Linux on the Sega 32X. Who needs hardware synchronization primitives anyway?

来源：Hacker News

背景

这篇文章是作者在成功将 Linux 移植到 Atari Jaguar 之后，将目光投向了另一款经典主机——Sega 32X 的后续。作者首先感谢了读者对之前 Jaguar 文章的关注，并特别提到了 linuxmd 项目的贡献。该文章曾在 Hacker News 上引发热议，收到了不少有趣的问题。

作者解释了自己为何持续进行这类“复古 Linux 移植”工作：主要目的是提升板级 bringup（板级启动）技能。他已在固件/操作系统/嵌入式领域工作超过两年，而“从零开始完成板级 bringup”是求职时常见的要求。除了求职之外，让一块芯片运行自己参与制作的系统本身就是一件非常有趣的事——需要接触模拟器、技术文档、实验、调查等工程环节。尽管阅读 90 年代初的扫描版数据手册并非他的爱好（有些文档甚至只是 PDF 中嵌入的图片），但这个过程总有一种吸引力让他不断回来。

作者最早在 2013/2014 年（当时他 12/13 岁）就开始了类似实践。他父母给他买了第一部手机——基于联发科 MT6589 四核处理器、1GB RAM 的设备。当时 Google 发布了 Android 5.0 Lollipop，但厂商决定不提供升级。作者于是开始动手：他要求厂商遵守 GPL 协议发布 Linux 内核源码，起初遭到拒绝，但在社区努力下厂商最终放出了源码（以及部分其他机型的代码）。然而源码质量极差，板级配置甚至无法启动。幸运的是，作者找到了一个泄露的联发科 ALPS 全源码包（针对 MT6589 的一个变种），包含了完整的 Little Kernel 引导加载程序、基带、预加载器、Linux 内核和 AOSP。他花了几个月时间逆向工程手机厂商提供的 stock boot image 中的 zImage，填补联发科代码中的缺失部分（如 LCM、电池、芯片组 quirks 等），最终成功让 Android 5.0 运行在手机上——虽然蓝牙、硬件加速、媒体引擎等还不完善，但看到纯正的 Material Design 界面时，他感到无比震撼。

Sega 32X 于 1994 年 11 月在美洲/欧洲（日本 12 月）发布，是 Sega 为 16 位 Genesis 到 32 位 Saturn 过渡而设计的附加组件。它的诞生伴随着 Sega 日本与 Sega 美国之间的内部斗争，故事颇为曲折。在此之前，Sega 已经推出了 CD 附加组件 Sega CD（欧洲/日本称 Mega CD），它连接在 Genesis 的扩展槽上，支持 CD 音频流和游戏资产流，并拥有比 Genesis 更高主频的 68000 处理器。Sega CD 有两种型号：前装式（Model 1）和顶装式（Model 2）。而 32X 则直接插在 Genesis 的卡带槽上，需要独立的电源砖和视频输出，其视频信号叠加在 Genesis 的视频输出之上。如果同时连接 Sega CD 和 32X，就会形成著名的“Tower of Power”组合——三个独立电源砖、大量线缆。

核心内容

32X 的硬件远比基础主机强大：

| 组件 | Genesis | 32X | |------|---------|-----| | CPU | 68000 @ 7.6 MHz | 2× SH2 @ 23 MHz | | RAM | 64 KB | 256 KB + 64 KB | | 视频 | 256×224, 64 colors | 320×240, 32,768 colors | | 音频 | YM2612 + PSG | 立体声 PCM（通过 SH2 控制） |

不幸的是，32X 的发布几乎与索尼 PlayStation 1 同时，而 PS1 以更简单的架构迅速占领市场；同时 Sega Saturn 也即将上市，消费者感到困惑。这一切都体现了 Sega 的一贯作风。

既然作者已经让 Linux 在 Jaguar 上运行，理论上也能在 32X 上实现类似目标。关键在于让 Linux 在两个 SH2 处理器上运行，并能够通过 UART 输出有意义的信息。这需要设置三个 CPU：两个 SH2 和 68000。作者找到了现成的示例——Chilly Willy 的 Sega MD/CD/32X 开发套件。