📚 课程目录第1章 Tina Linux 概述

1. Tina Linux 概述：背景、架构与开发环境搭建

大家好，我是这次课程的主讲。做了这么多年嵌入式Linux，特别是全志平台的优化工作，Tina Linux 可以说是我最熟悉的系统之一了。今天咱们先聊聊它的来龙去脉、整体骨架，以及怎么把开发环境搭起来。

说实话，我第一次接触 Tina Linux 是在一个智能家居项目上。客户要求启动时间控制在 3 秒以内，硬件资源又有限。当时我就在想，这玩意儿到底能不能行？后来深入用下来才发现，Tina 的轻量化和定制能力确实有两把刷子。

1.1 Tina Linux 背景

Tina Linux 是全志科技基于 Linux 内核深度裁剪、定制的嵌入式操作系统。它主要面向 IoT、智能家居、车载、工业控制等资源受限的场景。

为什么要搞这么一套东西？说白了，标准 Linux 发行版对于 64MB 内存、16MB Flash 的设备来说太臃肿了。Tina 的目标就是：让 Linux 在低配硬件上也能跑得溜。

核心特点：

基于 Linux 4.9 / 5.4 LTS 内核，长期维护
使用 buildroot 构建系统，极致精简
支持全志全系列 SoC（V系列、R系列、F系列等）
提供完善的 SDK 和文档支持
内置 Tina 专属的启动优化框架

我在项目中遇到过不少团队，拿着标准 Ubuntu 就往嵌入式板子上怼，结果发现启动要 30 秒，内存占用 200MB+。换到 Tina 之后，同样的硬件，启动时间压到了 5 秒以内。这就是针对性优化的价值。

1.2 Tina Linux 架构

咱们来看看 Tina 的整体架构。我习惯把它分成四层，每一层都有明确的职责。

这四层之间通过标准接口通信。应用层调用系统服务，系统服务通过内核驱动操作硬件。每一层都可以独立裁剪，这也是 Tina 灵活性的来源。

1.2.1 构建系统

Tina 使用 buildroot 作为构建系统。你想想看，buildroot 最大的好处是什么？一次配置，到处编译。它自动处理交叉编译工具链、库依赖、文件系统打包。

我记得第一次用 Tina 时，最让我惊讶的是它的 menuconfig 配置界面。跟内核配置一样，但粒度更细。你可以选择要不要 WiFi、要不要蓝牙、要不要 QT 支持。选完之后，make 一下，整个固件就出来了。

小提示： Tina 的构建系统支持 make kernel_menuconfig 单独配置内核，make menuconfig 配置整个系统。这两个入口要分清，我刚开始就搞混过。

1.2.2 文件系统布局

Tina 默认使用 squashfs 作为根文件系统，配合 overlayfs 实现可写分区。这样做的好处是：只读根分区节省空间，overlay 层保存用户数据。

分区	文件系统	用途
boot	FAT32	存放 u-boot、内核、设备树
rootfs	squashfs	只读根文件系统，存放系统程序
overlay	ext4 / ubifs	可写分区，保存配置和用户数据
data	ext4	用户数据分区，日志、数据库等

这种分区方案在启动优化上很有优势。squashfs 的压缩率高，读取速度快，而且只读特性保证了系统完整性。我曾经在一个项目中，把 rootfs 从 32MB 压到了 8MB，启动时间直接少了 1.5 秒。

1.3 Tina Linux 开发环境搭建

好了，理论说完了，咱们来点实际的。怎么把开发环境搭起来？

1.3.1 硬件准备

你需要一块全志的开发板。我个人推荐用 V853 或者 R329，这两款芯片性能适中，资料也全。当然，如果你手头有其他的，比如 F1C200s 或者 V3s，也完全没问题。

开发板 x1
USB 转 TTL 串口模块（3.3V 电平）
TF 卡（8GB 以上，Class 10）
5V/2A 电源适配器
网线（用于 NFS 调试）

注意： 串口模块一定要选 3.3V 的，5V 的会烧板子。我刚开始做的时候就用错过，还好板子有保护电路，不然就废了。

1.3.2 软件环境

推荐使用 Ubuntu 20.04 或 22.04 LTS 作为开发主机。Windows 用户可以用 WSL2 或者虚拟机。

安装必要的依赖包：

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential git wget unzip python3 python3-pip \
    libncurses5-dev libssl-dev flex bison u-boot-tools \
    device-tree-compiler bc cpio rsync file

然后下载 Tina SDK。全志官方提供了完整的 SDK 包，包含 buildroot、内核源码、工具链。

# 以 V853 为例
wget https://sdk.allwinnertech.com/package/tina-v853-linux-5.4.tar.gz
tar -xzf tina-v853-linux-5.4.tar.gz
cd tina-v853

1.3.3 首次编译

进入 SDK 目录后，先配置目标平台：

source build/envsetup.sh
lunch

你会看到一系列平台选项。选择对应的开发板型号，比如 v853_linux。

然后开始编译：

make -j$(nproc)

第一次编译会比较慢，因为要下载工具链和编译所有源码。我的经验是，i7 处理器、16GB 内存的机器，大概需要 30-40 分钟。

编译完成后，你会得到以下文件：

out/v853_linux/boot.img — 内核镜像
out/v853_linux/rootfs.squashfs — 根文件系统
out/v853_linux/tina_v853_linux_uart0.img — 完整固件

1.3.4 烧录与启动

把固件烧录到 TF 卡：

sudo dd if=out/v853_linux/tina_v853_linux_uart0.img of=/dev/sdX bs=1M status=progress
sync

注意 /dev/sdX 是你的 TF 卡设备名，千万别写错了。我建议先用 lsblk 确认一下。

插卡、上电、连接串口（波特率 115200），你会看到 u-boot 启动信息，然后是内核解压，最后进入 Tina 的 shell。

U-Boot 2018.05 (Jan 10 2024 - 15:30:00 +0800) Allwinner Technology

...
Starting kernel ...

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[    0.000000] Linux version 5.4.61
...
[    2.345678] VFS: Mounted root (squashfs filesystem) readonly on device 31:3.
[    2.456789] Freeing unused kernel memory: 1024K
[    2.567890] Run /sbin/init as init process

Tina Linux (Allwinner) / #

看到这个提示符，说明你的 Tina 环境已经跑起来了。

1.4 开发环境验证

进系统之后，我习惯先跑几个命令确认环境正常：

# 查看内核版本
uname -a

# 查看内存信息
free -m

# 查看文件系统挂载情况
mount

# 查看 CPU 信息
cat /proc/cpuinfo

如果这些都能正常输出，恭喜你，开发环境搭建完成。

调试小技巧： 我建议在开发阶段使用 NFS 根文件系统。这样修改代码后不用重新烧录，直接重启就能生效。具体配置方法我们会在后面的章节详细讲。

好了，第一章的内容就到这里。Tina 的背景、架构和开发环境搭建，是后续所有优化的基础。把这些搞扎实了，后面的启动优化、性能调优才能有的放矢。