2024年4月7日发(作者：)
嵌入式 Linux 启动时间优化
1 简介
本章包含的话题有启动时间的测量、分析、人因工程（human factors）、初始化技术和优化
技巧等。
产品花在启动方面的时间直接影响终端用户对该产品的第一印象。
一个消费电子设备不管如何引人注目或者设计得怎么好，设备从关机状态到可交互的使用状
态所需的时间对于获得正面的用户体验尤为关键。案例 #1 就是在关机状态从头启动一个设
备的例子。
启动一个设备涉及到许多步骤和一系列的事件。为了使用前后一致的术语，消费电子 Linux
论坛（CE Linux Forum）的启动时间优化工作组起草了一个术语词汇表，该表包括了相关术
语在该领域内通用的定义。该词汇表如下：
启动时间相关的词汇表
2 技术/项目主页
下面主要介绍与减少 Linux 启动时间有关的各种技术。
有一部分描述了 上可以下载的本地补丁，而其余部分则介绍了在其他地方维护
的项目或者补丁。
2.1 测量启动时间
Printk Times – 用于显示每个 printk 的执行时间
内核函数跟踪（Ftrace） – 用于报告内核中每个函数的调用时间
Linux 跟踪工具箱（LTT） – 用于报告确切的内核和进程事件的时间数据
Oprofile（译注：最新替代品是 perf） – 通用的 Linux 分析器（Profile）
Bootchart – 用于 Linux 启动过程的性能分析和数据展示。收集启动过程中的用户空间部
分的资源使用情况和进程信息，然后渲染成 PNG、SVG 或者 EPS 格式的图表。
Bootprobe – 一组用于分析系统启动过程的 System Tap 脚本
当然，别忘了 cat /proc/uptime （译注：统计系统已经运行的时间）
grabserial – Tim Bird （译注：CE Linux Forum 主席）写的一个非常赞的工具用于记录控制
台输出并打上时间戳
进程跟踪 – 同样是 Tim Bird 写的一个简单补丁，用于记录 exec、fork 和 exit 系统调用。
ptx_ts – Pengutronix 的时间戳记录器（TimeStamper）：一个简单的过滤器，可前置时间戳
到标准输出（STDOUT）上，有点像 grabserial 但是不限于串口。
Initcall（内核初始化函数）调试 – 一个用于显示 initcalls 所花时间的内核命令行选项
也可以看下: Kernel 检测工具，里头列举了一些已知的内核检测工具，这些对于测量内核启
动时间来说可能会有帮助。
2.2 减少启动时间的技术和技巧
2.2.1 引导程序（Bootloader）加速
就地执行（XIP）内核 – 允许内核在 ROM 或者 FLASH 上就地执行（XIP）
在启动时通过 DMA 拷贝内核镜像
使用 DMA 从闪存（Flash）拷贝内核镜像文件到内存中
采用未压缩的内核 – 一个未压缩的内核或许可以更快启动
快速内核解压
2.2.2 内核加速
关闭控制台 – 避免启动过程中的控制台输出开销（译注：尤其是串口控制台，会严重拖慢
系统启动，甚至带来各种实时问题）
关闭调试接口 和 printk – 避免调试接口和printk带来的开销，缺点是将丢失大量（对于
调试可能有用）的信息
不同步 RTC – 避免在启动时延迟用 RTC 时钟边沿同步系统时间（可能带来时钟漂移）
更短的 IDE 延迟时间 – 减少 IDE 启动延迟的持续时间（有效但是可能危险）
硬编码内核模块信息 – 通过硬编码用于加载重定位信息的内容来减少加载模块的开销
不侦测 IDE – 强制内核使用 ide
预设 LPJ – 允许使用一个预设的 loops_per_jiffy（同样可以通过内核命令行选项设置）
异步函数调用 – 允许侦测（Probe）函数或者其他函数并行处理，从而让耗时的启动活动
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