【摘 要】
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龙芯2K1000B是龙芯公司研发的面向网络安全领域及移动智能终端领域的双核处理器芯片,在这样的应用场景与定位下,系统的启动速度十分重要,快速的启动对提高用户体验有着很大的积极意义。论文通过对龙芯2K1000B的软硬件系统进行分析,提出了对该系统启动速度的具体优化方法并实验验证了优化的有效性。对启动软件的分析主要包含三个方面。首先分析了系统的具体启动流程,包括PMON初始化、Linux内核初始化和系
【基金项目】
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“国家科技重大专项——面向移动智能终端的CPU及移动智能操作系统基础软件研发”科研项目中“移动智能操作系统基础软件研发”子课题；
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龙芯2K1000B是龙芯公司研发的面向网络安全领域及移动智能终端领域的双核处理器芯片,在这样的应用场景与定位下,系统的启动速度十分重要,快速的启动对提高用户体验有着很大的积极意义。论文通过对龙芯2K1000B的软硬件系统进行分析,提出了对该系统启动速度的具体优化方法并实验验证了优化的有效性。对启动软件的分析主要包含三个方面。首先分析了系统的具体启动流程,包括PMON初始化、Linux内核初始化和系统服务初始化三个部分。然后分析并适配了ESESC性能评估工具,区别于传统方法,利用该工具从指令数和时钟数的角度评估分析了Linux内核部分在龙芯2K1000B处理器上的启动耗时情况。最后实测并分析了整体启动流程在龙芯2K1000B处理器上的耗时,其中重点分析了Linux内核初始化部分中可优化的耗时部分,包括根文件系统挂载延时、串口相关的耗时和延时校准耗时。通过对系统启动过程的分析,采用了以下的优化手段。首先通过裁减,提高了PMON、Linux内核和系统服务初始化的启动速度。然后重点研究Linux内核部分,对于根文件系统挂载,利用完成量机制降低根设备的等待时延,并且合理减少USB存储设备的建立延迟;对于串口控制台的建立延迟和打印延迟,通过临时提高控制台打印级别来优化;对于串口设备初始化的延时,采用了单独模块加载的方式优化;对于延迟校准过程采用预设lpj值的优化方法。最后,根据对软件框架和2K1000B平台的硬件特性的分析,适配了CPU热插拔和STD机制,建立了基于STD的快速启动策略。通过对快速启动过程的分析,采用了两种优化策略,包括,一、最大化回收内存来缩小启动镜像大小;二、减少保存的进程并删除用户登陆状态,从而避免传统方案会保留用户信息的不足。通过实验验证,采用本文中的优化方法,PMON初始化部分的耗时从17.65s减少到10.75s;Linux内核镜像加载和解压的耗时从5.18s减少到3.36s;Linux内核初始化的耗时从17.83s减少到1.38s;系统服务初始化的耗时从18.56s减少到6.51s;整体启动时间从59.22s减少至22.00s,减少了62.8%。
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