Оценка пригодности ядра Linux для систем с несколькими мегабайтами ОЗУ

Майкл Опденакер (Michael Opdenacker), занимающийся разработкой встраиваемых систем, рассказал о методах, которые позволяют сформировать минимальную сборку ядра и системного окружения, пригодную для применения на системах с несколькими мегабайтами оперативной памяти или используемую в качестве загрузчика других систем. В частности, показано, что несмотря на существенное разрастание кодовой базы ядра и забвение проекта по минимизации ядра, вполне реально урезать современное ядро Linux до состояния, способного работать на системах с 2–6 Мб ОЗУ и требующего 2–4 Мб для размещения на постоянном носителе.

Сокращение размера достигается не только отключением расширенной функциональности ядра («make tinyconfig»), но и оптимизацией процесса сборки. Например, сборка ядра Linux 4.10 при помощи gcc 6.2 для ARM позволяет на 0.4% сократить размер, по сравнению со сборкой в gcc 4.7. Включение режима »-Os» и оптимизаций на этапе связывания (LTO) в GCC («gcc -Os -flto») даёт возможность сократить размер на 2.8%. Применение Clang 3.8.1 по сравнению с gcc 6.2 без LTO обеспечивает сокращение размера на 5%, а с LTO на 2.3%. Применение сборки с использованием набора инструкций Thumb (»-mthumb», смесь 16- и 32-разрядных инструкций для ARM) вместо (»-marm», 32-разрядные инструкции) позволяет сократить размер на 6.8%. Сжав ядро методом XZIP можно выиграть 6–10 Кб, а собрав ядро без поддержки ptrace можно сократить размер на ещё 14 Кб.

Проект LLVM Linux, нацеленный на обеспечение сборки ядра при помощи Clang, заброшен в 2015 году, но разработчики из Linaro возродили работу и уже адаптировали патчи для ядра 4.9. В 2012 году для ядра были предложены патчи, использующие LTO для отбрасывания неиспользуемого кода (например, для ARM патчи позволяли сократить размер на 6%), но они не были приняты в состав ядра так как Линус выступает против подобных оптимизаций, которые могут привести к непредсказуемому поведению.

Аналогично показаны способы создания минимального системного окружения, которое требует для полноценной работы 8–16 Мб ОЗУ и, в зависимости от задач, занимает от нескольких сотен килобайт до 8–16 Мб дискового пространства. Окружение строится на основе системной библиотеки musl и универсальном наборе системных утилит toybox, занимающим всего 84KB (BusyBox занимает 100Кб). Для сокращения размера файловой системы рекомендуется использовать initramfs, что позволит также обойтись без инициализации ФС и драйверов хранилища. Для встраиваемых систем с достаточным размером ОЗУ для сокращения размера рекомендовано использовать ФС со сжатием, такие как SquashFS, JFFS2 и ZRAM.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.

Translate »