Содержание статьи
Все игровые консоли разными средствами адаптированы для запуска игр, что их и отличает от обычных компьютеров. Особенно это касается старых приставок вроде NES: в восьмидесятые годы с аппаратными ресурсами было туго, особенно если нужно было сделать недорогой домашний агрегат. Экономить приходилось буквально на всем, чем и объясняются некоторые инженерные решения.
Виды эмуляции
-
Интерпретация. Интерпретатор позволяет программно эмулировать все части консоли. Этот способ самый простой и вместе с тем наименее производительный.
-
Динамическая рекомпиляция. Рекомпилятор сложен в написании, но при этом значительно превосходит интерпретатор в производительности. Такой эмулятор может рекомпилировать инструкции эмулируемой машины в машинные инструкции твоего компьютера. Проще говоря, рекомпилятор выступает в роли переводчика с одного машинного языка на другой.
WWW
Существуют эмуляторы для всех старых и даже некоторых новых приставок. Вот несколько примеров: Dolphin — эмулятор Wii и GameCube, ePSXe — PS1, PCSX2 — PS2, PPSSPP — PSP.
Среди пока что незаконченных, но быстро развивающихся эмуляторов: Cemu — эмулятор Wii U, RPCS3 — PS3, Yuzu — Switch, Xenia — эмулятор Xbox 360.
MOS 6502: регистры, режимы адресации и инструкции
NES неспроста снискала мировую популярность. Разработчики оборудования пытались создать наиболее производительные решения, применяя разного рода уловки. Разработчики игр досконально изучали особенности платформы и находили новые трюки, чтобы создать красивую картинку. Порой даже очень красивую картинку для своего времени.
Как и в случае с компьютером, основная логика программ выполняется на центральном процессоре приставки. Поэтому лучше всего начинать написание эмулятора именно с него. В NES установлен восьмибитный процессор MOS 6502 с комплексным набором инструкций (то есть как у Intel, а не как у ARM или PowerPC).
У процессора MOS 6502 шесть регистров, один из которых недоступен пользователю:
- A — регистр, куда складываются результаты всех арифметических операций;
- X, Y — индексные регистры;
- SP — указатель на вершину стека;
- P — регистр флагов, в x86 EFLAGS выполняет ту же функцию;
- PC — счетчик команд, регистр, который указывает, какую команду выполнять следующей. Этот регистр недоступен напрямую.
Режимов адресации великое множество, и узнать о них будет полезно и за рамками этой статьи.
| Название | Определение | Пример |
|---|---|---|
| Аккумуляторный | Операндом инструкции является аккумулятор | Арифметический сдвиг влево ASL |
| Предполагаемый | Операнд явно указывается инструкцией | Перенос значения A в X TAX |
| Немедленный | Операнд дается в инструкции | Загрузка значения в A LDA #$34 |
| По абсолютному адресу | Операндом является значение по абсолютному адресу | Загрузка значения в X LDX $9010 |
| По адресу в нулевой странице | По абсолютному адресу первых 256 байт | Загрузка значения в Y LDY $23 |
| Относительный | Адрес задается относительно PC | Ветвление, если предыдущий операнд равен 0 BEQ $4A |
INFO
Нулевая страница — первые 256 байт памяти, в которых размещаются наиболее часто используемые переменные ради более быстрого доступа к ним.
Всего у нашего процессора 256 инструкций, из которых 78 — это настоящие инструкции без учета разных режимов адресации. Сразу сократим работу: мы не будем писать обработчик для всех 256 инструкций. Напишем обработчики для всех режимов адресации и для 78 инструкций.
Начнем с кода для режима адресации нулевой страницы.
void
addr_mode_zp()
{
cpu_addr = ram_getb(reg.PC);
reg.PC++;
}
В данном случае инструкция состоит из двух байт: один — это сама инструкция, второй — адрес операнда инструкции. Функция ram_getb возвращает значения байта в RAM по адресу.
А вот пример кода для инструкции STX.
void
op_stx()
{
ram_setb(cpu_addr, reg.X);
}
Функция ram_setb заменяет значение байта в RAM по адресу cpu_addr (операнд инструкции) на значение регистра X.
Также не стоит забывать, что MOS 6502 — мультицикличный процессор и разные инструкции могут выполняться разное время. Поэтому, чтобы выверить точное время выполнения, нужно знать, за сколько циклов выполняется инструкция.
WWW
Полный список инструкций и режимов адресации можно найти в «Викиучебнике» и описании инструкций.
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Я уже участник «Xakep.ru»
