优化嵌入式Linux的启动时间之Bootloader

青旅半醒 2022-10-26 03:54 202阅读 0赞

## 优化嵌入式Linux的启动时间之Bootloader ##

注：本文转载自微信公众号嵌入式客栈——[优化嵌入式Linux的启动时间之Bootloader][Linux_Bootloader]

原创 逸珺 嵌入式客栈 *2020-03-05*

导读：嵌入式Linux在应用中往往希望系统能在尽量短的时间内启动，以提高用户体验。而且在有的应用场合，对启动时间具有严格的时间要求，尤其在工业或者医疗器械应用领域。此时如何加快Linux的启动，将成为一个挑战，对于大多数应用开发人员而言，由于Linux系统的复杂性，对于如何提高启动速度，往往无从下手。那么读完优化嵌入式Linux的启动时间系列文章，将获得清晰完整的解决思路。本文将从Bootloader的角度探讨如何优化进而缩短启动时间。

![图片][8156d24a2decfb2e0028dc0596aa2eb9.png]

**1. 裁剪**

*  删除不必要的功能。
    
    通常引导加载程序包括许多仅用于开发所需的功能。用较少的功能编译您的bootloader。
 *  优化所需的功能。调整引导加载程序以获得最快的性能。

U-Boot是事实上的嵌入式bootloader标准，对于U-Boot而言，以下一些功能在产品中可能不需要：

*  在include / configs / <soc>-<board> .h中禁用尽可能多的功能
 *  示例：MMC，USB，以太网，dhcp，ping，命令行版本，命令完成提示...
 *  较小且更简单的U-Boot加载速度更快，初始化速度更快。
 *  移除启动延时：
    
     *  消除启动延迟，这样通常可以节省几秒钟！：
        
        setenv引导延迟0
     *  在执行此操作之前，请先使用
        
        CONFIG\_ZERO\_BOOTDELAY\_CHECK重新编译U-Boot，
        
        参考文档在doc / README.autoboot中。即使启动延迟设置为0，它也可以通过敲键来停止自动启动过程。

**2. 简化脚本**

有些情况，脚本很复杂，如：

![图片][a403a28719fa18fd291ca38448636515.png]

可以修改为：

![图片][108445d3cb7ac1fca88e12c386a03e5e.png]

在ARM9（400MHz)可节省大约56ms

**3. 拷贝准确大小的内核**

*  将内核从ROM复制到RAM时，仍然看到许多系统复制了太多无用字节，而没有考虑确切的内核大小。
 *  在U-Boot中，使用nboot命令：
    
    nboot ramaddr 0 nandoffset
 *  U-Boot使用存储在uImage标头中的内核大小信息来知道要复制多少字节。

**4. 优化内核加载**

将内核uImage复制到RAM之后，U-Boot始终将其移动到uImage标头中指定的加载地址。还执行CRC检查。

*  可以通过将uImage直接加载到正确的地址来使U-Boot跳过memmove操作。
 *  计算此地址：
    
    Addr = Load Address - uImage header size
    
    Addr = Load Address - (size(uImage) - size(zImage))
    
    Addr = 0x20008000 - 0x40 = 0x20007fc0
 *  在生产中时数据一般不会损坏将内核复制到RAM时，可以考虑禁用CRC检查
 *  禁用带有U-boot环境变量的CRC检查：
    
    setenv verify no
 *  关闭U-Boot控制台输出。需要使用以下命令编译U-Boot
    
    CONFIG\_SILENT\_CONSOLE和setenv silent yes.
    
    有关详细信息，请参见doc / README.silent。

**5. 跳过bootloader直接启动内核**

*  原理：立即加载内核，而不是先加载引导加载程序，再加载内核！
 *  例如在Microchip AT91上，使用at91bootstrap v3即可轻松实现。  
    您只需要使用linux或linux\_dt配置之一进行配置：
    
    make at91sama5d3xeknf\_linux\_dt\_defconfig
    
    make

对于 U-Boot Falcon 模式：

*  U-Boot分为两部分：SPL（二级程序加载程序）和U-Boot映像。 然后，U-Boot可以配置SPL来直接加载Linux内核，而不是U-Boot映像。
 *  有关详细信息，请参见doc / README.falcon和
    
    http：//schedule2012.rmll.info/IMG/pdf/LSM2012\_UbootFalconMode\_Babic.pdf进行原始演示。
 *  所有支持SPL的U-Boot板上均以相同的方式支持此功能。

在阅读完一系列的文章后，对于如何降低嵌入式Linux启动时间，将有一个完整的解决思路。

谢谢关注!

[Linux_Bootloader]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwNjQ4OTE4Mw==&mid=2247484770&idx=1&sn=97a31a2561ab934a36fbbb6af9eadf51&chksm=9b0dd052ac7a594459732f87a756cb9a2749dd5e4e04dc8666a0fee140865f282be1f9f6abaf&scene=178&cur_album_id=1390793242496647170#rd
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