Boot Gear: Boots to Linux in 5 Seconds

Boot Gear: 5 秒鐘快速開機

在所有最佳化途徑當中, 快速開機總是最具吸引力的一項.

大約四個月以前, 我開始著手進行 Boot Gear 計畫, 目標之一就是使 Ubuntu Linux 盡可能的快速開機, 並且依然保有完整功能的圖形介面.

最近的結果: 5 秒鐘

Boot Gear 組成元件

Boot Gear 包括這幾層架構:

• 精簡的初始磁盤
  
• 快速的 init 程序
  
• 圖形介面的啟動
  
• bootchart 紀錄 (非必要)

其中每一項精簡都代表著對既有功能與彈性的犧牲. 整體而言修改幅度並不大, 我盡可能以最少的工作換取最佳效果, 這個宗旨和 PUD 專案可說是一脈相傳 :-)

精簡的初始磁盤

初始磁盤 (initial ramdisk) 的工作越少越好, 最近的嘗試是將開機必要功能編入核心當中, 如此一來 initrd 就可以完全拿掉了.

核心要能初始化我的硬碟需載入這些模組:

sd_mod (CONFIG_BLK_DEV_SD)
scsi_mod (CONFIG_SCSI)
libata (CONFIG_ATA)
sata_nv (CONFIG_SATA_NV)

另外還要加入 ext3 檔案系統 (CONFIG_EXT3_FS) 等的支援. 以 make bzImage 指令編譯完成後, 將 arch/x86/boot/bzImage 這個檔案複製到 /vmlinuz-fast, 這就是能夠快速開機的核心.

快速的 init 程序

原先這個角色是由 InitNG 來擔任, 因 finit 發展漸趨成熟, 所以改由這套 fastinit 的同質專案來取代.

首先取出原始碼:

# git clone http://helllabs.org/git/eeepc.git

修改編譯完成後, 將 finit-mdv 複製到 /sbin/finit-mdv, 就有了最極簡的開機程序.

圖形介面的啟動

要啟動 Xorg 需要 dbus, udev 和 hal 等常駐程式.

因此新增 /usr/sbin/services.sh 如下:

#!/bin/sh

/etc/init.d/dbus start 2&>1 > /var/log/service.log
/etc/init.d/udev start 2&>1 >> /var/log/service.log &
/etc/init.d/hal start 2&>1 >> /var/log/service.log &

finit 會在執行 startx 之後一併執行以上的程式.

bootchart 紀錄

紀錄開機時間這種需求中, 最稱手的工具非 bootchart 莫屬.

下載程式 bootchart-0.9.tar.bz2 後解開執行 ./install.sh 安裝.

修改 /sbin/bootchartd 將 init 變數改為我們的開機程序:

init="/sbin/finit-mdv"

並在 /usr/sbin/services.sh 當中新增一行:

/sbin/bootchartd stop

最後在 bootloader 中建立開機選項 (以我的 GRUB 為例):

title PUD Fast booting (bootchartd)
root (hd0,6)
kernel /vmlinuz-fast root=/dev/sda7 ro init=/sbin/bootchartd

需注意其中 root 參數無法再使用 UUID 的格式.

結果

所有工作完成後, 就有了能夠快速開機的系統. :-)

讓我們把停止紀錄的時間往後拉長, 看看 Boot Gear 執行的細節:



可以發現 X 在第三秒就已經啟動, 之後 services.sh 才開始執行.

接下來還能繼續進行最佳化的地方大概有:

• BIOS 設定的調校
  
• startx 程序的精簡

因為 Xorg 在開啟時有大量的 I/O 動作, 我想包括 startxfce4 都還有進步空間.

Boot Gear 專案的修改成果沒問題的話會以 GPL 釋出, 所有相關的文件都是 CC: BY-NC-SA 授權.

敬請指教, 謝謝!