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news 2025/9/15 17:47:21

网站建设商品的分类,网站开发有什么语言,手机网站开发与pc网站开发的不同,天津优化代理文章目录Tina_Linux_系统裁剪_开发指南1 概述2 Tina系统裁剪简介2.1 boot0裁剪2.2 uboot裁剪2.3 内核裁剪2.3.1 删除不使用的功能2.3.2 删除不使用的驱动2.3.3 修改内核源代码2.3.3.1 size工具.2.3.3.2 ksize.py脚本2.3.3.3 nm命令2.3.3.4 kernel压缩方式.2.4 文件系统裁剪.2.4… 文章目录Tina_Linux_系统裁剪_开发指南1 概述2 Tina系统裁剪简介2.1 boot0裁剪2.2 uboot裁剪2.3 内核裁剪2.3.1 删除不使用的功能2.3.2 删除不使用的驱动2.3.3 修改内核源代码2.3.3.1 size工具.2.3.3.2 ksize.py脚本2.3.3.3 nm命令2.3.3.4 kernel压缩方式.2.4 文件系统裁剪.2.4.1 应用程序及冗余文件裁剪2.4.2 库的裁剪2.4.2.1 C库的选择.2.4.2.2 删除没用到的库2.4.3 应用程序与库strip2.4.4 文件系统压缩.3 参考资料Tina_Linux_系统裁剪_开发指南 1 概述编写目的: 嵌入式产品往往为了压缩成本而使用较小的flash存储器因此可能需要对系统进行裁剪来减少对flash的占用。系统经过裁剪过后通常也会提升启动速度以及减少内存占用。本文介绍TinaLinux中系统裁剪的方法为有裁剪需求的使用者提供参考。 2 Tina系统裁剪简介 Tina固件中通常包含boot0、uboot、kernel、rootfs等镜像。基于经验各个镜像尺寸的量级如下表所示表2-1:各镜像尺寸的量级镜像大小boot0 100Kuboot 1Mkernel 3M 15Mrootfs 4M 可以看到boot0、uboot、kernel、rootfs的尺寸是依次增大的。对于大尺寸的裁剪效果往往比小尺寸的裁剪效果明显比如rootfs裁剪1M可能很容易对于uboot来说则非常困难。因此后续主要介绍kernel以及rootfs的裁剪。 2.1 boot0裁剪由于boot0很小通常来说boot0代码也不开源因此略过。 2.2 uboot裁剪目前tina环境中有不同版本的uboot分别存在两个不同的文件路径中以实际sdk的目录为准cboot可以进入到相应的uoot目录这两个路径分别为lichee/brandy/u-boot或者lichee/brandy-2.0/u-boot 主要有下面两种裁剪思路修改uboot配置文件删减不需要的配置。uboot配置文件通常位于源码下include/configs/CHIP.h或者configs/{CHIP}.h或者configs/CHIP.h或者configs/{CHIP}_*_defconfig。删除不需要的uboot命令。 2.3 内核裁剪通常关于Linux内核裁剪主要有如下方法删除不使用的功能。如符号表、打印、调试等功能。删除不使用的驱动。修改内核源代码。内核压缩。 2.3.1 删除不使用的功能下表中列出了一些内核选项包含选项的描述默认值以及推荐值减小内核镜像尺寸。表2-2:内核选项及描述 CONFIG optionDescriptionDefSmallCORE_SMALLtune some kernel data sizesNYNET_SMALLtune some net-related data sizesNYKMALLOC_ACCOUNTINGturn on kmalloc accountingNY *AUDIT_BOOTMEMprint out all bootmem allocationsNY *DEPRECATE_INLINEScause compiler to emit info about inlinesNY *PRINTKprintk code and message dataYNBUGallow elimination of BUG codeYNELF_COREallow disabling of ELF core dumpsYNPROC_KCOREallow disabling of /proc/kcoreYNAIO allowdisabling of async IO syscallsYNXATTR allowdisabling of xattr syscallsYNFILE_LOCKINGallow disabling of file locking syscallsYNDIRECTIOallow disabling of direct IO supportYNMAX_SWAPFILES_SHIFTnumber of swapfiles50NR_LDISCSnumber of tty line disciplines162MAX_USER_RT_PRIOnumber of RT priority levels1005KALLSYMSload all symbols for debugging/kksymoopsYNSHMEMallow disabling of shmem filesystemYN SWAPsupport for a swap segmentYNSYSV_IPCsupport for System V IPCYN POSIX_MQUEUEPOSIX message queue supportYN SYSCTLallow disabling of sysctl supportYN LOG_BUF_SHIFTcontrol size of kernel printk buffer1411CC_OPTIMIZE_FOR_SIZEUse gcc -os to optimize for sizeYYMODULESallow support for kernel loadable modulesYN KMODautomatic kernel module loadingYNPCIallow support for PCI bus and devicesYY -XIP_KERNELallow support for kernel Execute-in-PlaceNNBLK_DEV_LOOPsupport for loopback block deviceYY -BLK_DEV_RAMblock devices for RAM filesystemsYY -IOSCHED_ASInclude Anticipatory IO schedulerYYIOSCHED_DEADLINEInclude Deadline IO schedulerYN IOSCHED_CFQInclude CFQ IO schedulerYN IP_PNPsupport for IP autoconfigurationYN IP_PNP_DHCPsupport for IP autoconfiguration via DHCPYN IDEsupport for IDE devicesYN SCSIsupport for SCSI devicesYN 其中 “Y *”-表示开发的时候设置成Y发布的时候可以设置成N。“N ”-表示基于应用需要来判断是否设置成N。“Y -”-表示可能需要可以设置N尝试一下。在Tina中集成了CONFIG_REDUCE_KERNEL_SIZE宏。一旦使能该宏后将会采用部分上面的裁剪措施来减小kernel镜像尺寸主要思路是关闭与log/debug等相关的配置然后对kernel进行xz压缩可参考tina/scripts/reduce-kernel-size.sh。执行make menuconfig开启如下选项 Tina Configuration Target Images — [*] downsize the kernel size (EXPERIMENTAL) 说明此功能当前是 EXPERIMENTAL 的。建议直接执行 make kernel_menuconfig 然后按照上述表格来配置。 2.3.2 删除不使用的驱动方案明确之后所需的内核驱动也明确了。可以执行make kernel_menuconfig将没有用到的驱动关闭。 2.3.3 修改内核源代码内核源码庞大直接修改往往难度很大可借助相关工具来评估模块以及符号的大小然后进行针对性的裁剪。 2.3.3.1 size工具. size命令可查看内核镜像的text、data、bss等段的大小。如执行size vmlinux将会得到 text data bss dec hex filename 5818117 1378944 168972 7366033 706591 vmlinux2.3.3.2 ksize.py脚本在tina/lichee/linux-4.9/scripts目录下有一个ksize脚本可以对内核目录下的built-in.o进行解析并将解析的内容按照尺寸进行排序显示出来。执行结果如下所示 Linux Kernel total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- vmlinux 7366033 | 5818117 1378944 168972 -------------------------------------------------------------------------------- drivers/built-in.o 2244823 | 2080782 123885 40156 net/built-in.o 1682005 | 1630911 32590 18504 fs/built-in.o 975830 | 950780 5442 19608 kernel/built-in.o 678363 | 593347 41064 43952 mm/built-in.o 302442 | 272965 7309 22168 sound/built-in.o 237890 | 227338 6836 3716 security/built-in.o 170272 | 145055 13989 11228 block/built-in.o 149110 | 145408 2458 1244 crypto/built-in.o 145972 | 131610 7258 7104 lib/built-in.o 141721 | 141093 559 69 init/built-in.o 33551 | 18558 14909 84 ipc/built-in.o 29998 | 29218 772 8 usr/built-in.o 138 | 138 0 0 -------------------------------------------------------------------------------- sum 6792115 | 6367203 257071 167841 delta 573918 | -549086 1121873 1131 drivers total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- drivers/built-in.o 2244823 | 2080782 123885 40156 -------------------------------------------------------------------------------- drivers/usb/built-in.o 448756 | 409279 27813 11664 drivers/block/built-in.o 357202 | 324752 21582 10868 drivers/tty/built-in.o 174213 | 155371 13938 4904 drivers/base/built-in.o 157961 | 153861 3460 640 drivers/mmc/built-in.o 133678 | 131782 1756 140 drivers/scsi/built-in.o 105021 | 95105 9348 568 drivers/md/built-in.o 100909 | 98382 1291 1236 drivers/mtd/built-in.o 96023 | 92244 1467 2312 drivers/hid/built-in.o 86072 | 81552 4160 360 drivers/clk/built-in.o 69737 | 58289 10856 592 drivers/cpufreq/built-in.o 51525 | 44400 1793 5332 drivers/pinctrl/built-in.o 50463 | 46458 3921 84 drivers/input/built-in.o 45250 | 44046 1156 48 drivers/i2c/built-in.o 43511 | 42791 656 64 drivers/spi/built-in.o 39888 | 38323 1557 8 drivers/thermal/built-in.o 38654 | 36673 1893 88 drivers/regulator/built-in.o 36217 | 35257 820 140 drivers/of/built-in.o 35994 | 35095 407 492 drivers/gpio/built-in.o 29432 | 29167 224 41 drivers/leds/built-in.o 25548 | 25076 464 8 drivers/rtc/built-in.o 25072 | 24428 460 184 drivers/tee/built-in.o 24823 | 24662 113 48 drivers/char/built-in.o 23718 | 21642 1224 852 drivers/soc/built-in.o 20916 | 13980 6804 132 drivers/bluetooth/built-in.o 20223 | 19319 100 804 drivers/dma/built-in.o 17892 | 17458 334 100 drivers/irqchip/built-in.o 14767 | 12371 2308 88 drivers/pwm/built-in.o 14636 | 14036 472 128 drivers/dma-buf/built-in.o 13975 | 13904 23 48 drivers/cpuidle/built-in.o 12613 | 10848 1749 16 drivers/watchdog/built-in.o 9986 | 9660 281 45 drivers/power/built-in.o 9836 | 8296 1224 316 drivers/clocksource/built-in.o 9608 | 8708 796 104 drivers/misc/built-in.o 8471 | 8105 340 26 drivers/bus/built-in.o 6357 | 5691 618 48 drivers/hwmon/built-in.o 5230 | 5054 144 32 drivers/hwspinlock/built-in.o 4792 | 4664 128 0 drivers/firmware/built-in.o 4453 | 4384 9 60 drivers/reset/built-in.o 3818 | 3686 132 0 drivers/net/built-in.o 1803 | 1755 48 0 drivers/mfd/built-in.o 1623 | 1511 108 4 drivers/video/built-in.o 379 | 379 0 0 -------------------------------------------------------------------------------- sum 2381045 | 2212444 125977 42624 delta -136222 | -131662 -2092 -2468 net total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- net/built-in.o 1682005 | 1630911 32590 18504 -------------------------------------------------------------------------------- net/ipv4/built-in.o 428233 | 401161 14719 12353 net/mac80211/built-in.o 302085 | 301822 259 4 net/core/built-in.o 267334 | 256693 8573 2068 net/bluetooth/built-in.o 227913 | 226708 1033 172 net/wireless/built-in.o 160236 | 158651 557 1028 net/xfrm/built-in.o 74537 | 72737 1384 416 net/bridge/built-in.o 59936 | 58812 1112 12 net/sched/built-in.o 29706 | 28344 1346 16 net/packet/built-in.o 26453 | 26172 281 0 net/netlink/built-in.o 26105 | 25498 455 152 net/unix/built-in.o 24671 | 22266 340 2065 net/key/built-in.o 21095 | 20783 308 4 net/*.o 16279 | 15811 412 56 net/8021q/built-in.o 15245 | 14981 264 0 net/ipv6/built-in.o 9445 | 8295 1136 14 net/rfkill/built-in.o 7142 | 6710 408 24 net/ethernet/built-in.o 2431 | 2391 40 0 net/llc/built-in.o 2068 | 1980 72 16 net/802/built-in.o 1944 | 1792 140 12 -------------------------------------------------------------------------------- sum 1702858 | 1651607 32839 18412 delta -20853 | -20696 -249 92 fs total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- fs/built-in.o 975830 | 950780 5442 19608 -------------------------------------------------------------------------------- fs/*.o 351665 | 339511 1774 10380 fs/ext4/built-in.o 295807 | 294110 1125 572 fs/jffs2/built-in.o 99642 | 99446 124 72 fs/proc/built-in.o 77696 | 73111 377 4208 fs/fat/built-in.o 49264 | 49088 144 32 fs/jbd2/built-in.o 47379 | 47254 65 60 fs/overlayfs/built-in.o 24939 | 24842 93 4 fs/squashfs/built-in.o 23156 | 23092 60 4 fs/kernfs/built-in.o 21086 | 16863 111 4112 fs/configfs/built-in.o 18193 | 17916 261 16 fs/debugfs/built-in.o 16120 | 16056 52 12 fs/pstore/built-in.o 13904 | 13531 325 48 fs/crypto/built-in.o 13083 | 12799 264 20 fs/notify/built-in.o 12525 | 12186 227 112 fs/nls/built-in.o 11024 | 10904 116 4 fs/sysfs/built-in.o 7041 | 6990 39 12 fs/devpts/built-in.o 3359 | 2986 365 8 fs/ramfs/built-in.o 1820 | 1776 40 4 -------------------------------------------------------------------------------- sum 1087703 | 1062461 5562 19680 delta -111873 | -111681 -120 -72 kernel total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- kernel/built-in.o 678363 | 593347 41064 43952 -------------------------------------------------------------------------------- kernel/*.o 376931 | 346029 17531 13371 kernel/sched/built-in.o 127386 | 119841 6265 1280 kernel/time/built-in.o 101386 | 89633 7465 4288 kernel/printk/built-in.o 55033 | 18477 8444 28112 kernel/irq/built-in.o 47323 | 44325 906 2092 kernel/rcu/built-in.o 29815 | 27655 2131 29 kernel/locking/built-in.o 25617 | 25592 21 4 kernel/power/built-in.o 16652 | 15256 848 548 kernel/bpf/built-in.o 8348 | 7988 68 292 -------------------------------------------------------------------------------- sum 788491 | 694796 43679 50016 delta -110128 | -101449 -2615 -6064 sound total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- sound/built-in.o 237890 | 227338 6836 3716 -------------------------------------------------------------------------------- sound/soc/built-in.o 125556 | 119220 5416 920 sound/core/built-in.o 108923 | 104799 1400 2724 sound/*.o 6612 | 6440 28 144 -------------------------------------------------------------------------------- sum 241091 | 230459 6844 3788delta -3201 | -3121 -8 -72 security total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- security/built-in.o 170272 | 145055 13989 11228 -------------------------------------------------------------------------------- security/selinux/built-in.o 142606 | 119156 12250 11200 security/keys/built-in.o 31690 | 30618 788 284 security/*.o 25826 | 24091 1719 16 security/integrity/built-in.o 1838 | 1806 20 12 -------------------------------------------------------------------------------- sum 201960 | 175671 14777 11512 delta -31688 | -30616 -788 -284 block total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- block/built-in.o 149110 | 145408 2458 1244 -------------------------------------------------------------------------------- block/*.o 145968 | 142021 2699 1248 block/partitions/built-in.o 7563 | 7543 16 4 -------------------------------------------------------------------------------- sum 153531 | 149564 2715 1252 delta -4421 | -4156 -257 -8 lib total | text data bss -------------------------------------------------------------------------------- lib/built-in.o 141721 | 141093 559 69 -------------------------------------------------------------------------------- lib/*.o 216133 | 214935 1092 106 lib/zlib_inflate/built-in.o 11187 | 11187 0 0 lib/xz/built-in.o 8215 | 8179 36 0 lib/lzo/built-in.o 2551 | 2551 0 0 lib/lz4/built-in.o 1188 | 1188 0 0 -------------------------------------------------------------------------------- sum 239274 | 238040 1128 106 delta -97553 | -96947 -569 -37可以对各个模块的代码段数据段的统计信息进行确认对占用空间大的进行针对性优化。 2.3.3.3 nm命令 nm命令可查看内核模块中各个符号的尺寸。如执行nm --size -r vmlinux | head -10可得到 00004000 b __log_buf 00003e58 D nand_tbl 00003b14 T __blockdev_direct_IO 0000398c T hidinput_connect 00002f6c t ext4_fill_super 000027fc T hci_event_packet 0000245c t l2cap_recv_frame 000023d4 T dev_ethtool 00002274 t test_atomics 000020e4 t nl80211_send_wiphy说明一共有三列数据分别表示大小、符号类型、符号名。其中符号类型 b/B -符号位于bss段。t/T -符号位于text段。d/D -符号位于data段。如果某些函数或者全局变量占用较大可以进行针对性的优化。 2.3.3.4 kernel压缩方式. tina环境提供了几种压缩格式方式选择方式为make kernel_menuconfig: General setup ---Kernel compression mode (Gzip) ---(X) Gzip( ) LZMA( ) XZ( ) LZO( ) LZ同一个kernel镜像使用不同的压缩方式镜像大小如下表所示压缩方式镜像大小加载内核时间从falsh加载到dram的时间解压时间总时间GZIP2.31M124ms89ms213msLZO2.53M136ms23ms159msLZ42.68M143ms27ms170msXZ1.95M104ms667ms771ms 2.4 文件系统裁剪. 对于文件系统裁剪来说主要思路是删、换、压。删。删除不需要的内容。如帮助文档、没用到的库、调试程序等。换。使用小尺寸的实现替换大尺寸的实现。如使用musl libc库替换glibc库等。压。使用合适的压缩算法。 2.4.1 应用程序及冗余文件裁剪在不影响整体功能的情况下一些应用程序或冗余文件往往可以删除调试工具。比如tcpdump、mpstat、strace等等。性能测试工具。比如lmbench、sysstat、tiobench等等。冗余文件。帮助文档、辅助程序、配置文件和数据模块等又比如很多应用有相同的共能只留其一。采用具有通用功能的替代软件包。Linux上有许多具有相似功能的软件包可以选择其中占存储空间较小的软件包并移植到嵌入式设备上。资源文件。一些音视频以及UI资源往往占用很大空间如果没有用到也需要删除。 2.4.2 库的裁剪关于库的裁剪主要有两个思路使用较小的C库如musl libcuclibc等来替换glibc。删除没有用到的库。 2.4.2.1 C库的选择. 下表列出了当前一些通用的C库及其特征。表2-4:常用C库及其特征 C库环境大小优点缺点glibcDistribution大强大稳定支持最多的cpu架构占用空间大uclibcEmbedded小为嵌入式设计可配置性好不支持libdb与libnssbionicAndroid小提供了Android特性的函数不提供libthread_db/libmmuslEmbedded小更小高效静态链接稳定支持较少的cpu arch 当前Tina环境下可支持glibc与musl libc两种C库。具体可通过menuconfig的方式来配置使用哪一套。 [*] Advanced configuration options (for developers) ---Select external toolchain C library (Use glibc) ---注意更换C库后需要清除方案编译产物(可执行make distclean)重新编译。 2.4.2.2 删除没用到的库嵌入式产品通常应用程序有限因此可能存在很多库不会被用到可以进行删除。当前Tina环境提供了一种删除方法执行make menuconfig打开如下选项 Tina ConfigurationTarget Images ---[*] downsize the root filesystem or initramfs打开之后在生成rootfs/initramfs之前会对其中没有用到的库进行删除。具体可参考scripts/reduce-rootfs-size.sh文件其主要思路是分析rootfs下的应用程序所依赖的库。分析“应用程序依赖库”所依赖的库一直递归下去直到完全找出所有依赖的库。根据上述查找结果删除没有被依赖的库。说明此方法有一定的限制当前只分析 /lib /usr/lib 下的库其他目录不会处理。对于部分使用 dlopen 的应用程序解析库可能会出现问题。 2.4.3 应用程序与库strip strip会去掉应用程序与库的符号信息和调试信息大大减少空间占用。当前Tina环境下默认开启了strip功能如果没开启请确保开启以减少空间占用。 Tina ConfigurationGlobal build settings ---Binary stripping method (strip) ---说明Tina 上还支持 sstrip 即 super strip 相对于 strip 来说更能减少应用与库的大小。 2.4.4 文件系统压缩. 有些文件系统支持压缩有些不支持。下表列出了常见的文件系统类型表2-5:常用文件系统类型 FS使用压缩读写备注ext2block device无RW突然断电或当机时可能导致数据丢失ext3block device无RW向前兼容ext3日志式文件系统非常成熟稳定ext4block device无RW向前兼容ext2和ext3扩展存储限制提升性能btrfsblock device有RW着重于容错、修复及易管理FATblock device无RWWindows长期使用速度变慢不支持4G文件NTFSblock device有RWWindows基于FAT做若干改进日志文件系统CramfsNAND Flash无RO2013停用使用SquashfsSquashfsRaw Flash有RO压缩度更高没有大小限制UBIFSRaw Flash有RW基于JFFS2Linux3.7之后JFFS2Raw Flash有RWmount时间很慢读写性能不好YAFFS2NAND Flash无RW没有透明压缩不在Linux主线当前Tina环境下比较常用的是squahfs、ext4、jfss2三种文件系统。具体可执行makemenu- config进行选择 Tina ConfigurationTarget Images ---*** Root filesystem images ***[ ] ext4 ----[ ] jffs[*] squashfs ---常见的压缩有lzopgzipxz等压缩率最高的是xz。但是xz压缩解压最慢非常影响启动速度。实际在选择压缩方式时应综合考虑。 3 参考资料 [1] https://elinux.org/Kernel_Size_Tuning_Guide[2] Karim Yaghmour. Building Embedded Linux Systems [M][3] Michael Opdenacker. Embedded Linux size reduction techniques[4] https://tiny.wiki.kernel.org/

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