作为手机行业的领军企业之一,OPPO始终致力于为用户提供极致流畅、稳定且功能丰富的产品体验
为了从底层解决安卓系统的卡顿问题,OPPO近年来在Linux内核优化方面投入了大量精力,取得了显著成果
本文将深入探讨OPPO如何优化Linux内核,为用户带来更加流畅的使用体验
Linux内核在移动设备上的挑战 Linux内核作为操作系统的核心,对系统性能起着决定性的影响
然而,在移动设备场景下,Linux内核面临着诸多挑战
首先,CPU资源调度问题一直困扰着移动设备
传统的Linux内核在资源分配上往往注重公平性,但在移动设备中,由于硬件资源的限制和用户对流畅性的高要求,这种公平性分配有时会导致前台应用的响应速度变慢,影响用户体验
此外,传统的负载跟踪算法对快速变化的负载反应较慢,无法及时提升CPU频率,导致在高刷新率场景下(如120HZ)出现卡顿现象
内存问题同样不容忽视
移动设备上的应用程序对内存的需求越来越大,而内存泄漏、碎片化等问题往往会导致应用启动慢、滑动卡顿等现象
这些问题不仅影响用户体验,还可能引发发热、耗电等副作用
锁竞争和IO资源调度也是移动设备上的难点
低优先级任务持锁后无法及时释放,高优先级任务被阻塞,导致系统负载突增,产生卡顿
而IO资源调度方面,由于器件末端性能和IO资源分配不合理,往往会导致IO响应慢,影响用户体验
OPPO的Linux内核优化策略 针对上述问题,OPPO在Linux内核优化方面采取了一系列策略,旨在从底层提升系统性能,为用户提供极致流畅的体验
CPU资源调度优化 OPPO在CPU资源调度方面进行了深入优化
首先,OPPO采用了加权公平队列调度方案,并引入Ux线程的概念
Ux线程是指与用户体验直接相关的线程,如前台应用的UI和渲染线程
OPPO通过区分Ux和non-Ux线程,并在调度延迟和CPU资源分配两个方面对Ux线程进行倾斜,确保前台应用能够优先获得CPU资源,从而降低调度延迟,提升流畅性
此外,OPPO还针对快速变化的负载场景,优化了负载跟踪算法
传统的PELT算法和schedutil governor在快速变化的负载场景下反应较慢,无法及时提升CPU频率
OPPO通过引入新的负载跟踪算法,并基于Ux任务负载进行CPU调频,有效改善了这一问题
同时,OPPO还针对异构场景进行了优化,对合成和屏显相关的rt线程进行负载跟踪,确保在重载场景下能够及时提频和迁核,满足高刷新率场景下的性能需求
内存管理优化 内存管理方面,OPPO同样进行了深入优化
首先,OPPO通过内存泄露监控机制,及时发现并修复内存泄露问题,避免因此导致的卡顿和死机现象
此外,OPPO还引入了内存反碎片化引擎,通过高阶页面预留、物理页面排序优化碎片、虚拟内存分配顺序调整等措施,降低大块内存分配失败的概率,减少物理内存整合的负载,提高内存分配速度
针对移动设备内存需求大的特点,OPPO还提出了动态大页方案
动态大页利用arm64平台上的CONT-PTE硬件特性,通过最后一级页表的16个连续的页表项来实现64k动态大页
这种方案不仅提高了内存分配效率,还通过双zRAM系统和大小页独立压缩解压等措施,大幅提升了内存压缩率,减少了不常用文件和重复文件对空间的占用
锁竞争和IO资源调度优化 在锁竞争方面,OPPO通过优化内核锁和用户空间锁的调度策略,解决了低优先级任务持锁后无法及时释放的问题
OPPO提出了User Aware Lock方案,关注用户感知任务的内核锁调度与排队优化策略
该方案通过优化任务持锁期的调度和任务等锁期的排队策略,有效降低了因锁竞争导致的卡顿现象
IO资源调度方面,OPPO通过增加前台IO请求专用队列、对ext4的discard命令进行异步后台处理等措施,提高了前台IO的优先级,优化了前台应用的流畅性
同时,OPPO还针对用户场景调优了f2fs文件系统关键场景策略,缩短了fuse文件系统执行路径,优化了空间碎片化和应用读写访问性能
可编程内核技术方向 除了上述优化措施外,OPPO还公布了可编程内核技术方向
可编程内核技术是一种灵活、可扩展的内核架构,能够针对每个手机场景做到极致优化
OPPO计划在未来持续在可编程内核上演进,不断聚焦可编程CPU调度器、可编程内存管理、可编程IO调度机制等领域,从源头解决卡顿问题,为用户呈现流畅至极的产品使用体验
OPPO的优化成果 通过一系列优化措施,OPPO在Linux内核优化方面取得了显著成果
在ColorOS系统的加持下,OPPO手机的流畅性、稳定性和性能均得到了大幅提升
Rambench内存访问性能、Androbench数据库更新性能以及Antutu跑分等指标均有显著提升
同时,OPPO手机的内存压缩率、丢帧率、连续启动应用效率等方面也得到了不同程度的提升
这些优化成果不仅提升了用户体验,还增强了OPPO手机的竞争力
结语 OPPO在Linux内核优化方面的努力不仅为用户带来了极致流畅的使用体验,还推动了智能手机行业的发展
未来,随着可编程内核技术方向的确定和持续演进,OPPO将继续在底层技术上深耕细作,为用户带来更多惊喜和期待
OPPO的极致追求和创新精神将不断引领智能手机行业向更高水平发展