Android 启动性能优化 - kernel篇

题目有点大，其实kernel的启动性能调整和android基本没什么关系，我想应该适用所有使用linux的嵌入式设备

时间测量

说到性能调整，第一件该干的的事就是看下时间到底消耗在哪里。俗话说的好：知己知彼，百战百胜；过度优化，万恶之首

因此手头上要有称心如意的时间测试工具，方法。其实我是不太喜欢工具的，工具这东西可遇不可求，而且不如写代码顺手。

1. PRINTK_TIME

在内核编译选项中打开CONFIG_PRINTK_TIME，重新编译内核后，系统启动后就可以看到每一条printk前都有一个时间戳了，这样就有个大概的轮廓，哪

个驱动消耗了更多的时间，当然这个信息对我们性能调整来说粒度太粗了

2. initcall_debug宏

上面的PRINTK_TIME只是在printk附加上当时的系统时间，对于那些没有printk信息输出的驱动来说是无法提供启动时间信息的，initcall_debug派上了用场，打开这个宏后，每个驱动的初始化起始时间和结束时间都打印出来了。有了这个时间，基本就可以确定哪些部分需要优化了。我的做法是只关注耗时10000us以上的驱动。

3. ktime_t

调用ktime_get 获取时间，我最喜欢的时间测量方法，对于可疑的耗时函数，可如下测试

ktime_t start, end;

start = ktime_get()

candidate_func(arg...)

end = ktime_get()

printk(KERN_ALERT "%s:  start time=%d.%d, end time=%d.%d\n", __func__, start.tv.sec, start.tv.nsec, end.tv.sec, end.tv.nsec);

可以很准确的计算candidate_func的时间，当然如果candidate_func中引发了调度，时间就没那么准确了。

4 printk

尽量去掉printk对时间测量的影响，可以调整kernel/printk.c中的DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL宏，把级别较低的信息去掉

性能优化方法

1. hard code lpj，在uboot启动参数增加 lpj=3997696. 其中的3997696替换为你的机器启动信息获取的值，这个一般能节省200ms

2. 裁剪内核，这块比较大，要单独开一篇来介绍，裁剪的好处有两点：第一减少kernel的尺寸，这也就相应的减少了加载kernel image的时间，第二也减少了不必要的初始化

3. 代码调整：

根据时间测试，找到耗时瓶颈，看看是否能进行优化。

• 移除修改驱动中不必要的sleep 和delay
• 检查耗时的i2c操作，能否替换单个i2c寄存器读写为多个i2c寄存器读写，当然这需要硬件支持
• 推迟module init中不必要的操作到其他地方，比如open函数中，我觉得设备上下电，以及设备初始化都可以考虑移到初次使用设备时进行。
• 去掉hotplug helpers，因为android仅使用netlink来发送uevent事件。但是如果设置了hotplug helpers，那么当一个设备执行了uevent事件，就会从kernel尝试调用这个hotplug helper程序（即便这个helper程序并不存在），这个过程是很消耗时间的。
  
• 在某些场合，用mdelay替换init function中的msleep，由于嵌入式设备的HZ是100，因此msleep(1)导致系统调度后，需要10几ms才能重新调度回来，所以对于msleep 5ms以下都可以替换为mdelay
  
• 使用async_schedule调用module的probe函数，对于那些需要较多msleep的模块，这个方法可以通过并行提高init速度，但是一些模块对初始化顺序是有依赖的，所以慎用

4. 优化设备IO驱动，提高数据的读写速度，kernel启动完成到android launcher完成，几乎无处不涉及到文件的读写，IO速度对启动时间的影响重大，代码是人写的，所以平台特定的IO代码绝对有优化的空间

性能优化结果

最终优化后的结果是kernel从启动到init.rc大概需要0.5秒左右，当然具体优化到什么程度，和kernel需要加载的驱动是密切相关的。