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4.4.5. 快速启动使用指南

4.4.5.1. 概述

本章旨在指导用户快速熟悉 X5 快速启动的开发环境，了解源码的组织方式，以及掌握快速启动系统的开发。

前置条件

项目	要求
存储介质	【仅支持 eMMC 】
Rootfs 镜像	【Buildroot】

4.4.5.2. 镜像准备与烧录

1) 编译根文件系统:

cd system/buildroot/source
./build.sh clean
./build.sh build x5_system_quickstart_defconfig  0.0.1

编译完成后在 system/buildroot/source/framework/output/images 目录下获取用于快速启动的根文件系统镜像 dr-system-quickstart_0.0.1~gcc11.3.1_all.deb

$ ls  system/buildroot/source/framework/output/images
deb_make  dr-system-quickstart_0.0.1~gcc11.3.1_all.deb  rootfs.tar  rtl_bt  rtlwifi

2) 将生成的根文件系统镜像复制到预编译目录：

将生成的镜像复制到 system/buildroot/prebuilt 目录下，并修改 system/buildroot/prebuilt/series_quickstart 文件中的根文件系统镜像名称为 dr-system-quickstart_0.0.1~gcc11.3.1_all.deb (即保持 series_quickstart 中配置与实际根文件系统镜像名一致)

dr-system-quickstart_0.0.1~gcc11.3.1_all.deb
dr-libgtest_1.14.0~gcc11.3.rel1_arm64.deb
dr-libgdcbin_1.0.0~gcc11.3.rel1_arm64.deb
dr-perf_6.1.12~gcc11.3.rel1_arm64.deb
dr-libdnn_1.24.5~gcc11.3.rel1_arm64.deb
dr-libhpatchz_3.1.1~gcc11.3.rel1_arm64.deb

3) 快速启动 BSP 镜像编译：

注意 先执行 ./bd.sh distclean 命令清理掉之前的编译产物，再执行 ./bd.sh 重新编译镜像，这里选择配置项为 board_x5_evb_quickstart_debug_config.mk 也即使选项 5 。

$ ./bd.sh distclean
$ ./bd.sh lunch

You're building on #1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Thu Jun  5 18:30:46 UTC 2025
Lunch menu... pick a combo:
      0. horizon/x5/board_x5_evb_debug_config.mk
      1. horizon/x5/board_x5_evb_jammy_debug_config.mk
      2. horizon/x5/board_x5_evb_jammy_release_config.mk
      3. horizon/x5/board_x5_evb_nand_debug_config.mk
      4. horizon/x5/board_x5_evb_nand_release_config.mk
      5. horizon/x5/board_x5_evb_quickstart_debug_config.mk
      6. horizon/x5/board_x5_evb_quickstart_release_config.mk
      7. horizon/x5/board_x5_evb_release_config.mk
      8. horizon/x5/board_x5_soc_debug_config.mk
      9. horizon/x5/board_x5_soc_release_config.mk
Which would you like? [0] : 5
You are selected board config: horizon/x5/board_x5_evb_quickstart_debug_config.mk

$ ./bd.sh

说明 快速启动提供 release 和 debug 配置，debug 配置默认开启 ADB、SSH、Telnet工具满足开发调试需求。

4) 镜像烧录：

快速启动支持 Xmodem + Fastboot，Xmodem + DFU，Fastboot，DFU 方式烧录，不支持网络烧录。

4.4.5.3. 优化前后启动耗时比对

EVB_V2P0	BLX阶段	uboot	kernel	rootfs	kernel 命令行启动耗时	显示第一帧耗时
优化前	0.962s	1.612s	0.730s	4.862s	8.167s	10.345s
优化后	0.956s	0.964s	0.749s	0.225s	2.931s	4.251s

说明 内核优化收益体现在 U-boot 阶段。

各阶段启动时间判断标志	摘要
BLX 阶段结束标志	I/TC: Primary CPU switching to normal world boot
u-boot 结束标志	Starting kernel ...
kernel 初始化完成标志	Run /sbin/init as init process
rootfs 启动完成标志	Please press Enter to activate this console. 或 Welcome to Buildroot

统计工具：

1) grabserial

在虚拟机中安装 grabserial 工具，来统计上电到内核命令行耗时。

sudo apt install grabserial
sudo grabserial -v -d "/dev/ttyUSB0" -b 921600 -w 8 -p N -s 1 -e 100 -t

参数说明：

• -v –verbose 打印运行时的提示信息。

• -d "/dev/ttyUSB0" 串口设备节点。

• -b 921600 波特率 921600，需与板端一致。

• -w 8 数据位 8。

• -p N 校验位 N = No parity（无校验）。

• -s 1 停止位 1。

• -e 100 100 秒后退出。

• -t –time 每一行日志前面打印相对时间。

2) 统计上电显示第一帧方法

使用相机或是手机以高帧率（如 60 fps 或更高 fps 误差会较小些）对准屏幕与可同步参考点（在线时间、板卡指示灯)，连续录像，事后在播放器中逐帧或慢放，以首帧稳定画面出现的时间点相对上电时刻(板卡指示灯亮起)的时间点计算第一帧显示耗时。

4.4.5.4. 集成用户软件到快速启动镜像

内置用户软件:

用户只需将准备好的文件复制到路径 system/buildroot/prebuilt/boot-utils-runtime-quickstart/debug 或 system/buildroot/prebuilt/boot-utils-runtime-quickstart/release 下，再重新编译 system 镜像即可将自定义的内容打包进 system 分区。

添加开机启动脚本:

由于 /etc/init.d/S??* （?? 代表数字）脚本文件做了并行处理，在添加开机启动脚本时，需要根据实际的应用场景添加条件判断。

1) 显示场景：

针对要求上电显示的场景 可参照 boot-utils-runtime-quickstart/release/etc/init.d/S01display

#!/bin/bash

while [ ! -d /sys/class/vps/mipi_host3 ]; do
        sleep 0.01
done

while [ ! -d /dev/dri ]; do
        sleep 0.01
done

source /etc/profile.d/environment.sh
/app/platform_samples/sample_pipeline/single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display/single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display -s 3

while [ ! -d /sys/class/vps/mipi_host3 ]; do 等待 mipi csi 链路完成加载；while [ ! -d /dev/dri ]; do 等待 drm 显示通路完成加载；由于开机脚本做了并行处理，因此对于显示场景这两个是必要条件。

2) 非显示场景：

如果程序依赖 hbre 或 userdata 分区则可添加如下条件判断

#!/bin/bash
while ! grep -q "/usr/hobot" /proc/mounts; do
        sleep 0.01
done
...

#!/bin/bash
while ! grep -q "/userdata" /proc/mounts; do
        sleep 0.01
done
...

有些用户可能会使用到 WIFI 功能，在开机自启过程中出现程序启动失败的现象，因此可添加如下条件判断

#!/bin/bash
while [ ! -d /sys/class/net/wlan0 ]; do
        sleep 0.01
done
...

4.4.5.5. 快速启动链路优化说明

在嵌入式系统开发过程中，优化系统启动耗时的常用手段：裁剪非必要的功能和文件、缩短启动路径、并行启动等方式，来达到缩短整体启动耗时的目的。

U-Boot 优化

功能概述

U-boot 是一段运行在 CPU 上电之后、操作系统内核运行之前的引导加载程序。负责完成必要的硬件初始化与镜像加载，并将控制权移交 Linux 内核。本次优化聚焦缩短启动链路，并移除目标平台上非必需的组件与功能，在保证可靠性的前提下提升启动效率。

U-Boot 快启流程图

启动链路核心改动点

• 快速启动默认链路：在 hb_quickstart_board_init_r 中完成板级第二阶段初始化。

• 烧录与串口：烧录工具依赖串口交互, 在 U-Boot 阶段保留可中断等待时间，可通过 CONFIG_QUICKSTART_ABORT_DELAY_MS 配置。

• 环境变量策略：env_get / env_set 仅在内存中生效，不写回 eMMC，减少对存储的写入与访问。

快速启动参数配置

配置项	示例值	作用说明
CONFIG_QUICKSTART	y	使能快速启动
CONFIG_QUICKSTART_KERNEL_ADDR	0x90000000	指定 FIT 镜像在内存中的加载地址。
CONFIG_QUICKSTART_BOARD_ID	0x0205	指定硬件板卡 ID
CONFIG_QUICKSTART_ABORT_DELAY_MS	80	U-Boot 阶段保留可中断等待时间

冗余功能和启动链路裁剪

1) 冗余功能裁剪

裁剪类别	目的	涉及配置项
多操作系统引导	移除对非 Linux 系统及冗余镜像格式支持	CONFIG_BOOTM_NETBSD、CONFIG_BOOTM_PLAN9、CONFIG_BOOTM_RTEMS、CONFIG_BOOTM_VXWORKS
启动调试与日志	关闭启动阶段性能统计、控制台日志记录、预启动环境等调试相关功能，避免额外内存操作与日志输出耗时。	CONFIG_BOOTSTAGE、CONFIG_CONSOLE_RECORD、CONFIG_USE_PREBOOT
命令集	移除启动阶段不需要的调试、测试、硬件操作命令，减少命令解析开销、缩短初始化时间，同时缩小镜像。	CONFIG_CMD_BDI、CONFIG_CMD_CONSOLE、CONFIG_CMD_BOOTD、CONFIG_CMD_BOOTFLOW、CONFIG_CMD_BOOTI、CONFIG_CMD_ELF、CONFIG_CMD_XIMG、CONFIG_CMD_RANDOM、CONFIG_CMD_MEMTEST、CONFIG_CMD_ADC、CONFIG_CMD_GPIO、CONFIG_CMD_I2C、CONFIG_CMD_MTD、CONFIG_CMD_SF、CONFIG_CMD_SF_TEST、CONFIG_CMD_USB_MASS_STORAGE、CONFIG_CMD_WDT、CONFIG_CMD_DHCP、CONFIG_CMD_MII、CONFIG_CMD_PING、CONFIG_CMD_BOOTSTAGE、CONFIG_CMD_MTDPARTS、CONFIG_FASTBOOT_FLASH_SPINAND、CONFIG_CMD_LOG、CONFIG_CMD_MEMDUMP、CONFIG_CMD_UBI、CONFIG_CMD_UBI_RENAME
网络相关	关闭 U-Boot 网络协议栈、网络命令及网络相关 Fastboot 功能，避免网卡、PHY、网络协议初始化耗时。	CONFIG_NET、CONFIG_UDP_FUNCTION_FASTBOOT
存储与 Flash	关闭非必需的存储介质驱动、测试及分区操作相关配置。	CONFIG_FASTBOOT_FLASH_SPINAND（依赖 CONFIG_CMD_MTDPARTS）、CONFIG_MTD、CONFIG_AVB_VERIFY_MTD、CONFIG_SPI_FLASH
外设驱动与硬件	移除启动流程中无需在 U-Boot 阶段初始化的外设驱动，减少时钟配置、总线初始化开销。	CONFIG_GUC_ADC、CONFIG_I2C、CONFIG_PINCTRL、CONFIG_USB_STORAGE、CONFIG_USB_KEYBOARD、CONFIG_USB_HOST_ETHER、CONFIG_HOBOT_BOARD_TYPE

2) 启动链路裁剪

• 经 hb_quickstart_board_init_r 完成板级初始化：

init_fnc_t hb_quickstart_init_sequence_r[] = {
     initr_trace,    //初始化调试跟踪机制（Trace）
     initr_reloc,    //重定位后的收尾调整
     event_init,   //初始化事件处理框架（uboot驱动匹配相关）
     initr_caches,   //初始化 CPU 缓存（Cache）
     initr_reloc_global_data,    //重定位全局数据（gd，Global Data）
     initr_malloc,   //初始化堆管理器（malloc）
     initr_dm,   //初始化驱动模型（Driver Model，DM）
     initr_mmc,    //初始化 MMC 设备（SD 卡/eMMC）
     hb_quickstart_boot,    //指定硬件平台启动
}

• ft_board_setup 裁剪后如下：

int ft_board_setup(void *blob, struct bd_info *bd)
{
  (void)bd;
#ifdef CONFIG_CMD_SEND_ID
    hb_fdt_set_board_info(blob);
#endif
    hb_setup_ion_size(blob);
    fdt_rm_by_env(blob);
    return 0;
}

Kernel 优化

功能概述

内核优化牵涉较多模块，且主线内核自身启动路径已较为精简，本次主要通过优化内核镜像压缩方式来缩短整体启动时间。

压缩算法和编译器优化

使用 LZO 压缩算法

CONFIG_KERNEL_LZO=y
CONFIG_EFI_ZBOOT=y

配置项	作用	启动收益
CONFIG_KERNEL_LZO=y	使用 LZO 内核压缩算法。	提升内核解压速度。
CONFIG_EFI_ZBOOT=y	开启 CONFIG_KERNEL_LZO 依赖配置项	依赖配置

System 优化

功能概述

在保证多媒体功能正常的前提下，通过精简启动链路、并行启动服务及裁剪冗余功能，从而降低快速启动场景下的系统启动耗时。

主要改动说明

启动轻量级 init 程序

启用 BusyBox init，减小初始化框架自身的资源与时间开销，进入 menuconfig 界面进行配置：

自启服务并行改造

将 /etc/init.d/rcS 改造成并行启动 /etc/init.d/S??* （?? 代表数字）程序。

#!/bin/sh


# Start all init scripts in /etc/init.d
# executing them in numerical order.
#
for i in /etc/init.d/S??* ;do

     # Ignore dangling symlinks (if any).
     [ ! -f "$i" ] && continue

     case "$i" in
    *.sh)
        # Source shell script for speed.
        (
        trap - INT QUIT TSTP
        set start
        . $i
        ) &
        ;;
    *)
        # No sh extension, so fork subprocess.
        $i start &
        ;;
    esac
done

/etc/init.d/rcS 遍历所有以 S 开头 + 数字命名的脚本,按文件名数字顺序加载。这里对 .sh 后缀脚本和非 .sh 后缀脚本两种启动类型进行改造， " ) &" 和 "$i start &" 做后台并行执行，大幅缩短程序执行时的等待时间。

驱动模块加载脚本优化

S70loadko 分批后台并行加载驱动，避免显示链路加载完成过于滞后。

#!/bin/sh
...
start() {
  BOARD_ID=$(cat /sys/class/socinfo/board_id)
  echo "<6>Starting load kernel driver..." > /dev/kmsg

  WAIT_TRIES=200
  # camsys driver
  for m in vs_isc vs_cam_ctrl vs_cam_pulse vs_csi_wrapper; do
    start_bg "$m"
  done
  for m in hobot_osd hobot_vin_vnode hobot_vin_vcon vs_sif_nat; do
    start_bg "$m"
  done
  wait_pids || exit 1

  for m in \
    hobot_sensor hobot_mipiphy hobot_mipicsi hobot_mipidbg \
    vs_isp_nat vs_vse_nat \
    hobot_deserial hobot_gdc hobot_isi_sensor \
    panel-jc-050hd134 vio_n2d lontium_lt8618 \
    vs-x5-syscon-bridge \
    hobot_lpwm panel-drobot-csi vs_drm; do
    start_bg "$m"
  done
...

如上按依赖关系将内核模块划分为若干批次，批次内通过后台任务并行 modprobe 加载。

根文件系统裁剪

移除调试、压测、网络与串口等非必需工具与服务，缩小根文件系统体积。

裁剪类别	目的	涉及配置项
调试工具	移除 gdbserver、minicom、lrzsz、sudo 等调试工具	BR2_PACKAGE_GDB_SERVER、BR2_PACKAGE_MINICOM、BR2_PACKAGE_LRZSZ、BR2_PACKAGE_SUDO
性能监测与测试	移除 iozone、memstat、cpuload、htop 等性能监测与压测工具	BR2_PACKAGE_IOZONE、BR2_PACKAGE_MEMSTAT、BR2_PACKAGE_CPULOAD、BR2_PACKAGE_HTOP
存储分区与格式化	移除 mtd-utils、mkfs.ubifs、mtdpart 等 MTD 分区与格式化相关用户态工具	BR2_PACKAGE_MTD、BR2_PACKAGE_MTD_MKFSUBIFS、BR2_PACKAGE_MTD_MTDPART
音频、日志与网络服务	移除 tinyalsa、zlog、dnsmasq、gesftpserver 等音频命令行、日志组件与小型网络服务	BR2_PACKAGE_TINYALSA、BR2_PACKAGE_ZLOG、BR2_PACKAGE_DNSMASQ、BR2_PACKAGE_GESFTPSERVER
工具集	关闭 GNU coreutils（ls、cp、mv 等与 BusyBox 功能重叠）	BR2_PACKAGE_COREUTILS

显示应用优化

功能概述

single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display 是一个用于验证单路视频采集与显示功能的快速显示示例。

注意事项 本示例仅适用于 SC230AI 传感器模组，其它型号传感器未在此示例中验证，请勿将本程序用于 SC230AI 以外的传感器。

代码位置及目录结构

• 代码位置 app/samples/platform_samples/sample_pipeline/single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display.c

• 目录结构

├── Makefile
├── single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display
├── single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display.c
├── vp_display.c
└── vp_display.h

显示应用启动流程图

整体上，显示应用优化重点是：通过线程并行（hbmem_open_worker/display_init_worker）和缓存探测路径 create_and_run_vflow 前的准备时间，从而达到加速启动的目的。

程序运行

source /etc/profile.d/environment.sh
/app/platform_samples/sample_pipeline/single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display/single_pipe_vin_isp_vse_quickstart_display -s 3

参数说明： 这里 sensor 使用 sc230ai-30fps 配置项。

4.4.5.6. FAQ

如何加载自定义内核模块

处理：在负责加载内核模块的脚本中（例如 S70loadko）查找 modprobe bpu_hw_io_x5 位置，在其之后添加即可。

如何开启 OTA（AB 分区）配置

处理： 在下列配置文件之一中，按构建类型选择实际使用的配置文件(Debug / Release 以产品发布说明为准)：

• device/horizon/x5/board_x5_evb_quickstart_debug_config.mk

• device/horizon/x5/board_x5_evb_quickstart_release_config.mk

将 HR_PART_CONF_FILENAME 设置或修改为:

export HR_PART_CONF_FILENAME=${HR_BOARD_CONF_DIR}/x5-soc-debug-ab-gpt.json