原创 如何优化系统启动时间--基于米尔瑞萨MYD-YG2LX开发板

1.概述

MYD-YG2LX采用瑞萨RZ/G2L作为核心处理器，该处理器搭载双核Cortex-A55@1.2GHz+Cortex-M33@200MHz处理器，其内部集成高性能3D加速引擎Mail-G31 GPU(500MHz)和视频处理单元（支持H.264硬件编解码）,16位的DDR4-1600 / DDR3L-1333内存控制器、千兆以太网控制器、USB、CAN、SD卡、MIPI-CSI等外设接口，在工业、医疗、电力等行业都得到广泛的应用。

本文主要介绍基于MYD-YG2LX开发板进行系统启动时间优化的调试案例，一般启动方式有去掉常规uboot，直接使用SPL加载内核和保留常规uboot加载内核的方式，MYD-YG2LX目前使用的是保留常规uboot的方法启动,启动时间20s+,接下来介绍的主要包括TFA、Uboot、Kernel和文件系统时间优化。

• USB-TTL调试串口线一根
• MYD-YG2LX开发板一块
• 12V电源适配器一个

• Linux虚拟机
• 米尔提供的SDK交叉工具链
• Linux5.10.83

4.环境准备

进行调试之前，需要安装好Linux虚拟机等相关开发环境，具体可以参考《MYD-YG2LX_Linux软件开发指南》的2.0章节。

5.启动时间优化

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));
}

最后编译TFA以及更新即可。

• 裁剪uboot，减少uboot大小。

• 移除bootdelay的倒计时时间

• 关闭uboot的打印log

最后编译与更新uboot即可。

• 简单：通过在 cmdline 中添加 quiet 来减少控制台消息
• 适度：通过移除驱动程序、文件系统、子系统来精简内核，从减少内核解压或加载的时间
• 适度：通过移除未使用的硬件接口精简设备树
• 棘手：开始优化行为不良的驱动程序，这是一个相对复杂和困难的任务。优化驱动程序可以提高其性能、稳定性和兼容性，从而改善系统的整体表现。然而，如果驱动程序的行为不良，例如出现崩溃、卡顿或冲突等问题，那么进行优化就会变得更加棘手和挑战。这需要深入分析和修复驱动程序的问题，调整其代码和算法，以使其更加高效和可靠。
• 使用Bootgraph分析内核启动的调用时间，移除花费时间长的驱动和优化需要使用的驱动

• 去掉kernel的打印等级，需要到内核源码下屏蔽掉log属性和到uboot源码下把log等级升高，内核修改如下：

• 关掉kernel不需要的一些外设资源，缩小内核大小(需要根据自己的情况来进行修改)

• 使用Bootgraph分析内核启动的调用时间，移除花费时间长的驱动和优化需要使用的驱动。

setenv bootargs 'rw rootwait earlycon root=/dev/mmcblk0p2 printk.time=1 initcall_debug=1'

然后启动内核，采集启动log，如下：

dmesg > boot-kernel.log

返回内核源码目录，进入内核源码scripts目录，只需下面命令，生成直观图形，如下：

./bootgraph.pl boot-kernel.log > boot-kernel.svg

然后打开boot.svg查看花费时间最大的驱动调用，没用的就关闭，需要用的就优化。

最后编译以及更新内核即可。

systemctl list-unit-files --state=enabled #查看所有开机自启的服务
systemd-analyze blame #查看服务的初始化时间
systemd-analyze critical-chain #查看启动花费时间最多的

5.1.5. 启动测试

经过以上的优化后可以打包一个sd卡刷机包并刷到板子的emmc，关于如何打包可以参考《MYD-YG2LX_Linux软件开发指南》的4.3章节，最后再启动测试，执行systemd-analyze即可看到启动时间，效果如下：