【娇娘内核】完整解密。

前言：
DSTT是一种对应NDS的游戏扩展设备，在我国全国同类设备相比拥有绝对市场占有优势，以便宜简单易用为主要特点得到广大用户欢迎。但是，其也自生有着一些列的缺点，如：文件载入速度慢、更新系统文件需要用户独立完成、功能单一，兼容性不佳等等。于是我便应此决定对其内核部分（操作系统）进行改造和重开发，以实现它原本不支持的功能，与此同时解决原先所拥有的缺点。经过我的设计组近二十多个版本的改良后，我们的内核系统目前已经在网络上已经拥有了广泛的用户，并受到了大家的热烈欢迎和一致好评。
原本官方系统所支持的功能如下：支持NDS游戏运行、支持自制软件（由网友自行开发的软件）、可以提供金手指功能（内存修改器）等功能。在官方有基础上，我们对其经过改良之后，现在所支持的功能和缺点的修正：强化了DSTT对于自制软件的兼容性、增加对漫画文件（IPK）的支持、在当前系统下TF卡中文件可以随意删除、增加了对GBC、GB、MD、FC、SFC、NEO游戏软件的直接支持、支持软件关机、解决官方内核LOADING死机问题、曾加了对多媒体格式的支持（MP3,MP4,JPEG,WMA等三十余种）、程序载入速度大幅加快等多种功能上的改进。

二、开发环境简介以及具体需求
对于NDS程序的开发这里需要一个特殊的编译环境（用于对ARM系列CPU编程）。在NDS的Homebrew（自制软件）领域中，首先要认识的是libnds 、 devkitPro与PAlib这三项开发NDS程序的编译环境：
libnds ，是由几位热爱NDS 程序的开发者，经由反向工程所制作出来的一套非官方版本的函数库。PAlib ，以libnds 为基础所建构起来的高阶函数库，能够免除掉许多关于内存的操作与复杂的低阶程序，相当便于NDS 程序开发入门者使用。devkitPro，开发各种Console 平台程序的工具组，其中包含了开发NDS 与GBA 用的devkitARM ，开发PSP 用的devkitPSP ，还有开发Gamecube 用的devkitPPC 。
在这里我选择了devkitPro作为开发环境，其编码方式为我们做熟悉的C语言，同时C语言也是嵌入式系统开发的利器。除此之外需要先下载并且安装几项必备的软件项目：
l Visual C++ Express 2005 （或Professional 以上版本）：Windows 平台上的程序开发必备IDE，相信不用多做介绍。
l devkitPro Windows Installer ：这是安装devkitPro 工具组用的Updater，确认要安装的部分之后，它会直接连上网络下载所需的最新组件。
l Emulators：各种PC 平台上模拟真实NDS 执行环境的模拟器，能够让程序设计者很便利地检视并测试程序的执行成果，这些模拟器包括有No$GBA 、 Dualis 、 iDeaS 、 DeSmuMe等等。
l Visual Basic：使用VB编译WINDOWS下简单的应用程序真的十分方便，用于“自动更新”这类应用程序开发。
l MoonShell：也就是标题中提到的MS，本身只是NDS的一款多媒体程序，用于音乐播放等多媒体功能，由于其自身一系列的优秀特性，我将把它改造成内核的主体程序。
l NSIS：NSIS（Nullsoft Scriptable Installation System）是一款安装程序制作软件。通过制作NSI脚本，用于制作Windows下应用程序的安装包程序。


三、具体开发过程
该节主要由以下几个部分组成：
1. 程序流程图
2. 原内核原理和相关分析——原理分析
3. 对MoonShell进行分析与改造——分析与改造
4. 对YSMENU进行分析和设置——分析与设置
5. 制作插件和编写相关主要程序——程序设计
6. 将程序进行连接与调试——连接调试
7. 部分关键源代码公开

1.程序流程图
为了文章阅读方便我设计了一个简单的程序运行流程图。从图中我们可以很清楚地看到启动一个NDS程序的具体过程。一共需要2个主要步骤和多个细微的过程。接下来内容中，我将对程序的流程、程序设计的过程、程序间的连接进行详细的解释。

（注：此图用于帮助理解NDS程序文件打开的过程，不是全部内核功能的解释。）


2. 原内核原理和相关分析（TTMenu）
原内核由TTMENU.DAT与TTMenu文件夹组成，在TTMenu文件夹中存放了许多用于内核调用的文件。下面列举几个十分重要的文件。
1. Savlib.dat是为加快内核存档速度而外置的数据库。
2. Infolib.dat是为加快内核读取速度而外置的数据库。当内核运行的游戏被数据库包含，内核将调出该数据，免去加载游戏的过程。
3. Userchet.dat是金手指文件用作对程序内存做修改。
4. skin文件夹是由程序的皮肤文件（图片）组成的。
由于篇幅问题不对所有文件一一举例说明了。

3. 对MoonShell进行的分析与改造
l 对MoonShell进行的分析
在上一节中我提到，MoonShell（以下简称MS）本身只是NDS的一款多媒体程序，用于音乐播放等多媒体功能，由于其自身一系列的优秀特性，我将把它改造成内核的主体程序。接下来我先来谈谈对其的文件组成、工作原理以及改造的方法。
MS通常安置于磁盘根目录，由一个名为moonshl2.nds（注：NDS平台的可执行程序后缀名是NDS）的文件和同名文件夹组成。其中moonshl2.nds为主程序文件，用来引导和管理moonshl2文件夹下的文件。下图为moonshl2文件夹中包含的所有文件和文件夹。



通常MS所管理的文件都位于/Moonshl2文件夹下，接下来我将对该文件夹下重要的文件和文件夹做一下详细的介绍：
launch文件夹，用于存放常用程序，可以在MS中直接打开这些程序。
resetmse 文件夹，用于软件复位插件的设置。
language 文件夹，里面是系统的语言文件。
此外，我们还需要主要关注的是extlink.Dat文件和extlink文件夹（如上图）。MS可以通过这个文件为用户提供了类似于Windows下“打开方式”的功能。也就是说，当你在MS下执行各种文件时，他会通过对所执行的文件的扩展名进行识别，依据相应的扩展名调用对应的程序打开文件。而这里只需要将对应的程序放置于extlink文件夹下，并且按照“***.NDS”的方式命名即可。例如：将用于NDS的MP3的播放程序，命名为MP3.NDS并放置于只个文件夹下。当你下次在MS中执行以MP3为扩展名的文件时，MS将打开播放程序，并且还可以通过对播放程序的修改达以到自动播放的效果。
等。
其实还有许多的文件，限于篇幅我就不一一介绍了。

l 对MoonShell进行的改造
现在开始我来介绍如何对MS进行改造。NDS自制程序是需要储存在TF（Mini SD）卡中的，MS也不例外。它由多个文件组成，要让它为内核的主体必须修改其文件读取路径，否侧程序将在TF卡的根目录留下大量文件，这是广大用户所不希望见到的。又因为TTMenu会自动搜索TF卡中以“*.NDS”结尾的程序。当在MS中安装大量插件时，TTMenu也会搜索到这些插件，导致选择界面会变得十分混乱。在研究过程中我发现TTMenu不会搜索3层以上的目录结构，所以可以通过对MS的改造实现对插件程序的隐藏（插件可以自动调用，不需要显示）。
由于NDS程序编译过程的特性，使得编译后的程序不会对具体ASCII码类的数据进行加密，而带文件的系统的自制软件 在设计过程中会指定所要读取文件的路径,而在编译好的程序中,这些路径通常是明码保存,这就为我们改变路径提供了条件。（这一部分以对MS2.05的修改为例子，之前方法与之不同）

4.对YSMENU进行分析和设置
YSmenu是一个由日本的程序员YASU制作的引导程序，比官方内核在文件引导方面具有更高的文件载入稳定性，可以一定意义上防止载入程序时发生死机的错误。又因为它可以通过合理的设置完成一些特殊的功能（如上文提到的自动引导）。考虑到这两点我将它作为对游戏程序引导的介质。
他有着一系列独有的优势功能。比如可以任意删除文件、备份文件、查看文本文档以及可以通过自带的YSMENU.INI文件实现一系列的扩展功能等。
YSMenu.ini是YSmenu.nds的配置文件，这个文件的修改和其参数的设置相当重要。下面我来详细解释一下，其内容和功能。限于篇幅这里之展示主要字段的设置参数，还有大约50条左右的皮肤和语言设置就不做详细介绍了。我还会从中选择几个重要的字段为大家做一下解释。

“BRIGHT”字段记录的是：NDS主机在使用YS时系统背光亮度的高低。NDS主机一共有4级亮度（仅限于NDSL，其中最新的NDSI有5段亮度），在这里0表示最低亮度，3表示最高，-1这个值表示保持系统当前的状态不做修改。
“DEFAULT_DMA=true” 字段是用于设置是否开启TF卡的DMA工作方式的状态设置字。打开时可以提高程序运行的速度和效率，关闭时可以程序提高兼容性。默认是关闭状态。
“AUTO_BOOT”是这里最重要的字段，可以在这里设置一个程序的地址，用于启动YSmenu的自动运行功能。
例如：当在之一字段设置“AUTO_BOOT = /A/tt.nds”，那么当YSMnenu在启动时就会自动引导“A”文件夹下的“tt.nds”自动运行。 在接下来“编写相关程序“的章节我将详细介绍：如何利用YS自动运行的功能，实现直接在MS下引导NDS程序。
至于YSMENU.INI的其他字段一般保持原样，不需要做特别修改。


5.制作插件和编写相关主要程序
为了使多个程序之间无缝连接，以及为用户提供更多功能和使用上的便利。我们还需要编写一系列相关程序。除了主题部分YS与MS之外还需要编写多个相关程序和修改多个已有的程序。在下一节会公布出该部分对应的程序源代码。
l 多重引导程序
由于用户的需求不同，（比如：有的用户偏爱多媒体功能，有的用户喜欢玩游戏，还有的用户喜欢原有内核的感觉）导致大家往往喜欢开机时可以进入不同的界面。于是我们制作了2中开机多重引导程序。一种是通过开机按下对应的按键来选择进入的界面，一种提供了一个用于选择的界面。
“按键引导”的原理是：用户开机时按下相应的按键作为触发信号，来引导系统进入不同的界面。程序本身为了简洁高效，没有制作提示界面。比如当你按下NDS上的按键时，程序就会调用一个名叫“/TTMenu/BOOT.DAT”的文件，该文件记录的内容描述如下：


可以十分直观的看出该文件的结构组成。当用户按下的是A键，会进入游戏设置引导界面(YSMenu)，当用户按下的是B键，会进入原版内核界面(TTMenu)，如果不做操作（或者其他操作），将进入Moonshell多媒体软件。其中文件中的“PATH”字段表示相对的引导方式的主程序的绝对路径，而“Bootmethod”字段是保留字段不展开阐述。


l 有选择界面的引导程序：
有一些用户不喜欢“按键引导”这样的引导方式，他们更喜欢直接的选择界面于是便有了下面这个程序。（下图）
他的基本功能与之前的“按键引导”程序相同，也是通过不同的用户选择而进入不同的用户界面。不过他多了一些简单实用的功能。图中的上半部分是调用BIOS中的时钟实现的。下图中，音乐的图标是进入Moonshell，游戏图标是进入Ysmenu（或者TTmenu可选择）。左下角的时钟是用来设置当前时刻，右下角图标是用来设置触摸板的精准度。可以使用方向键选择这些图标或者使用直接触摸这些图片来运行其相应的功能。



l NDS程序引导插件
在“对MoonShell进行的分析与改造”一节中我曾经提到，MS通过extlink.Dat这个文件为用户提供了类似于Windows下“打开方式”的功能。也就是说，当你在MS下执行各种程序时他会通过对所执行的文件的扩展名进行识别，依据相应的扩展名调用对应的程序打开文件。而这里只需要将对应的程序放置于extlink文件夹下，并且按照“***.NDS”的方式命名即可。
MS本身是不支持直接运行大型NDS（大于4M）程序的。那么如果需要用MS引导大型nds程序，就需要编写一个引导程序。用其改写YSmenu的配置文件，并启动YSmenu使得其调用自动运行功能来完成对“*.NDS”文件的间接运行。

上图中所显示的“nds.YSloaderForMS2.nds”便是为MS2量身打造的一个NDS程序引导插件，旁边的就是与其配套的设置文件config.ini。程序基本原理如下：当运行以NDS作为扩展名的程序时，MS会将会往extlink.Dat写入所运行的文件的位置。然后，该插件将会调用extlink.Dat中的数据“所运行的文件的位置”并写入YSmenu的设置文件YSmenu.ini中的“AUTO_BOOT”（自动启动）字段，并将YS调入内存。之后往CPU的PC（指令指针）写入YSMenu的内存地址所在的开始位置，完成各个寄存器的初始化用于启动YSmenu（这里是对ARM的CPU进行编程无发使用高级调用，所以只可以对底层进行操作）。当YSMenu启动后自身会调用其设置文件YSmenu.ini，当发现“AUTO_BOOT”（自动启动）字段存在（非空）时便引导了所运行的NDS程序。而用户则会感觉到是MS直接运行了该程序，不会感觉到其中复杂的调用过程。
NDS程序引导插件的配置文件config.ini具体配置如下：