嵌入式Linux-启动时间优化

由于物联网项目中需要对设备的启动时间有快速启动的要求，目前的节点嵌入式linux启动时间是28秒左右，现在有了一点自由的时间，决定对这个东西的启动速度做一下优化，看看能提高多少.

   把过程记录以下，供以后学习使用。

   系统主要配置：

    ZYNQ：zc7010

    u-boot：2014.2

    OS:Linux 2014.2

    编译器：gcc4.2.0 20070413 (CodeSourcery Sourcery G++ Lite 2007q1-10)

原来系统启动步骤:

   fsbl> U-boot 1.3.4 -> Linux ->uramdisk

   u-boot阶段把内核和ROOTFS从QSPI中拷贝出来，然后启动Linux。
 

优化第一步：

   修改u-boot，把QSPI的读取速度进行提升
优化第二步：
    对内核进行裁剪，把不需要的硬件驱动砍掉
优化第三步：
   自定义rootfs，缩小文件系统，以及对inittab、rcS脚本的冗余裁减。

从网上找的一些优化的思路：

1.  用Image替代zImage，zImage是压缩后的内核镜像文件，所以使用Image就省去的加载时的解压所消耗的时间（大概可以节省2～3秒的启动时间）。但若使用Image则应考虑NandFlash的空间是否够用。

2.文件系统镜像有ramdisk、jffs2和cramfs三种，内核加载这三种镜像的速率cramfs最快，其次jffs2，最后是ramdisk。其中cramfs是只读文件系统。通常一个产品是三者的结合。

3.优化bootloader，减少其运行时间。

4.减少kernel体积，比如将不是在启动阶段必须加载的驱动模块留在文件系统后面加载，减少kernel的运行和加载时间。

5.优化或关闭调试串口输出。

6.驱动程序放在文件系统后面加载，先显示应用程序界面，再在后台加载必要的驱动模块。

7.将整个系统运行环境保存到RAM中，加电只是个系统恢复过程。

8. 仔细优化kernel和每个驱动模块，将每个部分的延时调试到最快。

9. 应用程序的优化，减少应用程序的启动时间。

10.生成系统启动时间报告

较为简单可行的方式是通过PrintkTime功能为启动过程的所有内核信息增加时间戳，便于汇总分析。PrintkTime最早为CELF所提供的一个内核补丁，在后来的Kernel 2.6.11版本中正式纳入标准内核。所以大家可能在新版本的内核中直接启用该功能。如果你的Linux内核因为某些原因不能更新为2.6.11之后的版本，那么可以参考CELF提供的方法修改或直接下载它们提供的补丁：http://tree.celinuxforum.org/CelfPubWiki/PrintkTimes

　　开启PrintkTime功能的方法很简单，只需在内核启动参数中增加“time”即可。当然，你也可以选择在编译内核时直接指定“Kernel hacking”中的“Show timing information on printks”来强制每次启动均为内核信息增加时间戳。这一种方式还有另一个好处：你可以得到内核在解析启动参数前所有信息的时间。因此，我选择后一种方式。

　　当完成上述配置后，重新启动Linux，然后通过以下命令将内核启动信息输出到文件：

dmesg -s 131072 > ktime

　　然后利用一个脚本“show_delta”（位于Linux源码的scripts文件夹下）将上述输出的文件转换为时间增量显示格式：

/usr/src/linux-x.xx.xx/scripts/show_delta ktime > dtime

　　这样，你就得到了一份关于Linux启动时间消耗的详细报告。

 

注意：

优化嵌入式Linux系统的启动时间时注意，启动时间的减少也是有代价的，比如花费的人力，项目进展时间，产品的安全与稳定，以及系统的其他资源的开销，比如说存储空间等。

通常bootloader写入NorFlash，而内核Image和文件系统镜像写入NandFlash。NandFlash容易出现坏道，而NorFlash要相对好些。将bootloader写入NorFlash则可防止因为bootloader损坏而导致整个系统崩溃。而将bootloader写入NandFlash则可保证不把NorFlash损坏，因为可以通过NorFlash恢复NandFlash数据。