用C或C++编写图形化Z80仿真器

我想有兴趣为Z80处理器编写自己的简单模拟器.我对这种类型的编程没有经验.使用基于C语言的我很好,因为他们是我最熟悉的.

我需要做些什么以及哪些好的教程/参考资料可以帮助我完成这个项目？

我还想要一个为我的TI-84 Plus计算器编写ROM转储应用程序的教程,这样我就可以将它的ROM用于这个仿真器.

这是一次侧面旅行,但由于您说您没有使用此类编程的经验,您可能需要从2006年ICFP编程竞赛中为通用虚拟机构建仿真器.这项任务需要有经验的程序员90分钟,但许多没有经验的团队能够在几天内完成它.当你完成模拟器时,它解锁了一堆有趣的东西,在你解决Z80之前它可能是一个很好的热身.

或许首先看看这些:

这里有一个很好的教程:独立的Z80装配指南

Z80文件

未记载的Z80文献v0.91(pdf)

完整的Z80指令参考

Z80微处理器指令集汇总

一些要添加的东西(特别是对于Z80):

不要相信文档是100%无bug

我没有看到任何没有错误,包括这里提到的错误.

正确测试CPU核心是否存在错误

它会让你免于许多头痛和困惑.

为了测试我使用三种方法:

对已知代码的步进/跟踪(通常是注释ROM反汇编)

这是没有任何作用的第一步.您将看到严格(解)编码的指令.

在您的模拟器中包含不同的Z80内核,并将所有内容作为双重仿真进行处理

使用相同的步进,跟踪和运行系统制作两个"分离"仿真器.两个CPU都应该有自己的内存硬件等.



运行仿真器,并在每个指令比较寄存器和直接存储器位置之后,如[hl],[sp],[sp-1]...

在第一个差异停止,看看是什么指令造成的.
调试它并继续,直到你"无错误".要小心第二个核心也可能有问题,所以要谨慎调试.

当你更可运行时使用核心测试器

使用ZEXALL Exerciser.它是Z80上最好的(至少从我的经验来看).它帮助了我很多东西(我的核心现在是100%与ZEXALL兼容).这是针对真实硬件完成的,因此没有错误.它来自CP/M,因此某些版本需要运行64K RAM模式.不同的操作系统/ ROM或任何可能导致某些内存访问指令失败的操作,因此对于那些需要找到更正的CRC或与真实硬件进行比较的人.

例如,原始ZEXALL在ZX Spectrum上失败很多东西(因为它是针对MSX和没有ROM的64K RAM完成的),但是有真正的ZX Spectrum完成的版本,它们在ZX Spectrum上是100%正常的(在我的模拟器上也是如此: ))

Z80all instruction exerciser

 hl,...OK
add hl,.........OK
add ix,.........OK
add iy,.........OK
aluop a,nn...................OK
aluop a,.OK
aluop a,....OK
aluop a,(+1)..........OK
bit n,(+1)............OK
bit n,...OK
cpd.......................OK
cpi.......................OK
............OK
 a..................OK
 b..................OK
 bc.................OK
 c..................OK
 d..................OK
 de.................OK
 e..................OK
 h..................OK
 hl.................OK
 ix.................OK
 iy.................OK
 l..................OK
 (hl)...............OK
 sp.................OK
 (+1)........OK
 ixh................OK
 ixl................OK
  iyh...............OK
 iyl................OK
ld ,(nnnn)............OK
ld hl,(nnnn).................OK
ld sp,(nnnn).................OK
ld ,(nnnn)............OK
ld (nnnn),............OK
ld (nnnn),hl.................OK
ld (nnnn),sp.................OK
ld (nnnn),............OK
ld ,nnnn........OK
ld ,nnnn..............OK
ld a,<(bc),(de)>.............OK
ld ,nn...OK
ld (+1),nn............OK
ld ,(+1).....OK
ld ,(+1).........OK
ld a,(+1).............OK
ld ,nn......OK
ld ,.......OK
ld ,.......OK
ld a,(nnnn) / ld (nnnn),a....OK
ldd (1)...................OK
ldd (2)...................OK
ldi (1)...................OK
ldi (2)...................OK
neg..........................OK
....................OK
..........OK
shf/rot (+1)..........OK
shf/rot .OK
 n,....OK
 n,(+1)......OK
ld (+1),.....OK
ld (+1),.........OK
ld (+1),a.............OK
ld (),a...............OK
Tests complete

如果您打算使用ZEXALL,请注意它是非常详尽的测试和IIRC在~50MHz仿真上需要大约几分钟30-60才能完成.它需要按一个键才能滚动几次......

如果您需要争用模型,请添加适当的测试.然后找一个.对于ZX Spectrum,有许多浮动总线,中断和屏幕测试器.对于TI我不知道......(我不是TI计算器用户)

顺便说一句:你的模拟器怎么样？(你做完了吗？)

指令系统

我会复制我的指令集,但它有1792行和121 KB,所以它不适合30 KB的限制.相反,你可以在我的这个答案的下载链接中找到它

什么是硬件仿真的正确实现.

它包含带有正确OP代码,编码时序和机器周期的"全部" ZX指令.我花了几年的时间来整理所有文档,所以我正确地通过了ZEXALL 100%.我的模拟器将此(1792指令)文本文件加载到核心并在运行时配置指令解码器和处理器,因此我能够非常快速和简单地更改内容(如果检测到错误)...它节省了我一个很多时间.init

米奇是完全正确的.首先要了解处理器.然后通过编写代码来实现特定指令.使用C++,BTW,而不是C,或者处理器的概念不会映射到代码中的类.

在实现指令的过程中,您会发现需要定义标志和指令指针之类的内容.这应该最终将您带到您需要实现内存模型的位置,甚至是I/O模型.

您最终必须弄清楚如何将代码和数据加载到内存中,以及如何将其转储回磁盘.

只有这样,您才需要在给定的指令指针处模拟加载到内存中的代码的执行.