怎样通过dmesg优化Linux系统启动速度

用 dmesg 定位瓶颈并用三步优化 Linux 启动速度

一、建立可度量的基线

• 获取带时间戳的内核日志，便于计算各阶段耗时：
  • 临时启用内核时间打印：在 GRUB 的内核命令行追加 printk.time=1（或确保内核配置 CONFIG_PRINTK_TIME=y）。
  • 抓取日志：运行 dmesg -T > boot.log，后续分析均基于该文件。
• 若需进一步看清内核初始化各函数的耗时分布，在内核命令行追加 initcall_debug，再用 bootgraph.pl 生成时间图（见下文“进阶可视化”）。
• 同时记录用户空间耗时，便于区分内核与用户态瓶颈：systemd-analyze time、systemd-analyze blame。

二、用 dmesg 快速定位常见瓶颈

• 设备枚举与驱动初始化延迟
  • 关注 PCI、USB、SATA/ATA、xHCI/EHCI 等设备的探测与“BIOS handoff”日志。
  • 典型现象：长时间停留在某设备初始化、反复重试或报 BIOS handoff failed；个别机型会出现 EHCI/xHCI 相关延迟（已知 BIOS 问题会导致额外等待）。优化方向：精简不必要驱动、必要时将部分控制器驱动改为模块并延后加载，或升级固件/BIOS。
• 存储与文件系统挂载卡顿
  • 查找 EXT4-fs (sdX): mounted 前后是否有明显时间空档；若 /etc/fstab 包含不可达的 NFS/CIFS、错误的 UUID 或交换分区配置不当，会显著拖慢启动。优化方向：注释不可用挂载、使用 nofail 与 x-systemd.device-timeout=5、修正 UUID 并更新 initramfs。
• 磁盘 I/O 错误导致的重试
  • 若出现 ataX.00: qc timeout、READ LOG DMA EXT failed 等错误，说明存储链路不稳定或设备异常，会触发重试与超时等待。优化方向：检查线缆/接口、更新驱动/固件、必要时更换磁盘。
• initramfs 与早期用户空间
  • 若日志显示在 initramfs 阶段（如 udev、等待设备）停留过久，说明 initramfs 体积大或脚本效率低。优化方向：精简 initramfs、减少不必要的模块与脚本、优化 udev 等待逻辑。
• 图形启动阶段的黑屏
  • 若黑屏发生在 vesafb → 实际显卡驱动 切换之间，属于启动 Logo/切换流程的固有黑屏。优化方向：准备合适分辨率的 Logo、减少切换等待或调整显示初始化顺序。

三、面向 dmesg 的优化动作清单

• 精简并优化 initramfs
  • 减少不必要的驱动与脚本，降低 initramfs 体积与初始化时间；必要时调整 initramfs 生成策略（如仅包含当前硬件所需模块）。
• 驱动加载策略调整
  • 将非关键控制器驱动（如部分 xHCI/EHCI/蓝牙/声卡）从内核内置改为模块，并在进入用户空间后再加载，避免阻塞早期初始化。
• 修正挂载与交换分区配置
  • 校对 /etc/fstab 与 /etc/initramfs-tools/conf.d/resume 中的 UUID，对不可达网络挂载使用 nofail 与超时；分区调整后务必更新 initramfs。
• 并行与延迟加载非关键服务
  • 在用户空间用 systemd 将非关键服务设为“延后启动/按需启动”，缩短首屏可用时间（与 dmesg 内核阶段优化配合，形成全链路加速）。
• 固件与 BIOS 升级
  • 针对已知的 EHCI/xHCI BIOS handoff 等问题，优先升级主板固件；同时更新存储/USB 控制器固件以减小初始化重试概率。

四、进阶可视化与验证

• 内核初始化时间图
  • 在内核命令行追加 initcall_debug printk.time=1 启动一次，保存 dmesg 输出，使用内核源码目录下的 scripts/bootgraph.pl 生成 kernel.svg，直观看到各 initcall 的耗时分布，定位最耗时的初始化路径。
• 量化验证
  • 每次优化后，重复抓取 dmesg -T 与 systemd-analyze，对比关键阶段的耗时变化，确保优化有效且未引入新的阻塞点。

五、最小化复现与排查命令清单

• 抓取与查看日志
  • dmesg 基础：dmesg -T | less、dmesg | tail -n 50、按关键字过滤（如 grep -i “usb|ata|ehci|xhci|error”）。
  • 基线度量：systemd-analyze time、systemd-analyze blame。
• 存储与挂载
  • 核对分区与类型：lsblk -f；查看 /dev/disk/by-uuid 对应关系；对 /etc/fstab 中非必要项加 nofail 与 x-systemd.device-timeout=5 并测试 mount -a。
• 硬件与固件
  • 外设最小化（拔除非必要 USB 设备）、检查磁盘健康（如 smartctl）、更新主板/存储/USB 控制器固件。

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