带有系统寄存器和中断的GameBoy编译器

Question

我花了很多时间学习GameBoy编程，因为我已经熟悉了Z80程序集，我并不害怕使用它。当然，我会(当然)发现用C或C++编程的效率要高得多，但是不能为GameBoy找到一个完整的编译器，我可以找到的编译器可以自己管理所有的东西，不允许程序员访问系统寄存器，还有一些可怕的缺点，比如100%的CPU利用率和没有中断支持。

是否有可能像Arduino的AVR编译器那样处理系统寄存器？能够简单地使用名称(如DDRD = %10101011 )来寻址CPU或系统寄存器。

我要做什么才能将中断和系统寄存器添加到编译器中？除了一个系统寄存器都只有一个字节内存地址，中断向量当然是内存位置，唯一一个不是内存地址的系统寄存器只能用两个汇编指令EI和DI修改，但这可能是内联功能正确吗？

Answer 1

通常的策略是创建您自己的指向系统寄存器的指针。我不知道DDRD的地址，但像这样的东西应该是诀窍：

volatile unsigned char *reg_DDRD = (unsigned char *)0xE000;
*reg_DDRD = 0xAB;

大多数C编译器不支持二进制常量，但是您可以将它们与一些宏黑客一起使用。您可以使用宏来使语法稍微直观一些：

#define DDRD (*reg_DDRD)
DDRD = 0xAB;

当普通C代码也可以工作的时候，修改编译器是没有意义的。

处理中断可以归结为解决三个问题。第一种方法是让中断向量地址跳到C函数。因为这是在ROM中，您需要修改C运行时环境来初始化它。这非常依赖于系统，但通常要做的是添加如下所示的汇编语言文件：

     org 38h   ; or wherever the gameboy CPU jumps to on interrupt
 jp _intr_function

这将导致CPU转到C程序中的intr_function()。您可能需要也可能不需要前导下划线。而且，您可能无法使用org在汇编程序文件中设置目标地址，而是必须使用链接器和节来打发时间。

第二个问题是C函数不一定保存它应该保存的所有寄存器。您可以通过向它添加内联程序集来做到这一点，如下所示：

void intr_function()
{
     asm(" push af");
     asm(" push bc");
     asm(" push de");
     asm(" push hl");

     // ... now do what you like here.

     asm(" pop hl");
     asm(" pop de");
     asm(" pop bc");
     asm(" pop af");
 }

最后，可能必须通过操作硬件寄存器来确认中断。但是您可以在C代码中这样做，所以没有什么特别之处。

我不清楚等待循环的问题。标准C编译器没有内置这样的特性。他们调用main()，如果您想循环，则由您决定。的确，Arduino SDK中使用的C类语言有自己的内建无限循环，调用您编写的函数，但这不是普通的C。

Answer 2

首先，您可以使用GBDK，它是Gameboy的C编译器和库。它确实提供了对gb/hardware.h中的寄存器的访问(但是没有在文档文件中列出，因为每个寄存器都没有注释)。它还通过gb/gb.h中的方法提供对中断的访问：add_VBL、add_LCD、add_TIM、add_SIO和add_JOY。(还有名为remove_的删除方法)。

供参考和/或您自己使用，以下是gb/hardware.h的内容

#define __REG   volatile UINT8 *

#define P1_REG      (*(__REG)0xFF00)    /* Joystick: 1.1.P15.P14.P13.P12.P11.P10 */
#define SB_REG      (*(__REG)0xFF01)    /* Serial IO data buffer */
#define SC_REG      (*(__REG)0xFF02)    /* Serial IO control register */
#define DIV_REG     (*(__REG)0xFF04)    /* Divider register */
#define TIMA_REG    (*(__REG)0xFF05)    /* Timer counter */
#define TMA_REG     (*(__REG)0xFF06)    /* Timer modulo */
#define TAC_REG     (*(__REG)0xFF07)    /* Timer control */
#define IF_REG      (*(__REG)0xFF0F)    /* Interrupt flags: 0.0.0.JOY.SIO.TIM.LCD.VBL */
#define NR10_REG    (*(__REG)0xFF10)    /* Sound register */
#define NR11_REG    (*(__REG)0xFF11)    /* Sound register */
#define NR12_REG    (*(__REG)0xFF12)    /* Sound register */
#define NR13_REG    (*(__REG)0xFF13)    /* Sound register */
#define NR14_REG    (*(__REG)0xFF14)    /* Sound register */
#define NR21_REG    (*(__REG)0xFF16)    /* Sound register */
#define NR22_REG    (*(__REG)0xFF17)    /* Sound register */
#define NR23_REG    (*(__REG)0xFF18)    /* Sound register */
#define NR24_REG    (*(__REG)0xFF19)    /* Sound register */
#define NR30_REG    (*(__REG)0xFF1A)    /* Sound register */
#define NR31_REG    (*(__REG)0xFF1B)    /* Sound register */
#define NR32_REG    (*(__REG)0xFF1C)    /* Sound register */
#define NR33_REG    (*(__REG)0xFF1D)    /* Sound register */
#define NR34_REG    (*(__REG)0xFF1E)    /* Sound register */
#define NR41_REG    (*(__REG)0xFF20)    /* Sound register */
#define NR42_REG    (*(__REG)0xFF21)    /* Sound register */
#define NR43_REG    (*(__REG)0xFF22)    /* Sound register */
#define NR44_REG    (*(__REG)0xFF23)    /* Sound register */
#define NR50_REG    (*(__REG)0xFF24)    /* Sound register */
#define NR51_REG    (*(__REG)0xFF25)    /* Sound register */
#define NR52_REG    (*(__REG)0xFF26)    /* Sound register */
#define LCDC_REG    (*(__REG)0xFF40)    /* LCD control */
#define STAT_REG    (*(__REG)0xFF41)    /* LCD status */
#define SCY_REG     (*(__REG)0xFF42)    /* Scroll Y */
#define SCX_REG     (*(__REG)0xFF43)    /* Scroll X */
#define LY_REG      (*(__REG)0xFF44)    /* LCDC Y-coordinate */
#define LYC_REG     (*(__REG)0xFF45)    /* LY compare */
#define DMA_REG     (*(__REG)0xFF46)    /* DMA transfer */
#define BGP_REG     (*(__REG)0xFF47)    /* BG palette data */
#define OBP0_REG    (*(__REG)0xFF48)    /* OBJ palette 0 data */
#define OBP1_REG    (*(__REG)0xFF49)    /* OBJ palette 1 data */
#define WY_REG      (*(__REG)0xFF4A)    /* Window Y coordinate */
#define WX_REG      (*(__REG)0xFF4B)    /* Window X coordinate */
#define KEY1_REG    (*(__REG)0xFF4D)    /* CPU speed */
#define VBK_REG     (*(__REG)0xFF4F)    /* VRAM bank */
#define HDMA1_REG   (*(__REG)0xFF51)    /* DMA control 1 */
#define HDMA2_REG   (*(__REG)0xFF52)    /* DMA control 2 */
#define HDMA3_REG   (*(__REG)0xFF53)    /* DMA control 3 */
#define HDMA4_REG   (*(__REG)0xFF54)    /* DMA control 4 */
#define HDMA5_REG   (*(__REG)0xFF55)    /* DMA control 5 */
#define RP_REG      (*(__REG)0xFF56)    /* IR port */
#define BCPS_REG    (*(__REG)0xFF68)    /* BG color palette specification */
#define BCPD_REG    (*(__REG)0xFF69)    /* BG color palette data */
#define OCPS_REG    (*(__REG)0xFF6A)    /* OBJ color palette specification */
#define OCPD_REG    (*(__REG)0xFF6B)    /* OBJ color palette data */
#define SVBK_REG    (*(__REG)0xFF70)    /* WRAM bank */
#define IE_REG      (*(__REG)0xFFFF)    /* Interrupt enable */

这些操作与乔治·菲利普斯的回答相同，因此可以像普通变量一样使用。

GBDK用于添加和删除中断的代码可以在libc\gb\crt0.s中找到，但我对程序集的了解还不足以在本文中包含相关的部分。

我也不知道如何避免繁忙的循环。