将 Mac OS X Cheetah 移植到 Wii：XNU 和 device tree

任天堂Wii上运行Mac OS X Cheetah：移植深度剖析

一位开发者成功在任天堂Wii上启动了原版Mac OS X Cheetah，利用其PowerPC 750CL处理器。该芯片源自iBook G3和iMac G3机型中的PowerPC 750CXe，在CPU层面提供了良好的兼容性。

Wii配备88 MB内存：24 MB 1T-SRAM（MEM1）和64 MB GDDR3（MEM2）。Cheetah官方要求128 MB，但QEMU测试证明64 MB也能正常运行。支持的关键功能包括：

• 通过USB Gecko实现串口输出；
• 从SD卡启动；
• 中断控制器；
• 视频输出至帧缓冲区；
• USB鼠标和键盘支持。

Darwin的开源XNU内核和IOKit无缝处理驱动程序。闭源部分如Quartz和Finder在内核启动后无需打补丁即可运行。

启动流程：从Open Firmware到Wii

在PowerPC Mac上，启动过程经过Open Firmware构建设备树，然后BootX加载Mach-O内核。Wii则依赖Homebrew Channel和BootMii的自制软件。

该方案使用基于ppcskel的自定义引导加载器：Wii初始化，从SD卡加载XNU，构建设备树，跳转至内核。跳过完整的Open Firmware或BootX移植，省去了多硬件支持，保持了精简。

Mach-O解析与内核启动

引导加载器解析Mach-O加载命令并映射段：

0x00000000: Exception vectors
0x00011000: LC_SEGMENT __TEXT
0x002e0000: LC_SEGMENT __DATA
0x00367000: LC_SEGMENT __KLD
0x00395000: LC_SEGMENT __LINKEDIT
0x00434000: LC_SEGMENT __SYMTAB
0x004d3000: LC_SEGMENT __HEADER

启动调用：((void ()())kernel_entry_point)(boot_args_address, MAC_OS_X_SIGNATURE);。屏幕变黑——内核接管。

通过打补丁调试：在0x0D8000C0处交换指令，切换Wii的LED状态：

lis    r5, 0xd80
ori    r5, r5, 0xc0
lwz    r4, (r5)
sync
xori   r4, r4, 0x20
stw    r4, (r5)

Hopper反汇编器映射了XNU函数。初始化序列：

• start.s: start
• start.s: allStart
• start.s: nextPVR
• start.s: donePVR
• start.s: doOurInit
• start.s: noFloat
• start.s: noVector
• start.s: noSMP
• start.s: noThermometer
• ppc_init.c: ppcInit
• pe_init.c: PE_INIT_PLATFORM
• device_tree.c: find_entry (崩溃300)

在异常300处崩溃：缺少设备树。

设备树与boot_args

设备树是硬件的层次化映射。对于Wii，从Wii Linux的硬编码版本起步，最小化配置：

/
├── cpus
│   └── PowerPC,750
└── memory

根据需要扩展。boot_args结构：

typedef struct boot_args {
    u16 Revision;
    u16 Version;
    // ... (传递给内核的完整结构)
};

引导加载器实时修补内核以便测试。

关键要点

• Wii的PowerPC 750CL原生运行Cheetah，无需CPU修改；
• 88 MB内存足够基本启动，经QEMU验证；
• 自定义ppcskel引导加载器降低开销；
• Mach-O解析和LED打补丁开启XNU调试；
• 硬编码设备树加速固定硬件启动。

— Editorial Team