Android开机速度优化初探
Android的开机速度，基本上没人说快的，通常移植完系统后，马上要看的事情就是优化开机时间，以下是简单回忆以下以前做优化的那些事。
一 开机时间都花在哪？
优化开机时间，通常做的首先是那有有没有BUG，明显不合理的先解决，由于开发阶段稳定性问题，一些地方可能延时加的大，或者频率设的低，先记下来，后面定期还会再看。这些先不看的话，一般拿到机器，我们统计开机时间，主要看如下几个时间段分布：
开机按键时间、亮屏时间(基本固定，除非弄错了，基本检查一遍确定)
uboot启动时间
内核启动后到bootanim退出时间
二 内核优化
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_tfn)
if(initcall_blacklisted(fn))
return
-EPERM;
-if(initcall_debug)
+if(1)
ret =
do_one_initcall_debug(fn);
三 优化方案：
-3 优化建议：
preloadClasses()与preloadResources()可以放到两个线程里面跑。
修改zygote的nice值，及thread priority。
http://androidxref.com/6.0.1_r10/xref/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java#590
中增加如下的修改：
在 EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START,592SystemClock.uptimeMillis());593preload();594EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END,595SystemClock.uptimeMillis()); 前增加修改
/* 20151013 optimize android boot begin */
//get the default priority.
int defaultPriority = Process.getThreadPriority(Process.myPid()) ;
//increase the priority .
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_AUDIO) ;
在gcAndFinalize(); 增加
Process.setThreadPriority(defaultPriority) ;
/* 20151013 optimize android boot end */
-2 系统剪裁也有助于提高系统的开机速度
提升CPU频率 - 将所有CPU切换至性能模式
adb shell stop perf-hal-1-0
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu2/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu3/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu4/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu5/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu6/online"
adb shell "echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu7/online"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu2/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu3/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu4/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu5/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu6/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu7/cpufreq/scaling_governor"
adb shell "echo performance > /sys/class/devfreq/soc:qcom,cpubw/governor"
adb shell "echo performance > /sys/class/devfreq/soc:qcom,mincpubw/governor"
adb shell "echo performance > /sys/class/devfreq/soc:qcom,memlat-cpu0/governor"
adb shell "echo performance > /sys/class/devfreq/soc:qcom, memlat-cpu6/governor"
提升GPU频率
adb shell "echo 0 > /sys/class/kgsl/kgsl-3d0/min_pwrlevel"
adb shell "echo 1 > /sys/class/kgsl/kgsl-3d0/force_clk_on"
adb shell "echo performance > /sys/class/kgsl/kgsl-3d0/devfreq/governor"
-1 电源优化
on init
# Disable UFS powersaving
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkscale_enable 0
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkgate_enable 0
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/hibern8_on_idle_enable 0
write /sys/module/lpm_levels/parameters/sleep_disabled Y
on property:sys.boot_completed=1
# Enable UFS powersaving
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkscale_enable 1
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkgate_enable 1
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/hibern8_on_idle_enable 1
write /sys/module/lpm_levels/parameters/sleep_disabled N
on charger
# Enable UFS powersaving
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkscale_enable 1
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/clkgate_enable 1
write /sys/devices/soc/${ro.boot.bootdevice}/hibern8_on_idle_enable 1
write /sys/class/typec/port0/port_type sink
write /sys/module/lpm_levels/parameters/sleep_disabled N
0 bootgraph 用来分析内核功能， 在kernel cmdline 增加 initcall_debug ,然后dmesg > boot.log bootgraph.pl boot.log > boot.svg
1通过一个比gzip更快的方式去解压内核镜像；
2 去掉系统中一些不必要的log打印；
3 去掉一些系统中不需要的驱动模块；
4 启动时即以最大频率（cpu/DDR）且多核一起跑；
5 将一些耗时大，对启动顺序没有要求的驱动通过异步方式进行加载（如下所示）
这里我们主要关注的是第三个，也是优化的重点。这部分时间，具体都在干啥，瓶颈是哪，可以通过bootchart很清楚的看到。以下结合以前抓的图，简要说一下（图是很久之前抓的，比较懒，没有再跑一遍过程）
上图中bootanim的退出时间没有截出来，实际图是有的，大约是33s的时候结束。
这里分析时，我们是分了几个时间段：
1 内核开始启动，到init进程开始执行。这个可以通过log看到。
2 init进程执行，主要是处理init.rc中的命令，到core和mainl类服务开始启动的时间，上图中可以看到，服务大体都在一个时间点起来的，约7.5S时，这之前的一大段空窗期，也是要重点看的
3 zygote启动时间
4 systemserver中各个服务启动时间
5 应用启动(systemui/launcher/keyguard..)
以上，具体分析看每段时间：
第一点另外处理，具体分析打印看是否有异常，这个值一般是很小的，不合理要和BSP同事一起查一下原因。
第二个主要是init.rc执行各种命令，这个可以通过在execute_one_command函数中统计测量 ，比如大于100ms的命令打印出来，再分析定位原因，这里命令执行时间长基本算BUG，要和BSP工程师一起解决。
第三点主要zygote启动问题，主要慢的原因，是加载资源和类库，这个要读nand，一般卡的时间比较长，图中可以看到，zygote进程一溜的小粉红，说明IO较多。这个preload过程消耗的时间，在logcat的log中，也会打印的，一般来说，都是在近10S左右。
第四个，zygote初始化完后，会fork system_server。 system_server进程启动，耗时也是较长的。根据以前统计分析的结果，这里的服务启动，基本上都是花在packageManagerService的PackageScan中，这又是一个读文件，卡在文件读取中，时间长短，和预制app及安装的app数量有关
第五个时间，是基本都准备ready后，启动launcher等应用了，启动完成后，systemServer请求SurfaceFlinger杀了bootanimation，就启动完成了。
以上时间中，主要要优化的，还是第三步和第四步的IO慢问题，其他可优化的不多。比如CPU，常开四核performance模式启动，也并没提升多少，一般我们就不管了这个了。
咋优化？
确定优化方向后主要看怎么优化这两段耗时的地方：
1. Zygote的preload 资源和class
2. PackageManagerService的包扫描
这里的第一个，最早之前有人直接是去掉preload或删减，虽然可以加快一点开机速度，但是捡了芝麻丢了西瓜，根本不能这样干~
我们最早做的实现方式，
2.1 是将preload做并行处理，毕竟现在都是多核处理器了，而且是preload是加载后还要解析处理的，并行会有一定幅度提升。
对于包扫描，这个不好拆成并行任务，不像preload那么简单干净。考虑过将PackageManager的信息序列化后存起来，下次开机就不扫了，不过看起来改动有点大，不太好搞，也放弃了。
PackageManagerService扫描、检查APK安装包信息
2.2 PMS对/system/framework，/system/app，/data/app，/data/app-private目录中的APK扫描耗费了大量的时间，如果预置的三方应用很多，这样启动的时间就会越长。
优化建议：
2.3 /system/app下的应用，如果是预置应用，在Android.mk建议加上LOCAL_DEX_PREOPT := true控制，在/system/vendor下的预置应用，如果此应用编译时间比较长的，也使用上LOCAL_DEX_PREOPT := true
2.4 尽量减少data区内置app的数量，这个会严重影响开机速度，特别是第一次的开机速度。放在system的app 尽量生成odex 这样会加快开机速度。
最后我们的实现的方式，就是linux上用的较多的readahead机制。具体实现细节就不展开说了，原理就是：
1. 统计开机过程中，读取的块数据信息，记录下来保存
2.再次开机，通过记录下来的块数据读取信息，直接起一个服务，预先开始读，zygote或packagemanagerservice要读文件的时候，文件数据已经在cache中了。
实际用下来，这一招特别好，优化非常明显。以下是实现了一个readahead后的bootchart图：
可以看到：
1. zygote和system_server都提速了
2. zygote和system_server的IO时间，都降低非常大
3. 主要IO时间，跑到readahead进程中去了。
不过，以上实现，还是有可优化的地方：
1. readahead进程可以再提前，在system分区挂载后立刻启动，这样zygote中的IO应该可以再减小
2. 对system_server的IO，此时readahead已经结束了，按理不应该有了，这里还是有IO，这一般是后装apk导致，这个可以把readahead做的更健壮一些，不要只学习开始的一两次。
其他NB的优化
另外还有一个很NB的技术，就是STD。这个我们也搞过，花费了大量的人力物力。STD开机时间，不算上uboot时间的话，基本都是在10S内，5~8S之间。不过这么NB的技术，目前基本上也是废弃了，用起来问题也挺多的：
1. 开机时间少了，关机时间拉长。
由于是STD(Suspend to Disk)，关机时需要将内存数据写入nand，这块也是挺麻烦的事情
2. 稳定性
本身STD弄起来就比较复杂，BUG挺多的，另外使用STD，就相当于永不关机了，这也太考验系统软件的稳定性了...
3. 没毛用
一开始还能忽悠客户，不过后来也没人怎么关心这个feature了，平白给自己找活干，大家都不乐意使能它了。
