VM技术（二）从CHIP8入手CPU的模拟（二）

最新推荐文章于 2025-04-07 09:14:05 发布

chengpu7804

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原文链接：https://my.oschina.net/VenusV/blog/3081647

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本文详细介绍了CHIP-8虚拟机的35个指令，包括调用子程序、跳转、条件判断、显示操作等，并提供了每个指令的具体实现代码，是理解和实现CHIP-8虚拟机的宝贵资源。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

CHIP指令表

CHIP-8有35个指令，都为两字节长，以大端方式存储。指令表的指令格式规定如下：


NNN	地址
NN	8位常量
N	4位常量
V	寄存器
X和Y	4位，标识寄存器
PC	程序计数器
I	16位索引地址寄存器

序号	操作码	类型	功能描述
1	0NNN	调用	执行地址NNN的子程序
2	00E0	显示	清屏
3	00EE	跳转	从子程序返回
4	1NNN	跳转	跳转到地址NNN
5	2NNN	跳转	调用子程序NNN
6	3XNN	条件	如果VX等于NN则跳过下一条指令（通常时跳过一条跳转指令）
7	4XNN	条件	如果VX不等于NN则跳过下一条指令（同上）
8	5XY0	条件	如果VX的值等于VY则跳过下一条指令（同上）
9	6XNN	赋值	VX = NN
10	7XNN	赋值	VX += NN，进位标记不会改变
11	8XY0	赋值	VX = VY
12	8XY1	按位或	VX = VX
13	8XY2	按位与	VX = VX & VY
14	8XY3	按位异或	VX = VX ^ VY
15	8XY4	运算	VX += VY，VX有进位（大于255）时VF为1，否则VF为0
16	8XY5	运算	VX -= VY，VX负数时VF为0，否则VF为1
17	8XY6	右移	VX >>= 1，VX最低位存入VF中
18	8XY7	运算	VX = VY - VX，VX负数时VF为0，否则VF为1
19	8XYE	左移	VX <<= 1，VX最高位存入VF中
20	9XY0	条件	如果VX不等于VY则跳过下一条指令（通常时跳过一条跳转指令）
21	ANNN	地址	将I设置为NNN
22	BNNN	跳转	跳转到地址V0+NNN，PC=V0+NNN
23	CXNN	随机数	VX = rand() & NN
24	DXYN	显示	在(VX,VY)绘制一个宽8像素、高N像素的精灵。每8个像素从I寄存器中的地址逐步读出一字节（8位），在执行该语句时I内的值不可以改变，如果像素反转为0则碰撞检测将VF置为1
25	EX9E	按键	跳过下一条指令，如果存储在VX的键值所应的键被按下
26	EXA1	按键	跳过下一条指令，如果存储在VX的键值所应的键没有被按下
27	FX07	定时器	获取延时寄存器的值
28	FX0A	按键	等待按键，将按键的值存入VX（阻塞指令，所有指令将等待该指令执行完
29	FX15	定时器	将VX的值存入延时寄存器
30	FX18	定时器	将VX的值存入声音寄存器
31	FX1E	地址	I += VX
32	FX29	地址	将VX中的精灵地址赋值给I，字符0-F由4X5字体表示
33	FX33	BCD	将VX中值的BCD码存入I中的地址内，百位在I，十位在I+1，个位在I+2
34	FX55	地址	将V0到VX的值存入I中地址为起始的内存空间
35	FX65	地址	将I中地址为起始的内容依次存入V0-VX

对每一个OPcode的实现

0NNN

//no action

00E0

    memset(gfx, 0, sizeof(gfx));
    drawFlag = true;
    pc += 2;

00EE

    pc = stack[--sp] + 2;

1NNN

    pc = opcode & 0x0FFF;

2NNN

    stack[sp++] = pc;
    pc = opcode & 0x0FFF;

3XNN

    pc += (V[(opcode & 0x0F00) >> 8] == (opcode & 0x00FF)) ? 4 : 2;

4XNN

    pc += (V[(opcode & 0x0F00) >> 8] != (opcode & 0x00FF)) ? 4 : 2;

5XY0

    pc += (V[(opcode & 0x0F00) >> 8] == V[(opcode & 0x00F0) >> 4]) ? 4 : 2;

6XNN

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = opcode & 0x00FF;
    pc += 2;

7XNN

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] += opcode & 0x00FF;
    pc += 2;

8XY0

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY1

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] |  = V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY2

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] &= V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY3

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] ^= V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY4

    V[0xF] = V[(opcode & 0x00F0) >> 4] > (0xFF - V[(opcode &0x0F00) >> 8]);
    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] += V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY5

    V[0xF] = !(V[(opcode & 0x00F0) >> 4] > V[(opcode & 0x0F00) >> 8]);
    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] -= V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    pc += 2;

8XY6

    V[0xF] = V[(opcode & 0x0F00) >> 8] & 0x1;
    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] >>= 1;
    pc += 2;

8XY7

    V[0xF] = !(V[(opcode & 0x0F00) >> 8] > V[(opcode & 0x00F0) >> 4]);
    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = V[(opcode & 0x00F0) >> 4] - V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    pc += 2;

8XYE

    V[0xF] = V[(opcode & 0x0F00) >> 8] >> 7;
    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] <<= 1;
    pc += 2;

9XY0

    pc += (V[(opcode & 0x0F00) >> 8] != V[(opcode & 0x00F0) >> 4]) ? 4 : 2;

ANNN

    I = opcode & 0x0FFF;
    pc += 2;

BNNN

    pc = (opcode & 0x0FFF) + V[0];

CXNN

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = (rand   % 0xFF) & (opcode & 0x00FF);
    pc += 2;

DXYN

    unsigned short x = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    unsigned short y = V[(opcode & 0x00F0) >> 4];
    unsigned short height = opcode & 0x000F;
    unsigned short pixel = 0;
    V[0xF] = 0;
    for(int yline = 0; yline < height; ++yline) {
        pixel = memory[I+yline];
        for(int xline = 0; xline < 8; ++xline) {
            if((pixel & (0x80 >> xline)) != 0)
            {
                if(gfx[(x + xline + ((y + yline) * 64))] == 1)
                {
                    V[0xF] = 1;
                }
                gfx[x + xline + ((y + yline) * 64)] ^= 1;
            }
        }
    }
    drawFlag = true;
    pc += 2;

EX9E

    pc += (key[V[(opcode & 0x0F00) >> 8]]) ? 4 : 2;

EXA1

    pc += (key[V[(opcode & 0x0F00) >> 8]]) ? 2 : 4;

FX07

    V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = delay_timer;
    pc += 2;

FX0A

    bool keyPress = false;

    for(int i = 0; i < 16; ++i)
    {
        if(key[i] != 0)
        {
            V[(opcode & 0x0F00) >> 8] = i;
            keyPress = true;
        }
    }

    if(!keyPress) {
        return;
    }
    pc += 2;

FX15

    delay_timer = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    pc += 2;

FX18

    sound_timer = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    pc += 2;

FX1E

    V[0xF] = (I + V[(opcode & 0x0F00) >> 8]) > 0xFFF;
    I += V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    pc += 2;

FX29

    I = V[(opcode & 0x0F00) >> 8] * 5;
    pc += 2;

FX33

    unsigned short vx = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    memory[I] = vx / 100;
    memory[I+1] = vx / 10 % 10;
    memory[I+2] = vx % 10;
    pc += 2;

FX55

    unsigned short vx = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    for(int i = 0; i <= vx; ++i) {
        memory[I+i] = V[i];
    }
    I += ((opcode & 0x0F00) >> 8) + 1;
    pc += 2;

FX65

    unsigned short vx = V[(opcode & 0x0F00) >> 8];
    for(int i = 0; i <= vx; ++i) {
        V[i] = memory[I+i];
    }
    I += ((opcode & 0x0F00) >> 8) + 1;
    pc += 2;

转载于:https://my.oschina.net/VenusV/blog/3081647