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ROM/RAM优化实践指南：从量化到裁剪的全流程

在嵌入式系统开发中，优化ROM和RAM占用是降低系统成本、提升性能的重要环节。本文将从量化分析到优化实施的全流程，结合实践经验，提供一套系统化的解决方案。

一、量化存储空间

1.1 获取文件系统尺寸

通过遍历文件系统，统计各文件的大小，尤其是bin文件和库文件的占用情况。rootfs的大小可以通过分析rootfs.cpio等镜像文件获取。

1.2 分析ELF文件

使用size和readelf -S工具，分析ELF文件的text、data、bss段占用情况。例如：

size vmlinuxreadelf -S vmlinux

输出结果如下：

4680576    3596750     247304    8524630     821356    vmlinux

1.3 内核子系统分析

通过find -name built-in.o | xargs size，分析内核中各模块的大小。排序结果可以帮助识别内核中占用空间最大的子系统。

1.4 符号分析

使用nm --size -r vmlinux，按占用空间排序，查看text、data、bss段的占用情况。例如：

nm --size -r vmlinux | head -100

1.5 Bloat-o-meter工具

用于检测编译间符号尺寸变化，例如：

./scripts/bloat-o-meter vmlinux.old vmlinux

输出结果如下：

add/remove: 11/6598 grow/shrink: 687/15668 up/down: 18226/-1662970 (-1644744)

二、RAM量化

2.1 内核Reserved内存

通过cat /sys/kernel/debug/memblock/reserved，查看内核预留内存的具体分配情况。

2.2 动态内存分析

使用/proc/meminfo，获取内存使用情况：

cat /proc/meminfo | grep "MemTotal:\|MemFree:\|Slab:\|VmallocUsed:\|PageTables:\|KernelStack:\|HardwareCorrupted:\|Bounce:\|Active:\|Inactive:\|Unevictable:\|HugePages_Total:\|CmaTotal:\|CmaFree:"

2.3 应用内存分析

通过/proc/[0-9]*/smaps和procrank，分析应用进程的内存使用情况。

三、优化策略

3.1 使用buildroot

在buildroot中，通过strip工具移除调试信息，选择-Os优化等级，降低编译结果的体积。

3.2 内核配置

在内核配置中，选择Optimize for size，通过-Os优化等级降低内核的体积。

3.3孤立库删除

通过readelf -d分析依赖关系，删除不依赖的孤立库。

3.4 删除冗余功能

根据实际需求，删除不必要的文件系统、硬件驱动、网络协议等。

3.5 使用busybox替代功能

通过配置CONFIG_USE_BB_PWD_GRP，移除不必要的库文件。

3.6 内置dtb文件

将dtb文件内置到vmlinux中，通过early_init_dt_scan函数解析dtb。

3.7 优化uboot加载流程

通过修改CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS，优化uboot的加载方式。

四、持续优化

优化是一个持续的过程，需结合实际使用场景反馈调整。通过脚本化量化、自动化验证，提升优化效率。

通过以上方法，可以系统化地实现ROM和RAM的低成本裁剪，显著降低嵌入式系统的资源占用。

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