嵌入式系統的效能優化

嵌入式系統的啟動速度因裝置的效能和**的質量而異，但總體而言，從消費者的角度考慮，系統的啟動速度肯定是越快越好。因此，對嵌入式系統進行效能優化，加快裝置的啟動時間為專案後期必須進行的一項工作。需要注意的是：嵌入式linux裝置的優化不是一蹴而就的，而是乙個不斷優化，不斷改進的過程。

現將自己掌握的嵌入式裝置的效能優化策略進行總結，如有不對的地方，還望批評指正。

裝置啟動的快慢目前還沒有乙個統一的標準。在專案中一般按照客戶的標準。

對於開發人員來說，評價裝置的效能一般是通過在**中增加log的方式。這種方式具有以下幾點優點：

精確度高。

通常能夠精確到毫秒。有特殊需求的情況下，可以精確到毫秒，比如使用gettimeofday函式。

靈活性強。

可以測出**中任意部分的**執行所耗費的時間。

在嵌入式裝置中，匯入裝置啟動時間過長，效能低下的原因一般包括如下幾個方面：

硬體的原因

硬體的原因一般指的是裝置的cpu及flash效能。如果**的運算量很大，礙於cpu和flash的效能，會導致cpu過於繁忙。有些裝置礙於成本的原因，flash太小，很多東西都需要壓縮存放，那麼在裝置啟動過程中，解壓也需要一定的時間。

程式的原因

**需要進行大量的io操作，比如讀寫檔案，記憶體訪問等等，cpu更多的時候處於等待狀態。而有些**，由於編寫的原因，導師各個程序之間相互等待，cpu利用率低下，制約了裝置的效能。

優化並不能盲目的優化，盲目追求效能，還要統籌考慮。一般要遵循以下原則：

等效性原則

優化前後的**實現的功能要完全一致

有效性原則

優化後的**一定要比原先的**執行速度快活著占用儲存空間小，或者二者兼有，否則就是毫無意義的優化

經濟性原則

很多**效能低下的部分原因也是由於硬體效能的限制，比如將檔案壓縮存放以節約儲存成本。優化要在現有的條件下考慮，不要以更換儲存空間的大小來換取解壓的時間。優化要付出較小的代價，很多程式設計師在做優化的時候，抱怨裝置的效能有限，要求提高裝置的效能，這樣只能是本末倒置。

此處提出的優化的方法主要是從**的角度考慮，不包括公升級硬體。

絕大多數的嵌入式裝置都會使用busybox作為實現linux命令的工具，因此busybox提供了乙個比較完善的環境，可以適用於任何小的嵌入式系統。

busybox 是乙個整合了一百多個最常用linux命令和工具的軟體。busybox 包含了一些簡單的工具，例如ls、cat和echo等等，還包含了一些更大、更複雜的工具，例grep、find、mount以及telnet。有些人將busybox稱為linux工具裡的瑞士軍刀。簡單的說busybox就好像是個大工具箱，它整合壓縮了linux的許多任務具和命令，也包含了android系統的自帶的shell。

busybox包含三種型別的命令：

系統將呼叫fork建立子程序，然後執行busybox中相應的功能，在執行完畢後，返回控制給父程序。

它相當於builts-in，只是執行busybox的內部函式，不必建立子程序，所以其效率極高。

basename,cat,dirname,echo,false,hostid,length,logname,mkdir,pwd,rm,rmdir,deq,sleep,sync,touch,true,usleep,whoami,yes

awk,chgrp,chmod,chown,cp,cut,dd,find,hexdump,ln,soort,test,xargs......

所以優化shell指令碼的策略一般有：

1. 去掉無用的指令碼 2. 盡可能的使用busybox內部的命令 3. 盡量不要使用管道pipe 4. 減少管道中的命令數目

5. 盡量不要使用·

程序的啟動過程如下：

1 搜尋其所依賴的動態庫 2 載入動態庫 3 初始化動態庫 4 初始化程序

5 將程式的控制權移交給main函式

要加快的程序的啟動速度，可以從以下幾方面入手：

1 減少載入的動態庫的數量

a) 使用dlopen，將啟動時不需要的動態庫延後載入 b) 將一些動態庫改為靜態庫優點：- 減少了載入動態庫的數量 - 在與其他動態庫合併之後，動態庫內部的函式之間不必再進行動態鏈結、符號查詢，從而提高速度缺點：- 該動態庫如果被多個動態庫或程序所依賴的話，那麼該動態庫將被複製多份合併到新的動態庫中，導致整體的檔案大小增加，占用更多的flash。

- 失去了動態庫原有的**段記憶體共享，因此可能會導致記憶體使用上的增加

2 優化載入動態庫時的搜尋路徑

a) 設定ld_hwcap_mask，禁掉一些不用的硬體特性 b) 將所有的動態庫都放在乙個目錄下，並且將目錄放在ld_library_path的開始

c) 不能放在乙個目錄的，在程序中加入-rpath選項，指定搜尋路徑

如果做了之前的工作仍然無法滿足程序啟動速度的要求，那就從程序的排程上下功夫，可以：

preload程序

void sigcont( int unused)
int main(int argc, char** argv)

迴圈語句的優化

＃將分支語句提到迴圈的外面的例子
for (i=nloop; i>0; i--)
＃改為：
if (n == 1)
}else }
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## 展開迴圈語句的例子
#方式1
for (n = 0; n < 1024*1024; n++)
#方式2
for (n = 0; n < 1024*512; n++)
#方式3
for (n = 0; n < 1024*256; n++)
#以上三種方法，方式三所用的時間最短，效率最高

函式引數優化

減少區域性變數的個數

當函式內部暫存器變數多於12個時，並不意味著只是將前面的12個臨時變數分配暫存器，之後的臨時變數都是通過棧記憶體來操作。

檔案操作的優化

執行緒的優化

記憶體操作的優化

記憶體訪問流程

+ cpu試圖訪問一塊記憶體

+ cpu首先確認該記憶體是否已經被載入到cache中

+ 如果載入到cache中，則直接在cache中定位

+ 如果未載入到cache中，則通過cpu和記憶體直接的位址匯流排，向記憶體傳送位址的高27位位址

+ 當記憶體收到高27位位址後，利用sdram的突發交換模式，將連續的32個位元組傳送給cpu的cache，填充乙個快取行

+ cpu可以通過位址的高27位來定位cache的快取行，利用位址的低5位定位到快取行中具體的位元組

調整程序的優先順序

嵌入式系統的效能優化

嵌入式Linux 系統優化

嵌入式Linux實時效能優化

嵌入式系統

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嵌入式系統

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