doc.4 の履歴(No.5)

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  • 1 (2023-04-12 (水) 09:15:20)
  • 2 (2023-04-12 (水) 09:29:27)
  • 3 (2023-04-14 (金) 18:36:10)
  • 4 (2023-04-15 (土) 14:32:35)
  • 5 (2023-04-15 (土) 19:38:08)
  • 6 (2023-04-16 (日) 11:06:14)
  • 7 (2023-04-17 (月) 09:16:59)
  • 8 (2023-04-17 (月) 09:16:59)
  • 9 (2023-05-24 (水) 00:00:07)
  • 10 (2023-05-24 (水) 15:15:24)
  • 11 (2023-05-25 (木) 13:24:22)
  • 12 (2023-05-26 (金) 23:41:58)

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カードリッジ†

前回のメモリエリアについてはカードリッジ以外のメモリ（IWRAM, EWRAM, PAK ROM）にコードや変数を置く方法を説明をしました。ところが電源を入れたとき、すべてのデータはROM領域（カードリッジ）にあります。その時点からいったいどうやってIWRAMやEWRAMに配置されていくのか、その流れを見ていきましょう。先に答えを言っておきますとROM領域にアクセスされた時「C:\devkitPro\devkitARM\arm-none-eabi\lib\gba_crt0.ld」（github）がまず一番最初に実行されます。よかったら平行して読んでみてください。

.gbaファイルの正体†

実機のGBAにカードリッジを挿し電源をONにすると、そのカードリッジ内容はメモリの0x08000000からアクセスできるようになります。つまり.gbaファイルとは、その内容をファイル化しただけのものです。もちろんカードリッジはROM（リードオンリーメモリ）なので書き換え不可。あと大昔ということもあってデータは暗号化もされていませんでした。いい時代やったなあ・・・。

ヘッダ†

GBA上だと0x08000000～0x080000bf、.gbaファイル上だと0x00～0xbfまでの192（0xc0）サイズ分をヘッダと呼びます。内容は特に気にすることはないので素通りしましょう。一応次のような意味を持っています。

• Headspin's Guideから引用
  

  0x00 - 0x03	32 bit ARM B Jump to start of ROM executable
  0x04 - 0x9F	Nintendo Logo data
  0xA0 - 0xAB	Game Title
  0xAC - 0xAF	Game Code
  0xB0 - 0xB1	Maker Code
  0xB2 - 0xB2	0x96 Fixed
  0xB3 - 0xB3	Main Unit Code
  0xB4 - 0xB4	Device Type
  0xB5 - 0xBB	Reserved Area
  0xBC - 0xBC	Mask ROM Version
  0xBD - 0xBD	Compliment Check
  0xBE - 0xBF	Reserved Area

エミュレータで見るとこのようになります。（Tools -> Memory viewer）

main関数までの処理†

main関数が実行されるまでの流れは以下のとおりです。

• 電源ON
• BIOSから起動し任天堂のタイトルロゴを表示する
• ROMの先頭領域0x08000000番地へジャンプ
• 割り込みベクタと、スタックの設定

• EWRAM領域を0クリア
• IWRAM領域のbssを0クリア
• EWRAM領域のsbssを0クリア

• IWRAM領域のdataへ変数（初期値）をコピー
• IWRAM領域のiwramへコードをコピー
• IWRAM領域のiwram0へiwram0のコードをコピー
  iwramとiwram0は別定義です。gba_cart.ldに.iwram0～9までが定義されています。詳しい事はわかりませんがおそらく容量が少ないために再配置できるように区切りを設けたのではないかと思います。

• EWRAM領域へコードや変数（初期値）をコピー
  変数にはあらかじめ初期値が決められているものがあります。その為のコピーです。
  

• libcやmalloc等の設定
• main関数へ

エミュレータで逆アセンブルするとこんな表示になります。

• gba_crt0.ld（抜粋）

  @---------------------------------------------------------------------------------
  start_vector:
  @---------------------------------------------------------------------------------
  	mov	r0, #0x4000000			@ REG_BASE
  	str	r0, [r0, #0x208]
  
  	mov	r0, #0x12			@ Switch to IRQ Mode
  	msr	cpsr, r0
  	ldr	sp, =__sp_irq			@ Set IRQ stack
  	mov	r0, #0x1f			@ Switch to System Mode
  	msr	cpsr, r0
  	ldr	sp, =__sp_usr			@ Set user stack

チェックサム†

自作ゲームを作って実機を動かそうとしたらタイトルロゴで止まる。でもエミュレータ上では動く。こんなことがあった時はカードリッジのチェックサムを疑ってみてください。devkitProにはgbafixと呼ばれるチェックサム計算ツールがあります。実機前には忘れずにツールを通してからにしてください。

マルチブート†

マルチブートとはカードリッジを使わずに通信ケーブル（ブートケーブル）などで起動をする仕組みです。実機を２台持っていて対戦をしたい場合を想像するとわかりやすいと思います。一方はマリオカートのカードリッジを装着していて、一方はない状態で通信ケーブルのみで繋がっている。ホスト側からゲスト側にデータを転送します。この仕組みをマルチブートと呼びます。

devkitProではカードリッジなし状態を想定したマルチブートロムの制作は可能です。VBA-1.8.0-beta3ではファイル名で区別しており、xxx.gbaでしたらxxx.mb.gbaまたはxxx.mbです。インターネットでダウンロードしてきた自作ゲームがフリーズする場合、そもそもIWRAM, EWRAM領域にのみ展開されることを想定して作られているわけでそりゃフリーズしますよね、という話です。

履歴†

• 2023/04/12
• 2007/09/14