这几乎不是一个理论问题，因为许多人已经这样做了，尽管有关基本过程的信息很少。
我正在开发一个基于 MIPS 的定制处理器，我想在其上运行 Ubuntu。在设计了指令集和计算机体系结构本身之后，我对下一步该做什么感到非常困惑。我需要能够运行内核和操作系统，但这一切如何结合起来？
目前我正在研究为 Linux 内核设计一个编译器来生成适当的汇编语言。这是一个好方法吗？之后我需要做什么？
答案1
在架构方面，您需要的不仅仅是指令集和计算机架构。您还需要：
- 某种形式的 CPU（模拟器、FPGA、硅片……）。
- 启动处理器的方法：将操作系统放入处理器在启动时运行的内存中的方法。大多数处理器启动到存储在 ROM 中的代码，这些代码要么打开某种闪存并分支到它，要么将某些代码从某些存储介质加载到 RAM 并分支到它。下一阶段是操作系统引导加载程序。
- 一些外设——至少是 RAM、某种存储控制器和一些输入/输出设备。
在软件方面，您将需要：
- 一个编译器。由于您使用的是 MIPS 架构，任何现有的针对 MIPS 的编译器都应该足够了。如果您的指令集扩展了基本的MIPS指令集（例如使用额外的寄存器），您可能需要相应地扩展汇编器。
- 一个内核。 Linux for MIPS 已经存在。您必须添加对架构中自定义内容的支持：引导、MMU……
- 司机。您需要为所有非现成的计算机体系结构编写驱动程序。
- 引导加载程序。引导加载程序中通常有一些特定于体系结构的内容，但您可能可以向现有引导加载程序添加必要的支持，例如通过将机器定义添加到U盘启动。
- 这就是全部。一旦有了内核和引导加载程序，用户态程序就应该可以正常工作了。从现有发行版修补内核和引导加载程序，在您的 PC 上交叉编译并安装。 Ubuntu 不支持 MIPS，但是德班做 （mips 或 mipsel取决于字节顺序）。
答案2
哇，我想你已经投入了很多工作（如果你问我的话，这听起来像是一个多年的项目）。你实际上不会做所有这些，对吧？
是的，下一步是编写（或者更好：移植）某种编译器（我想首先您想使用当前 PC 上的交叉编译器）。
我猜想移植现有的编译器（如 gcc）可能是更容易的任务（它已经支持许多体系结构，但是我从来没有做过类似的事情，也许GCC 内部文档会帮助你）。
在你启动并运行你的编译器之后，我会尝试一些基本的类似微控制器的程序（例如让一个数据端口上的 LED 闪烁等）和一些测试程序，看看一切是否正常工作预期的。
下一步可能是实现一个引导加载程序，最终加载您的内核。我不知道您的架构是否会使用 BIOS/EFI 或类似的东西，但这是设计引导加载程序时要考虑的另一件事。
之后，就该进入内核了。从最小的内核配置开始，并尝试启动并运行它。您需要将内核移植到您的体系结构（其中包括配置所有依赖于架构的头文件、编写模块来访问您的硬件、串行驱动程序以便您可以访问 shell 等），这又是一个相当广泛的过程。
顺便说一句：我希望你的架构有一个内存映射单元，否则你稍后会遇到一些严重的麻烦（如果它没有研究过）µClinux它能够运行无 mmu 的内核，但我严重怀疑你是否能够运行完整的桌面操作系统）。
您可能想看看 android 或 OpenWRT 内核，它们都在嵌入式设备上运行。
一旦内核被移植（如果你想自己做的话，很多年后），你将继续用户空间。我首先移植 busybox、编译器，然后是一些基本的 unix 工具，如 openssh、cron 等。
之后（假设您的系统已经连接了一个可以工作的 GPU），您必须编写一个 GPU 驱动程序并尝试获取X服务器（或其替代品韦兰）。请记住，您需要实施 2D/3D 加速才能启动并运行 Ubuntu 桌面。
最后，任务是将尽可能多的 ubuntu 软件包移植到您的平台。
总而言之：您刚刚花费了大量时间来开发自己的 CPU 架构，但您刚刚开始在其上运行一个成熟的 Linux 发行版。我希望你只是写一本关于这个过程的书，而不是真正去做，因为你在接下来的几年里会让自己陷入繁重的工作负担中。
不过，我希望我能给您简要介绍一下这个过程（我希望我没有错过任何重要的事情）。祝你好运。