移植Linux(ucLinux)到GBA的記錄 v1.0
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1.感謝
向所有直接和間接幫助過我的的朋友們表示衷心的感謝，因爲人數太多我就不一一提到了。
2.寫在最前面
《移植uclinux到GBA的記錄 v0.0》可以在下面的地址找到。
http://www.linuxforum.net/forum/showthreaded.php?Cat=&Board=embedded&Number=489216
上次以後這個東西一直就放下了，突然某天（上個月吧）想到，既然Kernel都是直接在flash上跑的，文件系統還放在blkmem上幹什麼，白白浪費寶貴內存，於是自己做了一個只讀文件系統norfs，弄起來一跑，仍然不行，還是在run_init_process內存不夠了。我正在鬱悶，突然想到mmnommu中有一個page_alloc2.c，是另一套頁管理的代碼，於是偶將其換上一跑，一下就跑了過去，果然厲害。又改了exec的一點錯誤，現在已經把init跑起來了，當然一跑init裏面的swi就會讓模擬器報錯，忽略過去的話就能看見init在屏幕上顯示出了顏色。再往後的工作就是對libc的修改了，不過我可能暫時不會再弄了。
本修改都以Linux kernel 2.4.24+uclinux針對其的補丁爲基礎做的。
在把補丁打好後，將我提供的linux-2.4.24中的文件覆蓋進目錄。然後將norfs目錄中的linux-2.4.24目錄中覆蓋Kernel目錄中相應文件就可以。然後make menuconfig，在System Type中設置ARM system type爲GBA，打開General setup中的Support uClinux FLAT format binaries，打開File systems中的NOR file system support。然後make dep，make clean，make，將生成的elf文件linux拷貝到gbarom目錄中。
然後進入norfs目錄中的gennorfs目錄，輸入make，make install，將生成norfs鏡象的gennorfs文件裝進系統中。
最後進入make，則將生成linux.gba，這就是給GBA模擬器使用的2進制文件。
3.GBA的簡單介紹以及其優點和缺點
GBA是一種掌上遊戲機，用的ARM7TDMI，256K內存（有的介紹將其32K內存也算在其中的，這是完全不對的，因爲那些內存是有專門作用的），顯存、聲道、多用串口等等一堆遊戲機需要的東西，rom是nor flash，詳細的介紹網上非常多，我也就不詳細介紹了。
GBA的優點：開發資源豐富。因爲對GBA遊戲開發有興趣的人不少，所以對其介紹的資料相當多，還有不少專門的論壇對其的開發進行討論。同時GBA有多種模擬器可以使用，而且功能都很不錯。
GBA的缺點：有點BT的環境。256K內存是無法將整個KERNEL放入其中的。最主要的問題是GBA將頭16K寫入了他自己的代碼，也就是說GBA自己處理了svc到fiq，其中irq的處理會在GBA自己處理過後跳到指定的代碼（這將在後面做詳細介紹），其他的以我現有的認識都是無法取到的，GBA都用自己的代碼處理掉了。
4.介紹一下我寫的bootloader
GBA的執行是從0x8000000開始的，這也是flash的開始地址，但是實際上從0x8000004一直到0x80000c0以前的部分是有一套格式的，有什麼圖標字符、校驗位等等一大堆東西，不過這些東西我都沒能夠在我的GBA鏡象生成程序creatrom中完成，只是簡單的按照規矩在bootloader中直接從0x8000000跳到了0x80000c0開始執行具體的bootloader代碼。在bootloader中我主要做的工作是將存儲在flash中的init節和data節放到內存中。下面我就來介紹一下bootloader代碼bl.s：
首先將mess的地址設置到r4，這個mess中存儲了init和data在flash中的位置、長度、應在內存中的位置以及text的開始地址，這個部分是在creatrom程序中填寫的。
然後就是先init然後data的拷貝過程，其中具體的拷貝用的是gba_dma3_copy這個函數，這裏用的是GBA的DMA3，GBA共有4個DMA，在實際的kernel中我還沒能將這幾個東西用上。
在2次拷貝結束的時候，有這麼2句：
mov r0,#0
mov r1,#210
這是設置啓動參數，在arch/armnommu/kernel/head-armv.S中是這樣寫的
/*
* Kernel startup entry point.
*
* The rules are:
* r0 - should be 0
* r1 - unique architecture number
* MMU - off
* I-cache - on or off
* D-cache - off
*
* See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of numbers
* for r1.
*/
注意這個210是我後加的，具體我將在下面介紹對kernel的修改的時候進行介紹。
設置好啓動參數以後就是將mess中的text開始位置讀出，跳到那個位置開始執行。
5.我對kernel的修改的介紹
我對kernel的修改除了我自己增加的目錄arch/armnommu/mach-gba/和include/asm-armnommu/arch-gba/以外，我都用類似
//teawater add for gba 2004.2.28------------------------------------------------
#ifdef CONFIG_ARCH_GBA
#else
#endif
//AJ2D--------------------------------------------------------------------------
標記了出來。
5.1.編譯相關的修改
arch/armnommu/Makefile，這裏增加了一個GBA相關的條目，主要是設置連接腳本，其他也跟別的項目沒什麼不同，TEXTADDR這個部分本來是在連接腳本用指定kernel開始執行地址的地方，不過在我修改的代碼中沒什麼作用，只是原來臨時用保留下來的。
arch/armnommu/config.in，這裏是menuconfig的時候生成菜單以及進行編譯配置的地方，在這其中：
DRAM_BASE 內存的起始地址
DRAM_SIZE 內存的長度
FLASH_MEM_BASE flash的起始地址
FLASH_SIZE flash的長度
CONFIG_NO_PGT_CACHE 表示Disable pgtable cache
CONFIG_CPU_WITH_CACHE 表示CPU有CACHE 啓動的時候要clean
CONFIG_CPU_WITH_MCR_INSTRUCTION 表示系統是否有MCR指令
arch/armnommu/tools/mach-types，實際上這個文件是用來生成文件include/asm-armnommu/mach-types.h的，不過因爲關聯的問題，修改過這個文件後注意刪除一下mach-types.h這個文件，保證修改的生效。
5.2.連接腳本
我使用了單獨的連接腳本arch/armnommu/mach-gba/romlinux.lds。
在這裏比較主要的就是設置init和data的開始地址設置在了0x2001000，內存開始的部分在0x2000000，而這0x1000是交給kernel讓其寫中斷處理代碼的。而在0x8040d00是text的開始地址。
如果仔細觀察的話你可以發現我將*(.text.init)也放進了text，這樣的目的就是爲了節省內存。
其中有1個地方比較關鍵：
. = ALIGN(4096);
__init_end = .;
因爲init節實際上在init函數中將要被釋放掉的，而且其後跟着的就是init_task_union，所以這裏一定要保證init節的長度跟頁長度對齊，同時要保證這個__init_end生成的地址是跟task的長度對齊。而前面將開始地址設置在0x2001000也是出於這個目的。
5.3.kernel在start_kernel以前的代碼
arch/armnommu/kernel/head-armv.S，這是kernel最開始啓動的代碼，這裏體系相關的代碼很多，通用的啓動部分在448行，也就是我修改後代碼的第464行。
一上來就是函數__lookup_processor_type，這個函數是用來根據芯片的類型ID從.proc.info中取出相應的proc_info_list結構，這個結構定義在include/asm-armnommu/procinfo.h文件中，這個段中的數據是arch/armnommu/mm/proc-*.S文件中的，如果你的芯片比較特殊，可以定義自己的芯片結構以及編寫自己的文件，arm7tdmi在arch/armnommu/mm/proc-arm6,7.S文件中。這個函數中，我們可以看到在arch/armnommu/config.in中定義的CONFIG_CPU_WITH_MCR_INSTRUCTION，我也嘗試跑過mrc指令取得芯片ID，不過代碼馬上就跑到了未定義指令上去了，所以我估計用這個是不行的，就定義了不支持mcr。在下面也寫明瞭
# warning "FIXME: Get Processor ID without MCR Instruction"
還舉出了使用的例子
@ A possible code
@ldr r9, PROCESSOR_ID_MEM_LOCATION
@ldr r9, [r9]
看一下arch/armnommu/mm/proc-arm6,7.S文件，就可以找到定義arm7tdmi的結構的是729行開始的，所以代碼應該寫成
ldr r9, __arm7tdmi_proc_info
ldr r9, [r9]
不過我開始是沒仔細看這段註釋的，直接就
@set r9 to arm7tdmi id(0x41007700)
mov r9,#0x7700
add r9,r9,#0x41000000
結果都是一樣的，當然建議大家按uclinux提供的方式來弄比較好，我嘛，以後再改。
然後就是一大段根據這個ID比較的過程，最後返回，一些查找結構失敗的判斷，然後就是函數__lookup_architecture_type。
__lookup_architecture_type這個函數的作用是在.arch.info段中尋找相應的machine_desc結構，這個結構定義在include/asm-armnommu/mach/arch.h中，具體針對每個arch的定義就在arch/armnommu/kernel/arch.c以及arch/armnommu/mach-*/arch.c中，而GBA的就在arch/armnommu/mach-gba/arch.c中。其中具體的每個宏都在include/asm-armnommu/mach/arch.h中，都很明確我就不詳細介紹了。
往後還有一些初始化工作，不過因爲跟沒有什麼改動，就不詳細介紹了。
5.3.start_kernel
5.3.1.setup_arch
這個函數用來做體系相關的初始化的，armnommu的在arch/armnommu/kernel/setup.c。注意一下540行，這裏是默認的對物理內存結構meminfo的初始化，這個結構將在後面的內存初始化中起很重要的作用。在這其中，nr_banks指定了內存塊的數量，bank是指定了每塊內存的範圍。而在這裏用來指定塊開始和長度的PAGE_OFFSET和MEM_SIZE，都定義在include/asm-armnommu/arch-gba/memory.h中，PAGE_OFFSET是內存的開始地址，我設置這個值爲0x2001000，就是前面介紹的init和data的開始地址，結束地址自然就是內存的結束地址。後面函數就將根據meminfo進行內存結構初始化。
其中還有一個地方的修改，bootmem_init函數中調用的函數reserve_node_zero，這個函數的作用是保留一些內存以便使值不能被動態分配。看一下這個函數的內部，原來的代碼是：
reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext);
這行的意思就是從_stext到_end都保留起來不做動態分配，而看我寫的連接腳本就能知道這麼寫是不行的，因爲_stext在flash中，所以我將這段代碼改爲：
reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__init_begin), &_end - &__init_begin);
後面對init_arch_irq進行了初始化，這個將在後面用到。
5.3.2.parse_options和calibrate_delay
我的代碼跑到這2行以後進去就跑不出來了，正好看一個文章寫有什麼問題，而且2個函數也沒什麼作用，所以我就直接將其去掉了。
5.3.3.trap_init
這個函數用來做體系相關的中斷處理的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/traps.c。vectors_base的值是比較關鍵的，因爲其的寫中斷向量的開始地址，他的設置在include/asm-armnommu/proc-armv/system.h，地址0因爲GBA的BIOS的原因自然是寫不進去的，所以我將其設置爲0x2000000。然後就調用arch/armnommu/kernel/entry-armv.S中的函數__trap_init將中斷處理代碼寫入vectors_base指定地址。
5.3.4.init_IRQ
這個函數用來做體系相關的irq處理的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/irq.c。一開始就是對根據定義在include/asm-armnommu/arch-gba/irqs.h中斷數量NR_IRQS對中斷結構irq_desc的初始化。
在默認的初始化完成後調用前面初始化的函數init_arch_irq，先到了arch/armnommu/kernel/irq-arch.c中的函數genarch_init_irq，然後就執行include/asm-armnommu/arch-gba/irq.h中的inline函數irq_init_irq，在這裏對irq_desc進行了實質的初始化。其中mask用阻塞中斷；unmask用來取消阻塞；mask_ack的作用是第一是阻塞中斷，同時還發ack給板表示這個中斷已經被處理了，否則板將會自動再次發生同一個中斷，當然不是所有板需要這個ack，所以有的扳子的mask_ack跟mask用的是一個函數。後面3行語句，第1行設置對irq全部mask，第2行是對irq的另一個標誌設置爲irq可以發生，第3行是設置irq向量處理的位置，GBA將在接到irq自己處理後跳到這裏指定的位置執行。
下面執行的函數是init_dma，前面我已經介紹過我沒有在kernel使用GBA的DMA，所以就設置include/asm-armnommu/arch-gba/dma.h中的MAX_DMA_CHANNELS爲0，這樣在arch/armnommu/kernel/dma.c文件中你可以看到根據這個定義的不同會使用不同的函數。
5.3.5.time_init
這個函數用來做體系相關的timer的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/time.c。這裏調用了在include/asm-armnommu/arch-gba/time.h中的inline函數setup_timer，首先設置timer的中斷處理函數爲gba_timer_interrupt，然後設置已經初始化好的結構timer_irq用setup_arm_irq爲GBA的timer3的中斷處理結構。
然後調用gba_enable_timer3啓動timer3，其中LATCH是每個時鐘中斷用的時鐘滴答的次數，這個值定義在include/linux/timex.h中：
#define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ)
其中CLOCK_TICK_RATE是定義在include/asm-armnommu/arch-gba/timex.h中，這個值是輸入時鐘脈衝的頻率。
5.3.6.fork_init
因爲GBA的內存太小，計算出的max_threads數量太小，所以我將其改成我定義的GBA_MAX_THREADS。
5.3.7.kernel_thread
這裏調用了arch/armnommu/kernel/process.c中的函數arch_kernel_thread，在這個函數中kernel第一次使用了swi指令，在：
__syscall(clone)
我將其換成了
bl gba_sys_clone
gba_sys_clone這個函數定義在arch/armnommu/mach-gba/entry_gba.S中，sys_clone函數的最後一個參數是struct pt_regs *regs，這是一個寄存器的列表，原來是在swi的處理過程中存儲進棧的，然後在返回的時候再將寄存器恢復成原來的值，在gba_sys_clone中模仿了這個過程。gba_save_user_regs是前面定義的宏，是模仿save_user_regs寫的，作用就是將寄存器存入棧。然後將sp值放進r2，也就是作爲sys_clone函數的最後一個參數。函數sys_clone執行結束後，將r0的值放入寄存器列表中r0的位置，這樣做是保證函數的返回值最後可以返回，最後 用宏gba_restore_user_regs將寄存器值從棧中恢復到寄存器中。
其實如果是一般的系統調用，直接bl到相應函數就可以了，只是因爲sys_clone函數還需要一個寄存器列表的函數，所以使用的上面的方法，類似的還有下面用到的sys_execve，只是
5.4.init
5.4.1.do_basic_setup
在這裏的sock_init我覺得佔內存太多，所以就把這個函數的執行去掉了。
5.4.2.blkmem相關的修改
下面這段在使用norfs的時候不需要，不過我還是保留了下來。
我將include/linux/blkdev.h中的MAX_NR_REQUESTS從1024換成了16，在blkmem_init中，調用了blk_init_queue，這裏調用了blk_init_free_list，這裏調用blk_grow_request_list，在這個函數中會kmem_cache_alloc出nr_requests個request結構，而nr_requests的值爲MAX_NR_REQUESTS，如果是1024個request結構則將用掉過多的內存，實際GBA的全部內存也不夠，所以我將其替換成了16。
在include/asm-armnommu/arch-gba/blkmem.h中的一行
#define FIXUP_ARENAS arena[0].address = (unsigned long)0x8240d1c;
其中0x8240d1c就是romfs在flash中的地址。
5.4.3.free_initmem
這個函數在arch/armnommu/mm/init.c中，就是前面提到的對init節的釋放，如果你的體系不想釋放init，可以用其中其他體系類似的方式指定不釋放。
5.4.4.run_init_process
在這其中有一個execve，我將其換成了gba_sys_execve，基本過程跟上面的gba_sys_clone過程類似。不同的地方在sys_execve返回後，先判斷r0的值是否大於等於0；如果不是則表示sys_execve的執行發生了錯誤，則將r0的值設置進積存器列表中；如果是則設置USR_MODE進寄存器列表，可能你要奇怪我爲什麼這麼做了，因爲寄存器列表應該已經在sys_execve被設置好了的，我這麼做的原因是這樣的：
先看一下實際對寄存器列表進行設置的宏start_thread
#define start_thread(regs,pc,sp) /
({ /
unsigned long *stack = (unsigned long *)sp; /
set_fs(USER_DS); /
memzero(regs->uregs, sizeof(regs->uregs)); /
if (current->personality & ADDR_LIMIT_32BIT) /
regs->ARM_cpsr = USR_MODE; /
else /
regs->ARM_cpsr = USR26_MODE; /
regs->ARM_pc = pc; /* pc */ /
regs->ARM_sp = sp; /* sp */ /
regs->ARM_r2 = stack[2]; /* r2 (envp) */ /
regs->ARM_r1 = stack[1]; /* r1 (argv) */ /
regs->ARM_r0 = stack[0]; /* r0 (argc) */ /
})
可以很清楚的看到，依賴了current->personality纔將cpsr設置爲32位user模式，不然就是26位user模式。
而personality來自哪裏呢，繼承自init_task，但是在其的初始化宏INIT_TASK並沒這個元素，應該是被設置爲了0，這樣最後被設成了 USR26_MODE，我覺得有點莫名其妙。
然後我試圖用一種通用的辦法解決這個問題：
發現在 CONFIG_ARCH_C5471 中有一個
static void __init
fixup_c5471(struct machine_desc *desc, struct param_struct *params,
char **cmdline, struct meminfo *mi)
{
/* This is probably not necessary for the init process. But, all
* normal C5471 processes must be marked as 32-bit processes. */
init_task_union.task.personality = PER_LINUX_32BIT;
}
俺一看馬上模仿了寫了一個，一跑還是不行，開始還都一直PER_LINUX_32BIT跑的滿好，可最後到了binfmt_flat.c中，load_flat_file函數中有一句，set_personality(PER_LINUX); 被清成0了，偶延着這個set_personality走了一下，發現被設置成0是肯定的。
這下偶就暈了，別人的代碼應該是跑的好好的，可爲什麼到我這裏就不行了呢？只好在最後做了個不久工作，如果哪位知道指點一下我，多謝了。
5.5.irq的處理
剛纔介紹了irq的初始化，這裏來介紹發生irq後的處理。
發生中斷以後，首先是GBA的BIOS對中斷進行處理，然後到咱們前面在irq初始化時候指定的地址繼續執行，那些代碼在arch/armnommu/kernel/entry-armv.S中的第1360行開始也就是我修改過代碼的1382行開始。在一上來我就增加了一行：
ldmia r13!,{r0-r3,r12,r14}
因爲GBA的BIOS會將這幾個寄存器存入棧，爲了讓這些寄存器保持一個irq才發生時候的值。而在後面設置r13爲0x3007fa0，這樣BIOS處理irq的時候的棧指針，這樣可以保證下次再發生irq以後BIOS可以做正常處理。
這裏的處理結束後就會根據當前進程所處的情況分別執行__irq_usr或者__irq_svc，在這其中get_irqnr_and_base就是取得當前中斷的體系相關的取得當前中斷號的宏。這個宏的幾個參數代表的意思爲：
irqnr: 中斷號碼，也就是取得返回的中斷號碼。
irqstat：用來存儲irq當前狀態的臨時寄存器。
base：中斷優先級別，不過在這裏好象沒起實際作用，所以我也不太瞭解具體做什麼的。
tmp：給宏中使用的臨時寄存器。
宏中整個的過程就是將GBA_IRQ_STAT位置中的中斷狀況，然後循環比較，最後將返回。
5.6.對page和task大小的修改
因爲GBA內存的問題，實際還沒運行到init函數內存就不夠了，我採取的解決辦法是將page和task改小。
首先我將include/asm-armnommu/proc-armv/page.h中頁的大小改小。
然後我修改了include/asm-armnommu/processor.h中的THREAD_SIZE的頁大小改小。不過在代碼中實際幾乎沒有人使用THREAD_SIZE，而都用了8192，所以我都將他們改成了THREAD_SIZE，包括一些別的體系的代碼，個人還是希望kernel中的東西多用宏，方便查看也能方便修改。還有修改了include/asm-armnommu/proc-armv/processor.h中的ll_alloc_task_struct宏和ll_free_task_struct宏，這兩個宏是在do_fork的時候alloc_task_struct調用的，用來分配task的空間，既然同時改變了page和task的大小，自然也要修改。
還有就是要修改根據sp取得task開始地址的函數，這裏一共有2個。一個是include/asm-armnommu/current.h中的inline函數get_current，主要是將sp的值最後的幾位設置爲0，所以這也是前面一直要內存對齊的原因。還有一個是arch/armnommu/kernel/entry-header.S中的宏get_current_task，剛纔那個函數是給c代碼用的，而這個是給asm代碼用的。它的作用跟剛纔那個函數一樣，也是將最後幾位設置爲0，不過他使用了移位的方法，而前面的函數使用了位清除，這2段代碼的作用是一樣的，希望對這裏有理解的朋友指點這樣使用各自的好處。
5.7.關於大量使用宏ifdef的時候需要注意的東西
移植的代碼爲了保證能不影響別的體系代碼的使用，我大量的使用了
#ifdef CONFIG_ARCH_GBA
#else
#endif
但是如果前面沒有
#include <linux/config.h>
則將導致不管定義了什麼選項，編譯中只使用#else後面的部分，這自然是要發生錯誤的，我使用的檢查方法是，在打開了GBA選項以後，在#else後定義一個#error，這樣在發生定義錯誤的時候編譯馬上會終止，這樣就能找到需要增加#include <linux/config.h>的位置，在include/asm-armnommu/proc-armv/page.h中就是這樣的情況。
5.8.爲了讓Kernel支持norfs作爲根文件系統對Kernel進行的修改
在do_mounts.c文件中的mount_block_root函數是用來mount根分區的函數，但是因爲norfs不是FS_REQUIRES_DEV類型的文件系統，所以不會在其循環mount中出現，我爲了方便在其全部失敗後的位置增加了單獨的mount norfs的代碼。
移植uclinux到GBA的記錄 v0.0
[email protected]
1.感謝
向所有直接和間接幫助過我的的朋友們表示衷心的感謝，因爲人數太多我就不一一提到了。
2.寫在最前面
本來是計劃一直等到應用層的init跑起來以後才總結這個文章的（現在到了run_init_process，不過好象因爲內存不夠還是沒跑起來），可是因爲拖的時間比較長了(我自己記錄的開始時間是2004.2.28)，前幾天整理代碼的時候也發覺不少修改是怎麼個事情都忘記了，所以本着好腦子不如爛筆頭的精神，把大部分過程以及其中一些體會想法都記錄下來，望大家多多指點。
本修改都以Linux kernel 2.4.24+uclinux針對其的補丁爲基礎做的。在把補丁打好後，將我提供的linux-2.4.24.zip解壓縮，將解出的文件覆蓋進目錄，然後make menuconfig，在System Type中設置ARM system type爲GBA，打開General setup中的Support uClinux FLAT format binaries，打開Block devices中的ROM disk memory block device (blkmem)，打開File systems中的ROM file system support。然後make dep，make clean，make。將生成的elf文件linux拷貝到gbarom目錄中，然後make，則將生成linux.gba，這就是給GBA模擬器使用的2進制文件。
3.GBA的簡單介紹以及其優點和缺點
GBA是一種掌上遊戲機，用的ARM7TDMI，256K內存（有的介紹將其32K內存也算在其中的，這是完全不對的，因爲那些內存是有專門作用的），顯存、聲道、多用串口等等一堆遊戲機需要的東西，rom是nor flash，詳細的介紹網上非常多，我也就不詳細介紹了。
GBA的優點：開發資源豐富。因爲對GBA遊戲開發有興趣的人不少，所以對其介紹的資料相當多，還有不少專門的論壇對其的開發進行討論。同時GBA有多種模擬器可以使用，而且功能都很不錯。
GBA的缺點：有點BT的環境。256K內存是無法將整個KERNEL放入其中的。最主要的問題是GBA將頭16K寫入了他自己的代碼，也就是說GBA自己處理了svc到fiq，其中irq的處理會在GBA自己處理過後跳到指定的代碼（這將在後面做詳細介紹），其他的以我現有的認識都是無法取到的，GBA都用自己的代碼處理掉了。
4.介紹一下我寫的bootloader
GBA的執行是從0x8000000開始的，這也是flash的開始地址，但是實際上從0x8000004一直到0x80000c0以前的部分是有一套格式的，有什麼圖標字符、校驗位等等一大堆東西，不過這些東西我都沒能夠在我的GBA鏡象生成程序creatrom中完成，只是簡單的按照規矩在bootloader中直接從0x8000000跳到了0x80000c0開始執行具體的bootloader代碼。在bootloader中我主要做的工作是將存儲在flash中的init節和data節放到內存中。下面我就來介紹一下bootloader代碼bl.s：
首先將mess的地址設置到r4，這個mess中存儲了init和data在flash中的位置、長度、應在內存中的位置以及text的開始地址，這個部分是在creatrom程序中填寫的。
然後就是先init然後data的拷貝過程，其中具體的拷貝用的是gba_dma3_copy這個函數，這裏用的是GBA的DMA3，GBA共有4個DMA，在實際的kernel中我還沒能將這幾個東西用上。
在2次拷貝結束的時候，有這麼2句：
mov r0,#0
mov r1,#210
這是設置啓動參數，在arch/armnommu/kernel/head-armv.S中是這樣寫的
/*
* Kernel startup entry point.
*
* The rules are:
* r0 - should be 0
* r1 - unique architecture number
* MMU - off
* I-cache - on or off
* D-cache - off
*
* See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of numbers
* for r1.
*/
注意這個210是我後加的，具體我將在下面介紹對kernel的修改的時候進行介紹。
設置好啓動參數以後就是將mess中的text開始位置讀出，跳到那個位置開始執行。
5.我對kernel的修改的介紹
我對kernel的修改除了我自己增加的目錄arch/armnommu/mach-gba/和include/asm-armnommu/arch-gba/以外，我都用類似
//teawater add for gba 2004.2.28------------------------------------------------
#ifdef CONFIG_ARCH_GBA
#else
#endif
//AJ2D--------------------------------------------------------------------------
標記了出來。
5.1.編譯相關的修改
arch/armnommu/Makefile，這裏增加了一個GBA相關的條目，主要是設置連接腳本，其他也跟別的項目沒什麼不同，TEXTADDR這個部分本來是在連接腳本用指定kernel開始執行地址的地方，不過在我修改的代碼中沒什麼作用，只是原來臨時用保留下來的。
arch/armnommu/config.in，這裏是menuconfig的時候生成菜單以及進行編譯配置的地方，在這其中：
DRAM_BASE 內存的起始地址
DRAM_SIZE 內存的長度
FLASH_MEM_BASE flash的起始地址
FLASH_SIZE flash的長度
CONFIG_NO_PGT_CACHE 表示Disable pgtable cache
CONFIG_CPU_WITH_CACHE 表示CPU有CACHE 啓動的時候要clean
CONFIG_CPU_WITH_MCR_INSTRUCTION 表示系統是否有MCR指令
arch/armnommu/tools/mach-types，實際上這個文件是用來生成文件include/asm-armnommu/mach-types.h的，不過因爲關聯的問題，修改過這個文件後注意刪除一下mach-types.h這個文件，保證修改的生效。
5.2.連接腳本
我使用了單獨的連接腳本arch/armnommu/mach-gba/romlinux.lds。
在這裏比較主要的就是設置init和data的開始地址設置在了0x2001000，內存開始的部分在0x2000000，而這0x1000是交給kernel讓其寫中斷處理代碼的。而在0x8040d00是text的開始地址。
如果仔細觀察的話你可以發現我將*(.text.init)也放進了text，這樣的目的就是爲了節省內存。
其中有1個地方比較關鍵：
. = ALIGN(4096);
__init_end = .;
因爲init節實際上在init函數中將要被釋放掉的，而且其後跟着的就是init_task_union，所以這裏一定要保證init節的長度跟頁長度對齊，同時要保證這個__init_end生成的地址是跟task的長度對齊。而前面將開始地址設置在0x2001000也是出於這個目的。
5.3.kernel在start_kernel以前的代碼
arch/armnommu/kernel/head-armv.S，這是kernel最開始啓動的代碼，這裏體系相關的代碼很多，通用的啓動部分在448行，也就是我修改後代碼的第464行。
一上來就是函數__lookup_processor_type，這個函數是用來根據芯片的類型ID從.proc.info中取出相應的proc_info_list結構，這個結構定義在include/asm-armnommu/procinfo.h文件中，這個段中的數據是arch/armnommu/mm/proc-*.S文件中的，如果你的芯片比較特殊，可以定義自己的芯片結構以及編寫自己的文件，arm7tdmi在arch/armnommu/mm/proc-arm6,7.S文件中。這個函數中，我們可以看到在arch/armnommu/config.in中定義的CONFIG_CPU_WITH_MCR_INSTRUCTION，我也嘗試跑過mrc指令取得芯片ID，不過代碼馬上就跑到了未定義指令上去了，所以我估計用這個是不行的，就定義了不支持mcr。在下面也寫明瞭
# warning "FIXME: Get Processor ID without MCR Instruction"
還舉出了使用的例子
@ A possible code
@ldr r9, PROCESSOR_ID_MEM_LOCATION
@ldr r9, [r9]
看一下arch/armnommu/mm/proc-arm6,7.S文件，就可以找到定義arm7tdmi的結構的是729行開始的，所以代碼應該寫成
ldr r9, __arm7tdmi_proc_info
ldr r9, [r9]
不過我開始是沒仔細看這段註釋的，直接就
@set r9 to arm7tdmi id(0x41007700)
mov r9,#0x7700
add r9,r9,#0x41000000
結果都是一樣的，當然建議大家按uclinux提供的方式來弄比較好，我嘛，以後再改。
然後就是一大段根據這個ID比較的過程，最後返回，一些查找結構失敗的判斷，然後就是函數__lookup_architecture_type。
__lookup_architecture_type這個函數的作用是在.arch.info段中尋找相應的machine_desc結構，這個結構定義在include/asm-armnommu/mach/arch.h中，具體針對每個arch的定義就在arch/armnommu/kernel/arch.c以及arch/armnommu/mach-*/arch.c中，而GBA的就在arch/armnommu/mach-gba/arch.c中。其中具體的每個宏都在include/asm-armnommu/mach/arch.h中，都很明確我就不詳細介紹了。
往後還有一些初始化工作，不過因爲跟沒有什麼改動，就不詳細介紹了。
5.3.start_kernel
5.3.1.setup_arch
這個函數用來做體系相關的初始化的，armnommu的在arch/armnommu/kernel/setup.c。注意一下540行，這裏是默認的對物理內存結構meminfo的初始化，這個結構將在後面的內存初始化中起很重要的作用。在這其中，nr_banks指定了內存塊的數量，bank是指定了每塊內存的範圍。而在這裏用來指定塊開始和長度的PAGE_OFFSET和MEM_SIZE，都定義在include/asm-armnommu/arch-gba/memory.h中，PAGE_OFFSET是內存的開始地址，我設置這個值爲0x2001000，就是前面介紹的init和data的開始地址，結束地址自然就是內存的結束地址。後面函數就將根據meminfo進行內存結構初始化。
其中還有一個地方的修改，bootmem_init函數中調用的函數reserve_node_zero，這個函數的作用是保留一些內存以便使值不能被動態分配。看一下這個函數的內部，原來的代碼是：
reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext);
這行的意思就是從_stext到_end都保留起來不做動態分配，而看我寫的連接腳本就能知道這麼寫是不行的，因爲_stext在flash中，所以我將這段代碼改爲：
reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__init_begin), &_end - &__init_begin);
後面對init_arch_irq進行了初始化，這個將在後面用到。
5.3.2.parse_options和calibrate_delay
我的代碼跑到這2行以後進去就跑不出來了，正好看一個文章寫有什麼問題，而且2個函數也沒什麼作用，所以我就直接將其去掉了。
5.3.3.trap_init
這個函數用來做體系相關的中斷處理的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/traps.c。vectors_base的值是比較關鍵的，因爲其的寫中斷向量的開始地址，他的設置在include/asm-armnommu/proc-armv/system.h，地址0因爲GBA的BIOS的原因自然是寫不進去的，所以我將其設置爲0x2000000。然後就調用arch/armnommu/kernel/entry-armv.S中的函數__trap_init將中斷處理代碼寫入vectors_base指定地址。
5.3.4.init_IRQ
這個函數用來做體系相關的irq處理的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/irq.c。一開始就是對根據定義在include/asm-armnommu/arch-gba/irqs.h中斷數量NR_IRQS對中斷結構irq_desc的初始化。
在默認的初始化完成後調用前面初始化的函數init_arch_irq，先到了arch/armnommu/kernel/irq-arch.c中的函數genarch_init_irq，然後就執行include/asm-armnommu/arch-gba/irq.h中的inline函數irq_init_irq，在這裏對irq_desc進行了實質的初始化。其中mask用阻塞中斷；unmask用來取消阻塞；mask_ack的作用是第一是阻塞中斷，同時還發ack給板表示這個中斷已經被處理了，否則板將會自動再次發生同一個中斷，當然不是所有板需要這個ack，所以有的扳子的mask_ack跟mask用的是一個函數。後面3行語句，第1行設置對irq全部mask，第2行是對irq的另一個標誌設置爲irq可以發生，第3行是設置irq向量處理的位置，GBA將在接到irq自己處理後跳到這裏指定的位置執行。
下面執行的函數是init_dma，前面我已經介紹過我沒有在kernel使用GBA的DMA，所以就設置include/asm-armnommu/arch-gba/dma.h中的MAX_DMA_CHANNELS爲0，這樣在arch/armnommu/kernel/dma.c文件中你可以看到根據這個定義的不同會使用不同的函數。
5.3.5.time_init
這個函數用來做體系相關的timer的初始化，armnommu的在arch/armnommu/kernel/time.c。這裏調用了在include/asm-armnommu/arch-gba/time.h中的inline函數setup_timer，首先設置timer的中斷處理函數爲gba_timer_interrupt，然後設置已經初始化好的結構timer_irq用setup_arm_irq爲GBA的timer3的中斷處理結構。
然後調用gba_enable_timer3啓動timer3，其中LATCH是每個時鐘中斷用的時鐘滴答的次數，這個值定義在include/linux/timex.h中：
#define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ)
其中CLOCK_TICK_RATE是定義在include/asm-armnommu/arch-gba/timex.h中，這個值是輸入時鐘脈衝的頻率。
5.3.6.fork_init
因爲GBA的內存太小，計算出的max_threads數量太小，所以我將其改成我定義的GBA_MAX_THREADS。
5.3.7.kernel_thread
這裏調用了arch/armnommu/kernel/process.c中的函數arch_kernel_thread，在這個函數中kernel第一次使用了swi指令，在：
__syscall(clone)
我將其換成了
bl gba_sys_clone
gba_sys_clone這個函數定義在arch/armnommu/mach-gba/entry_gba.S中，sys_clone函數的最後一個參數是struct pt_regs *regs，這是一個寄存器的列表，原來是在swi的處理過程中存儲進棧的，然後在返回的時候再將寄存器恢復成原來的值，在gba_sys_clone中模仿了這個過程。gba_save_user_regs是前面定義的宏，是模仿save_user_regs寫的，作用就是將寄存器存入棧。然後將sp值放進r2，也就是作爲sys_clone函數的最後一個參數。函數sys_clone執行結束後，用宏gba_restore_user_regs將寄存器值從棧中恢復到寄存器中。
5.4.init
5.4.1.do_basic_setup
在這裏的sock_init我覺得佔內存太多，所以就把這個函數的執行去掉了。
5.4.2.blkmem相關的修改
我將include/linux/blkdev.h中的MAX_NR_REQUESTS從1024換成了16，在blkmem_init中，調用了blk_init_queue，這裏調用了blk_init_free_list，這裏調用blk_grow_request_list，在這個函數中會kmem_cache_alloc出nr_requests個request結構，而nr_requests的值爲MAX_NR_REQUESTS，如果是1024個request結構則將用掉過多的內存，實際GBA的全部內存也不夠，所以我將其替換成了16。
在include/asm-armnommu/arch-gba/blkmem.h中的一行
#define FIXUP_ARENAS arena[0].address = (unsigned long)0x8240d1c;
其中0x8240d1c就是romfs在flash中的地址。
5.4.3.free_initmem
這個函數在arch/armnommu/mm/init.c中，就是前面提到的對init節的釋放，如果你的體系不想釋放init，可以用其中其他體系類似的方式指定不釋放。
5.4.4.run_init_process
在這其中有一個execve，我將其換成了gba_sys_execve，基本過程跟上面的gba_sys_clone過程類似，所以就不詳細介紹了。
5.5.irq的處理
剛纔介紹了irq的初始化，這裏來介紹發生irq後的處理。
發生中斷以後，首先是GBA的BIOS對中斷進行處理，然後到咱們前面在irq初始化時候指定的地址繼續執行，那些代碼在arch/armnommu/kernel/entry-armv.S中的第1360行開始也就是我修改過代碼的1382行開始。在一上來我就增加了一行：
ldmia r13!,{r0-r3,r12,r14}
因爲GBA的BIOS會將這幾個寄存器存入棧，爲了讓這些寄存器保持一個irq才發生時候的值。而在後面設置r13爲0x3007fa0，這樣BIOS處理irq的時候的棧指針，這樣可以保證下次再發生irq以後BIOS可以做正常處理。
這裏的處理結束後就會根據當前進程所處的情況分別執行__irq_usr或者__irq_svc，在這其中get_irqnr_and_base就是取得當前中斷的體系相關的取得當前中斷號的宏。這個宏的幾個參數代表的意思爲：
irqnr: 中斷號碼，也就是取得返回的中斷號碼。
irqstat：用來存儲irq當前狀態的臨時寄存器。
base：中斷優先級別，不過在這裏好象沒起實際作用，所以我也不太瞭解具體做什麼的。
tmp：給宏中使用的臨時寄存器。
宏中整個的過程就是將GBA_IRQ_STAT位置中的中斷狀況，然後循環比較，最後將返回。
5.6.對page和task大小的修改
因爲GBA內存的問題，實際還沒運行到init函數內存就不夠了，我採取的解決辦法是將page和task改小。
首先我將include/asm-armnommu/proc-armv/page.h中頁的大小改小。
然後我修改了include/asm-armnommu/processor.h中的THREAD_SIZE的頁大小改小。不過在代碼中實際幾乎沒有人使用THREAD_SIZE，而都用了8192，所以我都將他們改成了THREAD_SIZE，包括一些別的體系的代碼，個人還是希望kernel中的東西多用宏，方便查看也能方便修改。還有修改了include/asm-armnommu/proc-armv/processor.h中的ll_alloc_task_struct宏和ll_free_task_struct宏，這兩個宏是在do_fork的時候alloc_task_struct調用的，用來分配task的空間，既然同時改變了page和task的大小，自然也要修改。
還有就是要修改根據sp取得task開始地址的函數，這裏一共有2個。一個是include/asm-armnommu/current.h中的inline函數get_current，主要是將sp的值最後的幾位設置爲0，所以這也是前面一直要內存對齊的原因。還有一個是arch/armnommu/kernel/entry-header.S中的宏get_current_task，剛纔那個函數是給c代碼用的，而這個是給asm代碼用的。它的作用跟剛纔那個函數一樣，也是將最後幾位設置爲0，不過他使用了移位的方法，而前面的函數使用了位清除，這2段代碼的作用是一樣的，希望對這裏有理解的朋友指點這樣使用各自的好處。
5.7.關於大量使用宏ifdef的時候需要注意的東西
移植的代碼爲了保證能不影響別的體系代碼的使用，我大量的使用了
#ifdef CONFIG_ARCH_GBA
#else
#endif
但是如果前面沒有
#include <linux/config.h>
則將導致不管定義了什麼選項，編譯中只使用#else後面的部分，這自然是要發生錯誤的，我使用的檢查方法是，在打開了GBA選項以後，在#else後定義一個#error，這樣在發生定義錯誤的時候編譯馬上會終止，這樣就能找到需要增加#include <linux/config.h>的位置，在include/asm-armnommu/proc-armv/page.h中就是這樣的情況。