米爾-瑞薩RZ/G2L核心板開發(fā)板的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間優(yōu)化應(yīng)用筆記
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1.概述
MYD-YG2LX采用瑞薩RZ/G2L作為核心處理器，該處理器搭載雙核Cortex-A55@1.2GHz+Cortex-M33@200MHz處理器，其內(nèi)部集成高性能3D加速引擎Mail-G31 GPU(500MHz)和視頻處理單元（支持H.264硬件編解碼）,16位的DDR4-1600 / DDR3L-1333內(nèi)存控制器、千兆以太網(wǎng)控制器、USB、CAN、SD卡、MIPI-CSI等外設(shè)接口，在工業(yè)、醫(yī)療、電力等行業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用。
本文主要介紹基于MYD-YG2LX開發(fā)板進(jìn)行系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間優(yōu)化的調(diào)試案例，一般啟動(dòng)方式有去掉常規(guī)uboot，直接使用SPL加載內(nèi)核和保留常規(guī)uboot加載內(nèi)核的方式，MYD-YG2LX目前使用的是保留常規(guī)uboot的方法啟動(dòng),啟動(dòng)時(shí)間20s+,接下來介紹的主要包括TFA、Uboot、Kernel和文件系統(tǒng)時(shí)間優(yōu)化。
2.硬件資源
■ USB-TTL調(diào)試串口線一根
■ MYD-YG2LX開發(fā)板一塊
■ 12V電源適配器一個(gè)
3.軟件資源
■ Linux虛擬機(jī)
■ 米爾提供的SDK交叉工具鏈
■ Linux5.10.83
4.環(huán)境準(zhǔn)備
進(jìn)行調(diào)試之前，需要安裝好Linux虛擬機(jī)等相關(guān)開發(fā)環(huán)境，具體可以參考《MYD-YG2LX_Linux軟件開發(fā)指南》的2.0章節(jié)。
5.啟動(dòng)時(shí)間優(yōu)化
5.1.1.TFA優(yōu)化
TFA引導(dǎo)啟動(dòng)的log主要有以下，如果我們認(rèn)為不是太美觀，可以到TFA源碼中使用grep命令去搜索關(guān)鍵的信息打印，然后把相關(guān)的打印去掉，這可能需要花點(diǎn)功夫去尋找。
例如(grep -rn “BL2:”)搜索到關(guān)鍵的文件(以下圖示只是其中的一個(gè)地方)，然后屏蔽即可。
另外，需要檢查源碼下面的這個(gè)寄存器有沒有設(shè)置，有則忽略，沒有則需要打開，這樣會(huì)減少系統(tǒng)在啟動(dòng)中的時(shí)間。
static void cpu_cpg_setup(void)
{
while ((mmio_read_32(CPG_CLKSTATUS) & CLKSTATUS_DIVPL1_STS) != 0x00000000);
mmio_write_32(CPG_PL1_DDIV, PL1_DDIV_DIVPL1_SET_WEN | PL1_DDIV_DIVPL1_SET_1_1);
while ((mmio_read_32(CPG_CLKSTATUS) & CLKSTATUS_DIVPL1_STS) != 0x00000000);
}
void cpg_early_setup(void)
{
cpu_cpg_setup();
cpg_ctrl_clkrst(&early_setup_tbl[0], ARRAY_SIZE(early_setup_tbl));
}
最后編譯TFA以及更新即可。
5.1.2.Uboot優(yōu)化
正常的啟動(dòng)log如下，我們需要對(duì)這部分進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化可以從下面3個(gè)點(diǎn)出發(fā)。
● 裁剪uboot，減少uboot大小。
MYD-YG2LX平臺(tái)的2G DDR配置文件在configs/myc-rzg2l_defconfig，1G DDR的配置文件在configs/myc-rzg2l_ddr1gb_defconfig，可以在這個(gè)配置文件中屏蔽掉一些自己不需要的功能，這個(gè)需要根據(jù)實(shí)際情況刪除不需要的功能，例如：
● 移除bootdelay的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
bootdelay一般默認(rèn)都是2-3s，移除可以直接修改include/configs/myc-rzg2l.h文件，例如：
● 關(guān)閉uboot的打印log
關(guān)閉uboot相關(guān)的日志打印，可以到uboot的源碼路徑下搜索關(guān)鍵的信息，然后進(jìn)行屏蔽即可(以下圖示只是其中的一個(gè)地方)，例如：
最后編譯與更新uboot即可。
5.1.3. Kernel優(yōu)化
Kernel典型的修改主要有以下：
● 簡(jiǎn)單：通過在 cmdline 中添加 quiet 來減少控制臺(tái)消息
● 適度：通過移除驅(qū)動(dòng)程序、文件系統(tǒng)、子系統(tǒng)來精簡(jiǎn)內(nèi)核，從減少內(nèi)核解壓或加載的時(shí)間
● 適度：通過移除未使用的硬件接口精簡(jiǎn)設(shè)備樹
● 棘手：開始優(yōu)化行為不良的驅(qū)動(dòng)程序，這是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜和困難的任務(wù)。優(yōu)化驅(qū)動(dòng)程序可以提高其性能、穩(wěn)定性和兼容性，從而改善系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。然而，如果驅(qū)動(dòng)程序的行為不良，例如出現(xiàn)崩潰、卡頓或沖突等問題，那么進(jìn)行優(yōu)化就會(huì)變得更加棘手和挑戰(zhàn)。這需要深入分析和修復(fù)驅(qū)動(dòng)程序的問題，調(diào)整其代碼和算法，以使其更加高效和可靠。
● 使用Bootgraph分析內(nèi)核啟動(dòng)的調(diào)用時(shí)間，移除花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化需要使用的驅(qū)動(dòng)
總之優(yōu)化還算是一項(xiàng)蠻復(fù)雜的項(xiàng)目，我們此次主要從以下幾點(diǎn)優(yōu)化：
■ 去掉kernel的打印等級(jí)，需要到內(nèi)核源碼下屏蔽掉log屬性和到uboot源碼下把log等級(jí)升高，內(nèi)核修改如下：
Uboot修改如下：
■ 關(guān)掉kernel不需要的一些外設(shè)資源，縮小內(nèi)核大小(需要根據(jù)自己的情況來進(jìn)行修改)
可以到設(shè)備樹中屏蔽掉一些不需要的接口和到內(nèi)核配置文件中屏蔽掉一些不需要的驅(qū)動(dòng)配置，例如：
■ 使用Bootgraph分析內(nèi)核啟動(dòng)的調(diào)用時(shí)間，移除花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化需要使用的驅(qū)動(dòng)。
首先需要在uboot加上時(shí)間戳和init debug調(diào)用：
setenv bootargs 'rw rootwait earlycon root=/dev/mmcblk0p2 printk.time=1 initcall_debug=1'
然后啟動(dòng)內(nèi)核，采集啟動(dòng)log，如下：
dmesg > boot-kernel.log
返回內(nèi)核源碼目錄，進(jìn)入內(nèi)核源碼scripts目錄，只需下面命令，生成直觀圖形，如下：
./bootgraph.pl boot-kernel.log > boot-kernel.svg
然后打開boot.svg查看花費(fèi)時(shí)間最大的驅(qū)動(dòng)調(diào)用，沒用的就關(guān)閉，需要用的就優(yōu)化。
最后編譯以及更新內(nèi)核即可。
5.1.4.文件系統(tǒng)優(yōu)化
MYD-YG2LX的文件系統(tǒng)是基于yocto構(gòu)建的，關(guān)于yocto如何構(gòu)建可以參考《MYD-YG2LX_Linux軟件開發(fā)指南》的3.0章節(jié)。
文件系統(tǒng)主要使用下面這3個(gè)命令就可以找到花費(fèi)時(shí)間最多的服務(wù)，然后可以根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化。當(dāng)然也可以把所有的服務(wù)以圖形的形式表現(xiàn)出來，這樣更加直觀，采用systemd-analyze plot > boot.svg 可以把每個(gè)服務(wù)啟動(dòng)順序和消耗時(shí)間顯示出來，針對(duì)這些服務(wù)，移除掉不需要的或者調(diào)整服務(wù)之間的啟動(dòng)順序。
systemctl list-unit-files --state=enabled #查看所有開機(jī)自啟的服務(wù)
systemd-analyze blame #查看服務(wù)的初始化時(shí)間
systemd-analyze critical-chain #查看啟動(dòng)花費(fèi)時(shí)間最多的服務(wù)
5.1.5.啟動(dòng)測(cè)試
經(jīng)過以上的優(yōu)化后可以打包一個(gè)sd卡刷機(jī)包并刷到板子的emmc，關(guān)于如何打包可以參考《MYD-YG2LX_Linux軟件開發(fā)指南》的4.3章節(jié)，最后再啟動(dòng)測(cè)試，執(zhí)行systemd-analyze即可看到啟動(dòng)時(shí)間，效果如下：
評(píng)論