Pengoptimuman kelajuan yang sangat berguna: buat sistem bermula lebih cepat

Dalam produk terbenam, kelajuan permulaan sistem ialah penunjuk utama Mengoptimumkan kelajuan permulaan sistem biasanya dipanggil "Permulaan pantas". 快启”。

要对系统启动速度进行优化，首先要知道如何统计系统启动的时间。

下面介绍几种统计内核启动耗时的方法，以及对内核启动速度优化的几个方法。

一、启动耗时统计

printk time

打开kernel配置：

kernel hacking --->
[*] Show timing information on printks

打开后，每个printk的前面都会显示时间戳

主要用来测量内核启动过程各个阶段的耗时

initcall_debug

众所周知，kernel启动时会执行不同等级的initcall，而每个initcall

Untuk mengoptimumkan kelajuan permulaan sistem, anda mesti terlebih dahulu tahu 🎜cara mengira masa permulaan sistem. 🎜🎜Yang berikut memperkenalkan 🎜beberapa kaedah untuk mengira masa permulaan kernel , serta beberapa kaedah untuk mengoptimumkan 🎜kelajuan permulaan kernel. 🎜

1. Perangkaan yang memakan masa permulaan

span >masa printk

🎜Konfigurasi kernel terbuka: 🎜

initcall_debug=1
setargs_nand=setenv bootargs console=${console} earlyprintk=${earlyprintk} root=${nand_root} initcall_debug=${initcall_debug} init=${init}

🎜Selepas dibuka, cap masa akan dipaparkan di hadapan setiap printk🎜

Terutama digunakan untuk mengukur masa yang memakan masa pada setiap peringkat proses permulaan kernel🎜

initcall_debug🎜Seperti yang kita sedia maklum, kernel akan melaksanakan tahap initcall, dan setiap initcallPenggunaan masa juga boleh dikira. 🎜

在kernel的cmdline中加入参数initcall_debug=1：

initcall_debug=1
setargs_nand=setenv bootargs console=${console} earlyprintk=${earlyprintk} root=${nand_root} initcall_debug=${initcall_debug} init=${init}

开启后，就能打印每个initcall函数调用及耗时。

bootgraph

内核自带了一个工具用于统计启动时间：scripts/bootgraph.pl

使用该工具需要打开内核配置CONFIG_PRINTK_TIME=y，并且在cmdline中加上"initcall_debug=1"

系统启动之后，执行命令：

dmesg|perl $(kernel_dir)/script/bootgraph.pl > out.svg

用浏览器查看out.svg文件，可以看到内核启动过程中各个阶段的耗时。

这个工具有点类似于perf的火焰图，可以统计启动各阶段的耗时。

bootchart

除了内核自带的工具，也有开源的工具可用：bootchart。

Bootchart ialah alat perisian sumber terbuka yang digunakan untuk analisis prestasi proses permulaan Linux Ia secara automatik mengumpul penggunaan CPU, proses dan maklumat lain semasa proses permulaan sistem, dan memaparkan hasil analisis secara grafik, yang boleh digunakan untuk membimbing dan mengoptimumkan. proses permulaan sistem.

• Ubah suaikernel cmdline. Tukar init ditukar kepada "init=/sbin/bootchartd". kernel cmdline。将其中的init修改为“init=/sbin/bootchartd”。
• 收集信息。bootchartd会从/proc/stat，/proc/diskstat，/proc/[pid]/stat中采集信息，经过处理后保存为bootchart.tgz文件
• 转换图片。在pc上通过pybootchartgui.py工具将bootchart.tgz转换为bootchart.png

Kumpul maklumat. bootchartd akan bermula daripada /proc/stat,/proc/diskstat,/proc/[pid]/stat mengumpul maklumat dan menyimpannya sebagai bootchart.tgz file

🎜🎜Tukar gambar. Dalam pc melalui pybootchartgui.pyAlat akan bootchart.tgztukar kepadabootchart.png, mudah untuk analisis🎜🎜🎜🎜Akhir sekali, ia juga akan dijadikan gambar untuk analisis, contohnya:🎜

bootchar digunakan terutamanya Ukur masa yang diperlukan untuk melekapkan sistem fail ke proses permulaan aplikasi utamabootchar主要用来测量挂载文件系统到主应用程序启动过程中的耗时

gpio+示波器

可以找一个在系统启动过程中空闲的GPIO，在适当位置设置GPIO电平。

通过示波器抓取波形可以得到各阶段耗时。

通常该方法被用来测量整个启动的耗时，或者各阶段的耗时，该方法也是用的比较多的。

二、内核优化方法

kernel压缩方式

kernel有不同的压缩格式，常见的如gz、xz、lzma

gpio+oscilloscope

Anda boleh cari satu dalam sistem Melahu semasa permulaanGPIO, di mana tetapan Kedudukan yang sesuaiGPIO level.

🎜Anda boleh mendapatkan penggunaan masa setiap peringkat dengan menangkap bentuk gelombang menggunakan osiloskop. 🎜🎜Biasanya kaedah ini digunakan untuk 🎜mengukur masa yang memakan masa keseluruhan permulaan, atau memakan masa setiap peringkat🎜 Kaedah ini juga biasa digunakan. 🎜

2. Kaedah pengoptimuman kernel

kaedah pemampatan kernel

🎜kernel mempunyai format mampatan yang berbeza, yang biasa ialah gz, xz, <code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31 , 35, 0.05);font-family: " operator mono consolas monaco menlo monospace break-all rgb>lzmadsb. . 🎜🎜🎜Format mampatan yang berbeza mempunyai kelajuan penyahmampatan yang berbeza🎜 Dengan membandingkan masa permulaan dan penggunaan denyar kaedah mampatan yang berbeza, pilih satu yang menepati situasi sebenar dan optimumkannya. 🎜

Memuatkan lokasi

Imej kernel boleh ditentukan oleh : rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break -all;color: rgb(239, 112, 96);"> kernel

mengekstrak sendiri, juga boleh digunakan oleh uboot untuk nyahmampat. <code style='font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(239, 112, 96);'>kernel自解压，也可以由uboot进行解压。

对于kernel自解压的情况，如果压缩过的kernel与解压后的kernel地址冲突，则会先把自己复制到安全的地方，然后再解压，防止自我覆盖。这就需要耗费复制的时间。

即把加载地址和运行地址设置为不同地址，可以减少耗时。

内核裁剪

裁剪内核是必要的，如果内核镜像太大，那么解压内核就需要很长时间，所以内核要尽量裁剪。

裁剪内核，可以减少解压耗时。初始化内容少了，也会减少耗时。

因此裁剪内核时，要考虑将不需要的功能都去掉。

预设置lpj数值

LPJ也就是loops_per_jiffy

Untuk kernel situasi pengekstrakan sendiri, Jika 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(239, 112, 96);">kernel dan nyahmampat kernel konflik alamat, ia akan meletakkan terlebih dahulu sendiri Salin ke tempat yang selamat dan kemudian nyahzip untuk mengelakkan overwrite sendiri. Ini memerlukan penyalinan yang memakan masa. 🎜🎜Tetapkan alamat pemuatan dan alamat berjalan kepada alamat yang berbeza, yang boleh mengurangkan penggunaan masa. . 🎜🎜Potong kernel untuk mengurangkan masa penyahmampatan. Kandungan permulaan yang kurang juga akan mengurangkan penggunaan masa. 🎜🎜Jadi apabila memangkas kernel, pertimbangkan untuk mengalih keluar semua fungsi yang tidak diperlukan. 🎜🎜🎜🎜Pratetap nilai lpj🎜🎜🎜🎜LPJ Iaitu, <code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: " operator mono consolas monaco menlo monospace break-all rgb>loops_per_jiffy, setiap Ia akan dikira sekali setiap kali ia dimulakan, tetapi jika tiada pengubahsuaian dibuat, nilainya akan sama setiap kali ia dimulakan Anda boleh terus memberikan nilai untuk melangkau pengiraan. 🎜

如下log所示，有skipped，lpj由timer计算得来，不需要再校准calibrate了。

[ 0.019918] Calibrating delay loop (skipped), value calculated using timer frequency.. 48.00 BogoMIPS (lpj=240000)

如果没有skipped，则可以在cmdline中添加lpj=xxx进行预设

initcall优化

如前面提到,initcall耗时是可以打印出来的，在cmdline中设置initcall_debug=1，即可打印跟踪所有内核初始化过程中调用的顺序以及耗时。

[ 0.021772] initcall sunxi_pinctrl_init+0x0/0x44 returned 0 after 9765 usecs
[ 0.067694] initcall param_sysfs_init+0x0/0x198 returned 0 after 29296 usecs
[ 0.070240] initcall genhd_device_init+0x0/0x88 returned 0 after 9765 usecs
[ 0.080405] initcall init_scsi+0x0/0x90 returned 0 after 9765 usecs
[ 0.090384] initcall mmc_init+0x0/0x84 returned 0 after 9765 usecs

根据打印信息，可以对耗时较多的initcall进行优化。

内核initcall_module并行

initcall有很多等级，但比较耗时的是module。

如果是多核，可以考虑将module_initcall并行执行来节省时间。

目前内核do_initcalls是一个一个按照顺序来执行，可以修改成新建内核线程来执行

减少pty/tty个数

加入initcall打印之后，发现pty/tty init耗时很多，可减少个数来缩短init时间。

initcall pty_init+0x0/0x3c4 returned 0 after 239627 usecs
initcall chr_dev_init+0x0/0xdc returned 0 after 36581 usecs

内核module

只把必须要加进内核的才编译进内核，其他的编译成模块。

例如将必要的clock、tty、pinctrl等编译进内核

. 4px;margin-kanan: 2px; margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb( 239, 112, 96);">RISC-V架构，可以考虑去掉uboot。

XIP

xip：laksanakan Di Tempat。即芯片内执行，是指CPU直接从存储器中读取程序代码执行，而不用再读到内存中。

是代码执行，而不用再读到内存中。到flash中，系统启动时，把程序从flash拷贝到ddr中执行，而xip技术则不需要拷贝程序到ddr，所以速度会很快。

Teknologi ini mesti disokong oleh cip Anda boleh menyemak fungsi SPI的描述是否支持XIP dalam manual cip.

4. Ringkasan

Pengoptimuman kelajuan permulaan sistem di atas akhirnya untuk memberikan beberapa idea dan kaedah.

Untuk mengoptimumkan kelajuan permulaan, secara amnya

anda perlu mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentang permulaan keseluruhan sistem.

Pengoptimuman tidak berkesudahan, ia perlu dioptimumkan mengikut matlamat, dengan mengambil kira kelajuan dan kesan permulaan.

Atas ialah kandungan terperinci Pengoptimuman kelajuan yang sangat berguna: buat sistem bermula lebih cepat. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!