在第一部分的讨论中,我们探讨了开发一个CHIP8模拟器的挑战以及如何理解这个神秘的虚拟机。在本文中,我们将更深入地了解需要编写这个模拟器的结构、设计思路和问题解决方法。

一、架构设计

在第一部分中我们已经提到,CHIP8是一种基于硬件的虚拟机,它的指令大小为16bit。这对于内存地址提出了一些限制,因为它们必须以每两个字节的形式存储并解析。这对编写模拟器的挑战是设计数据结构来表示指令,以便于读取和解释。

为了处理这种数据结构,我们使用了一个结构体,包含了虚拟机的所有状态和处理器寄存器的值。此外,我们还通过一个缓冲区来存储我们的主机平台内存中相关的内存位置,并模拟这些位置对应的虚拟机内存地址。

二、指令解析

在解析指令时,我们需要先读取指令的高位和低位,然后进一步解析成实际的操作。我们使用了一个哈希表来将解析后的指令分派到适当的处理函数中,以处理各自的操作。这个函数指针的哈希表设计是为了将所有处理代码分散到单独的功能模块中。

为了防止指令读取不完整或不正确的情况,我们还需要对其进行验证。如果指令不存在,我们将跳过它。否则,我们会在哈希表中寻找合适的功能执行。

三、坑点探讨

在编写CHIP8模拟器的过程中,我们遇到了一些奇怪和难以解决的问题。这些经验也很值得分享。

1. 时间循环

更具体地说,我们发现模拟器在代码执行速度过快时会导致指令不完整或出错。这里我们需要使用一种时间循环,以控制指令的执行速度,以确保模拟器按照正确的顺序执行指令。

2. 指令重排

我们也发现一些指令显示效果不正确。这是因为CHIP8仅支持glitch-free的图形渲染,但是我们使用的渲染API不能保证顺序和正确性。为了解决这个问题,我们需要对渲染指令进行重排,确保顺序和正确性。

3. 奇怪的崩溃

我们还发现,当我们写入一个未分配的内存地址或尝试访问未初始化的内存单元时,模拟器会崩溃。在这种情况下,我们可以使用断言来检测是否访问了非法内存,从而快速发现并修复问题。

总结

在这篇文章中,我们更深入地了解了编写CHIP8模拟器的挑战和问题解决方法。我们探讨了设计一个适当的数据结构、指令解析和一些常见的坑点。我希望读者能够从这些经验中受益,同时我们也能在编写CHIP8模拟器的过程中获得更多的乐趣和启发。

详情参考

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