FASTBOOT 快启时间测定

本系统通过一套简洁高效的配置机制，实现快启时间的精准测量。鉴于其为多核异构架构，启动时序被划分为以下四个独立阶段进行分段统计：

BROM 阶段
BOOT0 阶段
RTOS 阶段
Linux 内核阶段

为确保跨核时间基准的一致性与高精度，系统采用专用独立硬件定时器提供统一时钟源，彻底消除因各核心本地 TICK 差异带来的测量误差。

注意

时间测量功能本身会引入额外开销，**每个阶段开启耗时测定会影响到下一个阶段的入口时间，需要独立每块进行测定。**例如 BOOT0 开启耗时测定一定会影响内核启动时间。
量产版本请务必关闭该功能。
UART 日志输出将显著增加软件耗时，115200 波特率下打印 100 个字符就需要 10ms，测量期间请全局关闭 UART 调试打印，将 LOGLEVEL 降低，仅保留耗时输出打印。
时间测定需要考虑两方面，包括当前时间戳和执行操作的耗时，一般使用时间戳作为耗时数据的拉通，执行操作的耗时由时间戳相减得来。

危险

注：本文所列耗时数据为示例模拟值，仅用于说明测量方法，不具备横向对比意义。如需获取官方基准数据，请联系 FAE 获取对应版本的实测报告。

BROM 时间测定

BROM 为芯片内固化的 ROM，主要用于初始化芯片，初始化存储读取 BOOT0 并运行，这部分时间基本是固定的，可以通过 BOOT0 的启动时间反推 BROM 阶段的耗时。

BOOT0 时间测定

BOOT0 阶段负责完成系统基础环境初始化、RTOS 与内核固件解压缩及加载，并依次跳转至 RTOS 与 Linux 内核，实现多核异构系统的有序启动。

BOOT0 时间测定配置

BOOT0 阶段提供有 quick_config 配置以启用耗时，执行 quick_config 项目 enable_boot0_time_measure 即可开启配置。

quick_config enable_boot0_time_measure

配置后需要重新编译 BOOT0，可以执行 mboot0 来单独编译 BOOT0，打包烧录启动。

BOOT0 耗时分析

配置完成后，在 BOOT0 结束后将会打印出耗时数据，示例如下：

[02]   boot0: 1a0 tick
[03]   bootinit early: 1a1 tick
[04]   serial_init: 1a2 tick
[05]   commit_log: 1a3 tick
[06]   get_cpu_clock_type: 1a4 tick
[07]   load_rv0: 1a5 tick
[08]   load_and_run_riscv: 1a6 tick
[09]   load_kernel: 1a7 tick
[10]   mmu_disable: 1a8 tick
[11]   jump_opensbi: 1a9 tick

以 [02] boot0: 1a0 tick 为例说明日志格式：

[02]：日志序号，仅用于标识打印顺序，无时间参考意义。
boot0：当前操作名称；此处为 BOOT0 阶段首条日志，标记 BROM 移交控制权至 BOOT0 的入口时刻。
1a0 tick：硬件定时器累计值（十六进制），单位 Tick；转换为微秒的公式为
$T_{\mu s} = \frac{\text{Tick}}{24}$
示例 1a0（十进制 416 Tick）对应耗时约 17.3 μs，即 BROM 完成到 BOOT0 的跳转耗时。

以 [07] load_rv0: 1a5 tick 为例，字段含义如下：

[07]：日志序号，仅标识打印顺序，无时间参考意义。
load_rv0：当前操作名称，表示加载 RTOS 固件。
1a5 tick：硬件定时器累计值（十六进制），即该操作完成时刻对应的 Tick 值 0x1a5。

为便于后续数据分析，附 Python 脚本一份，可将 BOOT 日志中的十六进制 Tick 自动解析为十进制，并导出为 CSV 表格。使用方法：将完整日志保存为 log.txt，运行脚本后生成 output.csv。

提示

Q：脚本为何直接导出 Tick 而非微秒？
A：时间戳由 24 MHz 硬件定时器产生，1 Tick ≈ 41.67 ns。若立即换算为微秒，需执行“Tick ÷ 24”的定点除法，会引入舍入误差并丢失原始精度。保留 Tick 值可确保后续分析、校准及跨平台换算时拥有完整、无损的原始数据。

import csv

# 读取日志文件
log_file = 'log.txt'
parsed_data = []

with open(log_file, 'r') as file:
    for line in file:
        # 查找日志中的名称和tick值
        if 'tick' in line:
            parts = line.split(":")
            if len(parts) == 2:
                name = parts[0].strip().split("]")[1].strip()  # 提取名称
                tick_value = parts[1].strip().split(" ")[0]  # 提取tick值
                parsed_data.append([name, str(int(tick_value, 16))])

# 输出到CSV文件
output_file = 'output.csv'
with open(output_file, 'w', newline='') as csvfile:
    writer = csv.writer(csvfile)
    writer.writerow(['Name', 'Tick Value'])  # 写入标题行
    writer.writerows(parsed_data)  # 写入数据行

print(f"CSV文件已生成，文件名为{output_file}")

关闭 BOOT0 耗时测量

时间测量功能会引入额外开销，影响系统性能。完成测量后，请务必在量产前关闭该功能。执行以下 quick_config 命令可快速禁用 BOOT0 耗时测量：

quick_config disable_boot0_time_measure

RTOS 时间测定

RTOS 负责关键外设的高速初始化、视觉算法的快速收敛以及辅助核心的数据加载，是多核异构架构中不可或缺的实时计算单元。其启动时序的任何异常都会直接放大为系统级耗时偏差，因此需对 RTOS 阶段进行独立、高精度的耗时测量。

RTOS 时间测定配置

RTOS 阶段提供有 quick_config 配置以启用耗时，执行 quick_config 项目 enable_rtos_time_measure 即可开启配置。

quick_config enable_rtos_time_measure

RTOS 耗时分析

时间戳信息

RTOS 的打印默认会输出时间戳信息，所以想判断某一个操作的耗时，在入口和出口都加一条打印即可，RTOS 示例打印如下：

[0.028](a1be4)Date:Sep 17 2025, Time:14:33:22
[0.028](a1c5c)AMP timestamp device 0 probe success, count_freq: 24000000Hz
[0.028](a1fd2)Boot time: 26482 us
[0.028](a2187)SystemInit Done: cost 14 us
[0.028](a23ff)amp_hw_wdog_feed_thread enter, feed_interval: 100ms, feed_interval_tick: 100
[0.028](a27f6)AMP hardware watchdog's new timeout: 3s
[0.028](a2a5d)Begin to feed AMP hardware watchdog!
[0.028](a2df4)[VIN_LOG_MD]CSI start!
[0.028](a2ff1)[VIN_ERR]used0 is 0

以 [0.028](a27f6)AMP hardware watchdog's new timeout: 3s 为例。

[0.028]：代表此时的时间戳，单位是秒
(a27f6)：代表此时的硬件 TICK，单位是 TICK，这个 TICK 是延续 BOOT0 的TICK 时间，转换为微秒的公式为
$T_{\mu s} = \frac{\text{Tick}}{24}$
示例 a27f6（十进制 665590 Tick）对应耗时约 27732.91666 μs，也就是 27.73 ms
AMP hardware watchdog's new timeout: 3s：是此时打印的日志

BOOTTIME 记录项

RTOS 在启动过程中自动输出两条关键时间戳，用于量化“从入口到完成基础初始化”的耗时：

Boot time 记录 RTOS 第一条指令的绝对时间点，示例如下：
- [0.028](a1fd2)Boot time: 26482 us 表示 RTOS 于 26 482 µs 时刻开始执行。
SystemInit Done 记录 RTOS 基础初始化完成的绝对时间点，并同步给出本次初始化消耗的时长：
- [0.028](a2187)SystemInit Done: cost 14 us 表示初始化过程耗时 14 µs，于 28 ms 时刻结束。

测试注意事项

测量前务必关闭 RTOS 的 UART 日志输出，避免打印开销引入额外抖动（在 115200 波特率下，输出 100 个字符约需 8.7 ms）。可以执行 quick_config 配置项 close_rtos_uart_console 关闭 RTOS 打印

quick_config close_rtos_uart_console

关闭 RTOS 的 UART 输出后，需要从 Linux 中获取 RTOS 的日志，命令如下：

cat /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/aw_trace_log

关闭 RTOS 耗时测量

时间测量功能会引入额外开销，影响系统性能。不过 RTOS 中的影响较少。完成测量后，可以选择在量产前关闭该功能。执行以下 quick_config 命令可快速禁用 RTOS 耗时测量：

quick_config disable_rtos_time_measure

Kernel 时间测定

Kernel 是 Linux Kernel 主系统，是多核异构架构中的核心。主要负责用户态与内核态的调度、文件系统、网络协议栈、驱动框架及各类子系统的初始化，其启动耗时直接影响整体开机体验。对 Kernel 阶段进行精确测量，可快速定位驱动或子系统初始化瓶颈，为系统级优化提供量化依据。

Kernel 时间测定配置

Kernel 阶段提供 quick_config 配置项以启用耗时统计，执行如下命令即可打开测量开关：

quick_config enable_kernel_time_measure

KERNEL 耗时分析

时间戳信息

Kernel 通过内核 dmesg（KMSG）机制输出耗时数据。启用 enable_kernel_time_measure 后，内核日志中的时间戳由专用硬件定时器统一驱动，与 BOOT0、RTOS 阶段共用同一 24 MHz 时钟源，保证跨核、跨阶段时间基准严格对齐，可直接用于绝对耗时与相对间隔的精确计算。

开启后可以看到这里 Linux 启动时间戳并非从 0 开始计数，而是包含了 BOOT0 阶段的耗时。

备注

第一行的 Linux version 6.6.0 的时间戳 [ 0.000000] 为系统 Tick 打印，此时并非从专用硬件定时器获取，第二行的 [ 0.054240] Machine model: sun252iw1 耗时则是系统从 BROM 阶段到这行打印打印时的时间戳。为专用硬件定时器提供的计时源。

[    0.000000] Linux version 6.6.0-g8f50966d9b63 (runner@runner) (riscv64-unknown-linux-gnu-gcc (Xuantie-900 linux-6.6.0 glibc gcc Toolchain V3.0.2 B-20250410) 14.1.1 20240710, GNU ld (GNU Binutils) 2.42.0.20240618) #7 SMP Fri Jan  9 10:23:58 HKT 2026
[    0.054240] Machine model: sun252iw1
[    0.054440] SBI specification v2.0 detected
[    0.054441] SBI implementation ID=0x1 Version=0x10004
[    0.054442] SBI TIME extension detected
[    0.054442] SBI IPI extension detected
[    0.054443] SBI RFENCE extension detected
[    0.054443] SBI SRST extension detected
......

FASTBOOT 桩点日志

配置同时启用了 FASTBOOT 桩点，其日志示例如下：

[    0.052880] [FASTBOOT_STUB]: call sbi_init() cost: 43 (30) us (TS 0x135d8a)
[    0.053744] [FASTBOOT_STUB]: call setup_bootmem() cost: 576 (575) us (TS 0x13ae87)
[    0.053751] [FASTBOOT_STUB]: call paging_init() cost: 1236 (967) us (TS 0x13af31)
[    0.054160] [FASTBOOT_STUB]: call unflatten_device_tree() cost: 9636 (9629) us (TS 0x13d577)
[    0.066102] [FASTBOOT_STUB]: call setup_arch(&command_line) cost: 15392 (15374) us (TS 0x183518)
[    0.069597] [FASTBOOT_STUB]: call timekeeping_init() cost: 15 (8) us (TS 0x197cc0)
[    0.074874] [FASTBOOT_STUB]: call time_init() cost: 5503 (5495) us (TS 0x1b6b7b)

以 [ 0.052880] [FASTBOOT_STUB]: call sbi_init() cost: 43 (30) us (TS 0x135d8a) 为例：

[ 0.052880]：内核 dmesg 时间戳，单位秒，从 BROM 阶段起算
[FASTBOOT_STUB]: call sbi_init() cost: 43 (30) us (TS 0x135d8a)：FASTBOOT 桩点日志
- call sbi_init()：被测函数名
- 43：函数实际耗时（sched_clock 差值，右移 10 位后近似 μs）
- 30：同周期 CPU 运行耗时（sched_get_runtime 差值，右移 10 位后近似 μs）
- (TS 0x135d8a)：函数退出时刻的硬件 TICK 值（24 MHz，与 BOOT0/RTOS 同源）
  - 换算公式： $T_{\mu s} = \frac{\text{Tick}}{24}$
  - 例：0x135d8a = 1269130 Tick → 52 880.416 μs ≈ 52.88 ms

可以通过下列命令提取全部桩点日志

dmesg | grep -E 'FASTBOOT_STUB'

由于内核是线程化的，所以不止使用时间戳获取时间，而是提供接口去测量每个调用的实际耗时，内核默认提供这些接口以供调试使用：

内核提供了以下时间测量宏接口：

aw_printf

功能描述：用于打印带有"[FASTBOOT_STUB]:"前缀的内核日志，方便过滤和识别时间测量相关的日志信息。

参数说明：

fmt：格式化字符串，与printf的格式化字符串相同
args...：可变参数列表，与格式化字符串中的占位符对应

使用示例：

aw_printf("Hello world!\n");
aw_printf("The value is %d\n", 42);

输出示例：

[FASTBOOT_STUB]: Hello world!
[FASTBOOT_STUB]: The value is 42

aw_measure_time(fn)

功能描述：测量表达式 fn 的执行时间，通过 sched_clock 获取墙钟时间，sched_get_runtime 获取 CPU 实际运行时间，并打印函数名、实际耗时、CPU运行耗时以及结束时刻的硬件 TICK 值。

参数说明：

fn：要测量执行时间的表达式或函数调用

使用示例：

aw_measure_time(sbi_init());
aw_measure_time({
    int i;
    for (i = 0; i < 1000000; i++) {
        // 一些耗时操作
    }
});

输出示例：

[FASTBOOT_STUB]: call sbi_init() cost: 43 (30) us (TS 0x135d8a)
[FASTBOOT_STUB]: call { int i; for (i = 0; i < 1000000; i++) { // 一些耗时操作 } } cost: 1234 (1200) us (TS 0x14a3f2)

aw_measure_time_ret(fn, ret_val)

功能描述：功能与 aw_measure_time 类似，但会将表达式 fn 的执行结果保存到 ret_val变量中，适用于需要获取函数返回值的场景。

参数说明：

fn：要测量执行时间的表达式或函数调用
ret_val：用于保存表达式x执行结果的变量

使用示例：

int ret;
aw_measure_time_ret(setup_bootmem(), ret);

void* ptr;
aw_measure_time_ret(kmalloc(1024, GFP_KERNEL), ptr);

输出示例：

[FASTBOOT_STUB]: call setup_bootmem() cost: 576 (575) us (TS 0x13ae87)
[FASTBOOT_STUB]: call kmalloc(1024, GFP_KERNEL) cost: 12 (8) us (TS 0x13b0c4)

aw_measure_time_name(fn, name)

功能描述：在 aw_measure_time 的基础上增加了设备名称参数，用于区分不同设备上执行的相同操作的耗时情况，适用于需要测量多个相似设备的性能时使用。

参数说明：

fn：要测量执行时间的表达式或函数调用
name：设备名称字符串，用于标识不同的设备

使用示例：

aw_measure_time_name(csi_init(), "csi0");
aw_measure_time_name(csi_init(), "csi1");

输出示例：

[FASTBOOT_STUB]: call csi_init() dev csi0 cost: 2345 (2300) us (TS 0x14f2a7)
[FASTBOOT_STUB]: call csi_init() dev csi1 cost: 2456 (2400) us (TS 0x156b3c)

aw_measure_initcall_time(x, fn)

功能描述：专门用于测量初始化调用的执行时间，仅在定义了 FASTBOOT_PRINT_INITCALL_TIME 宏时可用。会打印初始化函数的地址、实际耗时、CPU运行耗时以及结束时刻的硬件 TICK 值。

参数说明：

x：要测量执行时间的初始化表达式或函数调用
fn：初始化函数的地址，用于在日志中显示函数名

使用示例：

#ifdef FASTBOOT_PRINT_INITCALL_TIME
aw_measure_initcall_time(platform_driver_register(&my_driver), my_driver_init);
#endif

输出示例：

[FASTBOOT_STUB]: initcall my_driver_init cost: 678 (650) us (TS 0x16a3f2)

关闭 KERNEL 耗时测量

时间测量功能会引入额外开销，影响系统性能。不过 KERNEL 中的影响较少。完成测量后，如果需要在量产前关闭该功能。执行以下 quick_config 命令可快速禁用 KERNEL 耗时测量：

quick_config disable_kernel_time_measure

BROM 时间测定​

BOOT0 时间测定​

BOOT0 时间测定配置​

BOOT0 耗时分析​

关闭 BOOT0 耗时测量​

RTOS 时间测定​

RTOS 时间测定配置​

RTOS 耗时分析​

时间戳信息​

BOOTTIME 记录项​

测试注意事项​

关闭 RTOS 耗时测量​

Kernel 时间测定​

Kernel 时间测定配置​

KERNEL 耗时分析​

时间戳信息​

FASTBOOT 桩点日志​

关闭 KERNEL 耗时测量​

BROM 时间测定

BOOT0 时间测定

BOOT0 时间测定配置

BOOT0 耗时分析

关闭 BOOT0 耗时测量

RTOS 时间测定

RTOS 时间测定配置

RTOS 耗时分析

时间戳信息

BOOTTIME 记录项

测试注意事项

关闭 RTOS 耗时测量

Kernel 时间测定

Kernel 时间测定配置

KERNEL 耗时分析

时间戳信息

FASTBOOT 桩点日志

关闭 KERNEL 耗时测量