000000000000000       0x3c
                0x0000000000000000                __rom_start_address = .
 FILL mask 0x00
                0x0000000000000000                . = (. + (0x0 - (. - __rom_start_address)))
                0x0000000000000000                . = ALIGN (0x4)
                0x0000000000000000                _vector_start =
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.exc_vector_table))
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.exc_vector_table.*))
.exc_vector_table._vector_table_section
                0x0000000000000000       0x3c zephyr/arch/arch/arm/core/cortex_a_r/libarch__arm__core__cortex_a_r.a(vector_table.S.obj)
                0x0000000000000000                _vector_table
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.vectors))
                0x000000000000003c                _vector_end = .
text            0x000000003ed00000     0x88e0
                0x000000003ed00000                . = ALIGN (_region_min_align)
                0x000000003ed00000                __text_region_start = .

CONFIG_ROMSTART_RELOCATION_ROMがない場合

rom_start       0x000000003ed00000       0x3c
                0x000000003ed00000                __rom_start_address = .
 FILL mask 0x00
                0x000000003ed00000                . = (. + (0x0 - (. - __rom_start_address)))
                0x000000003ed00000                . = ALIGN (0x4)
                0x000000003ed00000                _vector_start =
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.exc_vector_table))
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.exc_vector_table.*))
.exc_vector_table._vector_table_section
                0x000000003ed00000       0x3c zephyr/arch/arch/arm/core/cortex_a_r/libarch__arm__core__cortex_a_r.a(vector_table.S.obj)
                0x000000003ed00000                _vector_table
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.vectors))
                0x000000003ed0003c                _vector_end = .

text            0x000000003ed00040     0x88e0
                0x000000003ed00040                . = ALIGN (_region_min_align)
                0x000000003ed00040                __text_region_start = .