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高级性能优化Android 开机时间慢问题debug

程序员文章站 2022-03-05 08:41:17
高级性能优化Android 开机时间慢问题debugStep 1启动电源以及系统启动当电源按下，引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序到RAM，然后执行。Step2 : bootloader引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序。引导程序是运行的第一个程序，因此它是针对特定的主板与芯片的。引导程序分两个阶段执行。第一个阶段，检测外部的RAM以及加载对第二阶段有用的程序；第二阶段，引导程序设置网络、内存等等。这些对于运行内核是必要.....

高级性能优化Android 开机时间慢问题debug

 

 

Step 1启动电源以及系统启动

当电源按下，引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序到RAM，然后执行。

Step2 : bootloader

引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序。引导程序是运行的第一个程序，因此它是针对特定的主板与芯片的。

引导程序分两个阶段执行。第一个阶段，检测外部的RAM以及加载对第二阶段有用的程序；第二阶段，引导程序设置网络、内存等等。这些对于运行内核是必要的，为了达到特殊的目标，引导程序可以根据配置参数或者输入数据设置内核。

Android引导程序可以在bootable\bootloader。


 

Step3: kernel

内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表，加载驱动。当内核完成系统设置，它首先在系统文件中寻找”init”文件，然后启动root进程或者系统的第一个进程。

Step4：init进程

init是第一个进程，我们可以说它是root进程或者说有进程的父进程。init进程有两个责任，一是挂载目录，比如/sys、/dev、/proc，二是运行init.rc脚本。

  • init进程可以在/system/core/init找到。

  • init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc 。

Step 5 : Native service 启动

在此阶段，会启动android Native service 包括 Zygote,sufaceFlinger,media server,bootanimation 等。

Step 6：Javaservice 启动

在此阶段，android 会启动java的service。并进行package的扫描，包括所有的app以及其所有的package，并且会 check所有的app是否进行了oat的优化如果没有则进行oat的优化。

Step 7：启动Home界面

一旦系统服务在内存中跑起来了，Android便启动home界面。Home界面启动完成后，会check wallpaper和 keygurd 是否 draw 完，如果已经draw完，则会设置service.bootanim.exit
为1，然后bootanimation 结束，界面显示完毕。

Debug

从上面的流程知道，开机问题分为kernel
部分和user
space 部分，下面讨论之。

Kernel

Kernel 又可分为两部分，包括bootloader 部分和driver 加载部分。

  1. bootloader

    我们可以从dmesg 中发现bootloder的KPI并且计算其时间如：

     

    [   0.416193] KPI: Bootloader start count = 23762   //A 为LK 开始时间

    [   0.416205] KPI: Bootloader end count = 239354   //B 为LK 结束时间

    [   0.416212] KPI: Bootloader display count = 37127

    [   0.416219] KPI: Bootloader load kernel count = 2321

    [   0.416226] KPI: Kernel XXX timestamp = 260735 // C bootloader 完成时间

    [   0.416232] KPI: Kernel XXX Clock frequency = 32768   //D clock

     

    我们可以通过下面的算法来确认相关的时间。如果发现时间太长，请debug 相关部分。

    Step1 时间：A/D＝23762 /32768=0.72s

    LK 时间：(B-A)/D＝（239354－23762 ）/32768＝6.57s

    Bootloader 时间：C/D－kmsg(C)= 260735 /32768-0.416226=7.54s

    需要注意的是如果是eng 版本Bootloader的时间会多增加5s。

  2. driver

    在上面linux启动阶段（step3），linux会加载很多driver，以及console等。加载console是比较耗时的操作（0.5s到4s），所以如果没有必要，可以去掉console来优化启动时间。对于其他driver需要注意的是touchdriver，camera sensor，LCD driver。

    我们也可以通过添加打印module init的log，来check每个module初始化时的时间。从而找到花费时间比较多的module。

--- a/init/main.c

+++ b/init/main.c

@@ -785,7 +785,7 @@ int __init_or_module
do_one_initcall(initcall_t fn)

        if (initcall_blacklisted(fn))

                return
-EPERM;

-       if (initcall_debug)

+       if (1)

                ret =
do_one_initcall_debug(fn);

 

 

static int __init_or_module do_one_initcall_debug(initcall_t fn)
{
 ktime_t calltime, delta, rettime;
 unsigned long long duration;
 int ret;

 printk(KERN_DEBUG "calling  %pF @ %i\n", fn, task_pid_nr(current));
 calltime = ktime_get();
 ret = fn();
 rettime = ktime_get();
 delta = ktime_sub(rettime, calltime);
 duration = (unsigned long long) ktime_to_ns(delta) >> 10;
 printk(KERN_DEBUG "initcall %pF returned %d after %lld usecs\n",
   fn, ret, duration);

 return ret;
}

 

 

 

User Space

adb logcat -v threadtime -b events > logcat_envents.txt

adb logcat -v threadtime > logcat.txt

 

Boot Event

我们可以通过查看event来确定是哪部分花时比较多。

// user space 开始时间

07-06 22:18:00.136 I/boot_progress_start(  407): 15528  //systemclock.uptimemillis(),开机到当前时间，毫秒。

//Zygote 进程preload 开始时间 32bit zygote

07-06 22:18:03.846 I/boot_progress_preload_start(  407): 19238

//Zygote 进程preload 开始时间64bit zygote

07-06 22:18:04.551 I/boot_progress_preload_start(  408): 19943

//Zygote 进程preload 结束时间32bit zygot

07-06 22:18:06.313 I/boot_progress_preload_end(  407): 21705

//Zygote 进程preload 结束时间64bit zygote

07-06 22:18:06.356 I/boot_progress_preload_end(  408): 21747

//System server 开始运行时间

07-06 22:18:06.462 I/boot_progress_system_run( 2182): 21853

//Package Scan 开始

07-06 22:18:06.784 I/boot_progress_pms_start( 2182): 22176

//System 目录开始scan

07-06 22:18:06.899 I/boot_progress_pms_system_scan_start(2182): 22290

//data 目录开始scan

07-06 22:18:38.644 I/boot_progress_pms_data_scan_start(2182): 54036

//package scan 结束时间

07-06 22:18:38.660 I/boot_progress_pms_scan_end( 2182):54052

//package manager ready

07-06 22:18:38.882 I/boot_progress_pms_ready( 2182): 54274

//Activity manager ready，这个事件之后便会启动home Activity。

07-06 22:21:40.221 I/boot_progress_ams_ready( 2182): 235613

//HomeActivity 启动完毕，系统将检查目前所有的window是否画完，如果所有的window（包括wallpaper， Keyguard 等）都已经画好，系统会设置属性service.bootanim.exit值为1.并且trigger下面的event。

 

 

07-06 22:21:52.740 I/boot_progress_enable_screen( 2182):248132

 

Code://

 

void enableScreenAfterBoot() {
        EventLog.writeEvent(EventLogTags.BOOT_PROGRESS_ENABLE_SCREEN,SystemClock.uptimeMillis()); //sent  boot_progress_enable_screen

        mWindowManager.enableScreenAfterBoot(); //结束 bootanimation

        synchronized (this) {
            updateEventDispatchingLocked();
        }
    }

 

 public void enableScreenAfterBoot() {
        synchronized(mWindowMap) {
            if (DEBUG_BOOT) {
                RuntimeException here = new RuntimeException("here");
                here.fillInStackTrace();
               ....
            }
            if (mSystemBooted) {
                return;
            }
            
            mH.sendEmptyMessageDelayed(H.BOOT_TIMEOUT, 30*1000);
        }

        mPolicy.systemBooted();

        performEnableScreen(); //here 设置bootanimation exit 
    }

 

 public void performEnableScreen() {
        synchronized(mWindowMap) {
           ...
            if (mDisplayEnabled) {
                return;
            }
            if (!mSystemBooted && !mShowingBootMessages) {
                return;
            }

            // Don't enable the screen until all existing windows have been drawn.
            if (!mForceDisplayEnabled && checkWaitingForWindowsLocked()) {
                return;
            }

if (!mBootAnimationStopped) {
                // Do this one time.
                try {
                    IBinder surfaceFlinger = ServiceManager.getService("SurfaceFlinger");
                    if (surfaceFlinger != null) {
                       ...
                        Parcel data = Parcel.obtain();
                        data.writeInterfaceToken("android.ui.ISurfaceComposer");
                        surfaceFlinger.transact(IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION, // BOOT_FINISHED
                                data, null, 0);
                        data.recycle();
                    }
                } catch (RemoteException ex) {
                    Slog.e(TAG, "Boot completed: SurfaceFlinger is dead!");
                }
                mBootAnimationStopped = true;
            }

           ....
    }

 

status_t BnSurfaceComposer::onTransact(
    uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
    switch(code) {
       .....
        case BOOT_FINISHED: {
            CHECK_INTERFACE(ISurfaceComposer, data, reply);
            bootFinished();
            return NO_ERROR;
        }

 

 

void SurfaceFlinger::bootFinished()
{
    const nsecs_t now = systemTime();
    const nsecs_t duration = now - mBootTime;
    ALOGI("Boot is finished (%ld ms)", long(ns2ms(duration)) );
    mBootFinished = true;

    // wait patiently for the window manager death
    const String16 name("window");
    sp<IBinder> window(defaultServiceManager()->getService(name));
    if (window != 0) {
        window->linkToDeath(static_cast<IBinder::DeathRecipient*>(this));
    }

    // stop boot animation
    // formerly we would just kill the process, but we now ask it to exit so it
    // can choose where to stop the animation.
    property_set("service.bootanim.exit", "1");
}

Bootanimation

在开机启动过程中，bootanimation在surfaceflinger实例化时启动，在其运行过程中会择机检查是否可以退出（service.bootanim.exit＝1），如果可以退出则会根据bootanimation

的config退出。有时，当service.bootanim.exit＝1时，bootanimation没有及时退出。我们就需要

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