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哪吒系列文章之03——Tina Linux 系统介绍

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塞巴斯蒂安
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    发表于 2022-1-18 16:00:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

    有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

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    本帖最后由 塞巴斯蒂安 于 2022-1-22 13:31 编辑

    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 Linux 系统介绍.png

    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
    复制代码
    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.     .....
    复制代码

    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
    复制代码

    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
    复制代码
    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
    复制代码
    • 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
    复制代码
    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
    复制代码

    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
    复制代码

    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
    复制代码

    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. ├── ...
    复制代码

    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
    复制代码
    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
    复制代码

    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
    复制代码
    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
    复制代码
    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
    全志
    RISCV作者优文

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