教你如何快速启动Linux 系统

一、 简介
Linux 系统以其开源的特性得到了广泛的应用，在嵌入式系统编程中也占有越来越大的
份量。Linux 系统安全可靠、内核可定制、源代码开放等这些都其优点，但Linux 系统也不
足之处，比如实时不好，比如启动时间过长。本文主要就如何加快Linux 系统的启动速度进
行了总结和探讨。

二、 系统启动流程
一个基于Linux 系统的嵌入式软件的一般启动流程如下：
图1. Linux 系统启动流程
三、 加速启动的方法
以上流程中每一步都可以进行优化，每步的优化方法如下：
1. 为加快从Flash 读取内核的速度可以做以下工作：
1) 根据自己使用的Flash 的用户手册，修改其参数配置，使其读写速度尽可
能的达到最快。
2) 裁剪内核，减小内核体积。在编译内核时去掉不需要的硬件驱动、文件系
从Flash 读取内核
到内存
在内存解压并运
行内核
加载根文件系统
及应用程序镜像
到内存
运行根文件系统
启动脚本
运行主程序
启动完成
统、调试信息，使内核尽可能地达到最小。比如可以去掉内核对键盘、鼠
标等硬件的支持，去掉RomFs、RamDisk 等文件系统的支持。内核中的
文件系统占了相当大的部分，因此应尽量去掉那些根本不需要文件系统。
3) 把内核中一些模块直接编译成模块的方式，而不是与内核编译在一起，在
内核启动之后再装载那些模块，这样也能减小内核体积。比如网卡驱动，
USB 驱动，这些都不是内核启动所必需的模块，因此不必与内核编译一起，
而是编译成单独的模块，当内核启动之后再加载这些模块即可。
2. 为加快在内存中运行内核的速度，可以完全屏蔽掉printk 函数的输出，去掉了在
运行内核时的所有的调试输出信息，这样也能缩短解压并运行内核的时间。printk
函数的输出对启动时间影响很大，在项目刚开始时系统启动时间居然需要4 分钟
左右，后来把printk 的输出屏蔽掉之后启动时间就骤降到40 秒左右，所以printk
对系统的启动时间影响很大。
3. 为加快装载根文件系统和主应用程序到内存中可以采取以下措施：
1) 根文件系统的格式采用cramfs 格式。嵌入式系统中的文件系统有许多，
比如romfs，ramfs，jffs2，cramfs，yaffs 等，通过对各种文件系统进行
比较，最后确定使用cramfs 文件系统，该文件系统在从Flash 加载到内
存中的速度比较理想。
刚开始时我们采用的是jffs2 文件格式，且应用程序和根文件系统放在两
个不同的分区，此时的系统的启动时间是30 秒左右，一直无法降下去。
后来技术支持建议用cramfs 文件系统，且把根文件系统和应用程序放在
一直做成一个镜像文件一起加载，结果启动时间就降了五六秒左右。
2) 用动态库代替静态库来缩小主应用程序的体积，这样也能加快加载主应用
程序到内存的速度。
4. 为加快启动脚本的运行，可以把该启动脚本中的任务最大限度的删减，把所有无关
的任务都去掉；另外还把一些能并行启动的任务都做成并行执行，这样就加快了加
载系统中各任务的速度。
5. 在运行主程序这一步中，可以优化应用程序中各任务的启动时机，把播放电视节目
的任务尽可能的提前，这样用户开机之后就能很快看到电视节目，在开始播放电视
节目之后，才在后台对其它任务进行初始化。
通过以上各种方法的组合应用，我们项目把启动时间控制在了22 秒左右。