[zxspectrum] emulazione Spectrum
- From: Alfonso Martone <a.martone@xxxxxxxxxxx>
- To: <zxspectrum@xxxxxxxxxxxxx>
- Date: Wed, 28 Jul 2004 19:24:49 +0200
In questi ultimi giorni nel tempo libero mi sono spolpato un po' FBZX,
un emulatore Spectrum originariamente pensato per lo schermo in
modalita' FrameBuffer.
FBZX usa una libreria Z80 che fa tutta l'emulazione del processore; a
questa libreria Z80 di Marat Fayzullin occorre fornire solo alcune
funzioni (RdZ80, WrZ80, OutZ80, IntZ80...).
FBZX inizializza la libreria Z80, azzera tutte le sue variabili che
riguardano l'hardware dello Spectrum (carica la ROM, etc), e parte con
l'emulazione dello Spectrum. Ogni tanto, quando sono passati abbastanza
T-states, "autorizza" la libreria Z80 a far partire un interrupt.
Concettualmente l'emulazione e' semplicissima: sapendo quanti T-states
(cicli di clock) sono passati da un'istruzione all'altra, ci si puo'
regolare su come "muovere" l'hardware (nastro, immagine video,
shadow-ROM, etc). In questo modo si puo' rigenerare fisicamente
l'immagine video (FBZX produce anche l'effetto neve, emula qualcosa
degli effetti sul border, etc) con un'accuratezza proporzionale alle...
sue conoscenze della ULA :-) (quell'"our investigations" dei RamSoft mi
suona allucinante... chissa' cosa hanno scoperto!!)
Ovviamente rigenerare pixel per pixel l'intero schermo e border per
cinquanta volte al secondo richiede parecchia potenza di calcolo,
spesso sprecata perche' tra un frame video e il successivo e' assai
raro che cambi una grossa percentuale dello schermo. L'alternativa,
sacrificando gli effetti sul border, sarebbe di aggiornare lo schermo
emulato solo quando lo Z80 virtuale scrive sulla memoria video (oppure
cambia il colore del bordo): dato che piu' di 16 bit alla volta non
scrive (e quasi sempre ne scrive solo 8) allora sarebbe un gran bel
risparmio...
FBZX e' scritto purtroppo in modo un po' frettoloso (molte cose sono
riciclate ovunque col "cut & paste" dell'editor) e alloca una quantita'
mostruosa di variabili (spesso sovradimensionate: due kilobytes per un
filename!!!) con nomi anche di 15-20 caratteri (maniaco!!!) a meta'
strada tra lo spagnolo e l'inglese e un'indentazione da mal di testa...
L'uso della libreria SDL permette di usare FBZX oltre che su console
(framebuffer graphics) anche sotto X/free di Linux, ma al prezzo di
bruciare ancor piu'risorse nell'emulare sullo schermo X11 il framebuffer
su cui si basa (ci vuole una macchina da almeno 600 MHz per emulare lo
Spectrum a velocita' 100%). E pare pure che l'autore di FBZX non abbia
pensato alcun modo di sincronizzare il clock virtuale con quello reale.
L'autore ha scelto di usare il framebuffer a 8 bit perche' cosi' ogni
byte dello schermo (256 possibili colori, ma ne usa solo 15, i 15 dello
Spectrum) rappresenta un pixel.
Ho imparato un sacco di cose studiandomi i suoi listati; un mito che mi
e' caduto era della difficolta' dell'emulazione dei vari 128 +2 +3 etc,
e la difficolta' per questi era invece solo nell'emulare l'AY; la
gestione dei banchi di memoria e' meno drammatica di quel che pensavo.
Fra le altre cose mi e' venuta l'idea (spero quasi quasi di non trovare
mai il tempo di applicarmici) di costruire a software (con l'engine Z80
di cui sopra) la macchina con otto processori Z80 in parallelo e 16Mb
RAM tutti "bankabili"... :-)
L'idea principale e' sempre quella di creare un emulatore Spectrum
abbastanza pulito da andare su una macchina non velocissima come il mio
cellulare (320x208 di grafica e processore a 156MHz); penso di aver
finalmente fatto una buona "full immersion" nel problema, ma per ora
ancora non so decidere se e' il caso di lavorare come un matto su
questi sorgenti (che sono pur sempre 245k di codice C) oppure se e' il
caso di cercare un engine Z80 piu' completo di questo di Fayzullin (che
e' del 2002) e poi costruirci a poco a poco tutto il malloppo intorno
(recuperando i "pezzi duri" da FBZX).
Fra parentesi l'engine Z80 in questione, una volta compilato qui sul
Pentium III, occupa da 96 a 109k dell'eseguibile finale!! Sospetto che
tagliuzzando un po' con l'assembler si potrebbe ridurlo di tre quarti o
piu'.
La libreria libz80 dell'uruguaiano Gabriel Gambetta (pure del 2002) ha
piu' o meno gli stessi principi di quella di Fayzullin ma mi sembra
meno veloce perche' crea una funzione per ogni opcode utile. Una volta
compilata, richiede da 126 a 131k dell'eseguibile finale; nel codice e'
incluso pero' anche il testo delle istruzioni (per cui si possono usare
per creare un disassemblatore).
Eh, la ricerca continua...
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