哪吒系列文章之03——Tina Linux 系统介绍

塞巴斯蒂安

Tina Linux 系统介绍

D1 哪吒开发板默认自带Tina Linux系统。

Tina Linux是全志科技基于Linux内核开发的针对智能硬件类产品的嵌入式软件系统。Tina Linux基于openwrt-14.07 版本的软件开发包，包含了 Linux 系统开发用到的内核源码、驱动、工具、系统中间件与应用程序包。

*openwrt 是知名的开源嵌入式 Linux 系统自动构建框架，是由 Makefile 脚本和 Kconfig 配置文件构成的。使得用户可以通过 menuconfig配置，编译出一个完整的可以直接烧写到机器上运行的 Linux 系统软件。

一、系统框图

Tina系统软件架构如图所示。从下至上分别为Kernel && Driver、Libraries、System Services、Applications 四层。

Kernel && Driver

Kernel&&Driver 层主要提供 Linux Kernel 的标准实现。Tina 平台的 Linux Kernel 采用 Linux3.4、Linux3.10、Linux4.4、Linux4.9、Linux5.4 等内核，不同硬件平台使用不同内核版本，提供安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈等基础支持，并通过 Linux 内核管理设备硬件资源，如 CPU 调度、缓存、内存、I/O 等。 其中D1适配的是Linux 5.4内核。

Libraries

Libraries 层对应一般嵌入式系统，相当于中间件层次。其包含了各种系统基础库、第三方开源程序库支持，为应用层提供 API 接口，系统定制者和应用开发者可以基于 Libraries 层的API 开发新的系统服务和应用程序。

System Services

System Services 层对应系统服务层，包含系统启动管理、配置管理、热插拔管理、存储管理、多媒体中间件等。

Applications

Applications 层主要是实现具体的产品功能及交互逻辑，开发者可以开发实现自己的应用程序，提供系统各种能力给到终端用户。

二、SDK结构

Tina Linux SDK 主要由构建系统、配置工具、工具链、host 工具包、目标设备应用程序、文档、脚本、linux 内核、bootloader 部分组成，下面是Tina主目录包含的文件和目录。

1. Tina-SDK/
   
2. ├── build
   
3. ├── config
   
4. ├── Config.in
   
5. ├── device
   
6. ├── dl
   
7. ├── lichee
   
8. ├── Makefile
   
9. ├── out
   
10. ├── package
    
11. ├── prebuilt
    
12. ├── rules.mk
    
13. ├── scripts
    
14. ├── target
    
15. ├── tmp
    
16. ├── toolchain
    
17. └── tools

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以下将对主要目录中包含的内容进行简单介绍。

build 目录

build 目录存放 Tina Linux 的构建系统文件，此目录结构下主要是一系列基于 Makefile 规格编写的 .mk 文件，主要的功能有：
（1）检测当前的编译环境是否满足 Tina Linux 的构建需求；
（2）生成 host 包（PC端软件包）编译规则；
（3）生成工具链的编译规则；
（4）生成 target 包的编译规则；
（5）生成 linux kernel 的编译规则；
（6）生成系统固件的生成规则。

1. build/
   
2. ├── autotools.mk
   
3. ├── aw-upgrade.mk
   
4. ├── board.mk
   
5. ├── cmake.mk
   
6. ├── config.mk
   
7. ├── debug.mk
   
8. ├── depends.mk
   
9. ├── device.mk
   
10. ├── device_table.txt
    
11. ├── download.mk
    
12. ├── dumpvar.mk
    
13. ├── envsetup.sh
    
14.     .....

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config 目录

config 目录主要存放 Tina Linux 中配置菜单的界面以及一些固定的配置项，该配置菜单基于内核的 mconf 规格编写。

1. config/
   
2. ├── Config-build.in
   
3. ├── Config-devel.in
   
4. ├── Config-images.in
   
5. ├── Config-kernel.in
   
6. ├── Config-systeminit.in
   
7. └── top_config.in

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device 目标

devices 目录用于存放方案的配置文件，包括内核配置、env 配置、分区表配置、sys_config.fex（全志定制板级配置文件）、

board.dts（linux标准设备树文件） 等。

*这些配置在旧版本Tina（Tina3.0以前）上是保存于 target 目录下，现新版本均移到了 device 目录下，但defconfig仍保存在 target 目录下

1. device/
   
2. └── config
   
3.     ├── chips
   
4.     │   └── d1
   
5.     └── common
   
6.         ├── cert
   
7.         ├── debug
   
8.         ├── dtb
   
9.         ├── hdcp
   
10.         ├── imagecfg
    
11.         ├── partition
    
12.         ├── sign_config
    
13.         ├── toc
    
14.         ├── tools
    
15.         └── version

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其中，config/chips/d1 存放D1平台相关的配置，其目录结构如下：

1. d1
   
2. ├── bin
   
3. ├── boot-resource
   
4. │   └── boot-resource
   
5. │       └── bat
   
6. ├── configs
   
7. │   ├── default
   
8. │   ├── evb1
   
9. │   │   ├── linux -> linux-5.4
   
10. │   │   └── linux-5.4
    
11. │   └── fpga
    
12. │       └── linux-5.4
    
13. └── tools

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• bin 目录存放编译 boot 等bin文件，当Tina SDK构建或重新编译boot时，对应的文件会被替换。
• 快捷跳转命令： cbin。
• boot-resource 目录存放开机动画等资源。
• tools 目录存放方案构建时需要的工具
• configs 目录存放该CHIP平台对应的 多个硬件方案配置文件。其中，default 为公共配置，evb1 对应硬件evb1板的方案配置，fpga 为 fpga板的方案配置，若存在更多个硬件方案，便会在该目录下新建对应的方案目录。 若公共配置目录default和方案配置目录中，存在相同的配置文件时，优先使用方案配置。
• 快捷跳转命令：cconfigs（该命令会跳转到该目录下linux目录）。
  

以evb1方案为例，简述方案配置目录下，具体内容：

1. d1/configs/evb1/
   
2. ├── board.dts -> linux-5.4/board.dts
   
3. ├── env.cfg
   
4. ├── linux -> linux-5.4
   
5. ├── linux-5.4
   
6. │   ├── board.dts
   
7. │   └── config-5.4
   
8. ├── sys_config.fex
   
9. └── sys_partition.fex

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board.dts 板级dts配置文件，符合linux内核dts配置格式及合并规则。

env.cfg 环境变量配置文件，Uboot将此环境变量传递给内核。

linux/config-5.4 Linux5.4 内核配置文件，配置方案下默认linux内核功能。

sys_config.fex 打包阶段根据sys_config配置更新boot0, uboot, optee等bin文件的头部等信息，例如更新dram参数、uart参数等。

sys_partition.fex 分区配置文件。

lichee 目录

lichee 目录主要存放 bootloader、linux内核、DSP等代码，其中DSP代码及编译环境因涉及DSP供应商科声讯版权，需单独申请。lichee目录下结构如下：

1. Tina-SDK
   
2.     ├── brandy-2.0
   
3.     │   ├── build.sh
   
4.     │   ├── tools
   
5.     │   └── u-boot-2018
   
6.     └── linux-5.4

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package 目录

package 目录存放Tina系统支持的软件包源码和编译规则，目录按照目标软件包的功能进行分类，该目录包含了Tina系统全平台（包括全志R/H/F/V/T系列）的软件包，但是并不是所有软件包都适配了D1方案，部分软件包需要开发者自行适配。

1. package/
   
2. ├── add-rootfs-demo
   
3. ├── admin
   
4. ├── allwinner
   
5.     ...
   
6. ├── utils
   
7. └── wayland

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prebuild 目录

prebuild目录存放预编译交叉编译器，目录结构如下。 gcc/riscv 即为编译 D1 所用的工具链目录

1. prebuilt/
   
2. └── gcc
   
3.     └── linux-x86
   
4.         ├── host
   
5.         └── riscv
   
6.             └── toolchain-thead-glibc

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scripts 目录

scripts目录用于存放host端(PC端，下同)或target端（小机端，即目标机器，下同）使用的一些脚本。

• 一般指定解释器为#!/bin/bash的脚本是host#!/bin/sh的脚本是target端工具。
  

1. scripts/
   
2. ├── add_initramfs.sh
   
3. ├── arm-magic.sh
   
4. ├── ...

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target 目录

target目录用于存放目标板相关的配置以及sdk和toolchain生成的规格。

1. target/
   
2.     ├── allwinner
   
3.     ├── Config.in
   
4.     ├── imagebuilder
   
5.     ├── Makefile
   
6.     ├── sdk
   
7.     └── toolchain

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快捷跳转命令：cdevice。

toolchain 目录

toolchain目录包含交叉工具链构建配置、规则。

1. toolchain/
   
2. ├── binutils
   
3. ├── fortify-headers
   
4. ├── gcc
   
5. ├── gdb
   
6. ├── glibc
   
7. ├── insight
   
8. ├── kernel-headers
   
9. ├── musl
   
10. └── wrapper

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tools 目录

tools 目录用于存放 host 端工具的编译规则。

out 目录

out目录用于保存编译相关的临时文件和最终镜像文件 ，编译后自动生成此目录，以编译d1-evb1方案为例说明。

1. out/
   
2. ├── d1-evb1
   
3. └── host

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其中，host目录用于存放host端的工具以及一些开发相关的文件。

d1-evb1 目录为方案对应的目录。方案目录下的结构如下：

1. out/d1-evb1/
   
2. ├── boot.img
   
3. ├── compile_dir
   
4. ├── d1-evb1-boot.img
   
5. ├── d1-evb1-Image
   
6. ├── d1-evb1-uImage
   
7. ├── image
   
8. ├── md5sums
   
9. ├── packages
   
10. ├── rootfs.img
    
11. ├── sha256sums
    
12. ├── staging_dir
    
13. ├── tina_d1-evb1_uart0.img
    
14. └── usr.img

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其中， - tina_d1-evb1_uart0.img为最终固件包(系统镜像)，串口信息通过串口输出。若使用pack -d，则生成的固件包为xxx_card0.img，串口信息转递到tf卡座输出。

• - boot.img为最终烧写到系统boot分区的数据，可能为boot.img格式也可能为uImage格式。
• - rootfs.img为最终烧写到系统rootfs分区的数据，该分区默认为squashfs格式。
• - d1-evb1-Image 为内核的 Image格式镜像，用于进一步生成uImage。
• - d1-evb1-uImage为内核的uImage格式镜像，若配置为uImage格式，则会拷贝成boot.img。
• - d1-evb1-boot.img为内核的boot.img格式镜像，若配置为boot.img格式，则会拷贝成boot.img
• - compile_dir为sdk编译host，target和toolchain的临时文件目录，存有各个软件包的源码。
• - staging_dir为sdk编译过程中保存各个目录结果的目录。
• - packages目录保存的是最终生成的ipk软件包。
  

快捷跳转命令：cout。

三、源码下载

详见 源码下载

四、编译环境配置

详见 编译环境配置

五、编译和烧写

详见 编译和烧写

完