《手把手教你移植InfoNES(到HANKER-LM4F232)》

本文详细介绍InfoNES模拟器的移植流程,包括移植前期准备、目标代码整合及接口实现等关键步骤,帮助开发者轻松掌握模拟器移植技巧。

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应各路童鞋的围观,“写一个 《手把手教你移植XXX》神马的教程哎~”

实在太忙了,也没有什么好题材的移植,也就是这个InfoNES吧。因为我之前帖子里用的都是我原来学习NES时找到的源码,结构被我改了一通,支持的mapper也少,恰有童鞋提醒,研究InfoNES的信息也不少,我也就凑热闹来搞这个了。

有童鞋问了,神马是InfNES? 这是一款NES游戏模拟器,也就是任天堂的红白机,80后的童年……InfoNES可以很容易地被移植到各个平台,可以说各大开发论坛上都可见它的身影。

说起移植,其实好的移植题材就是一个巴掌拍不响,既要有好的移植手法,同样的移植目标也就是源代码也本就有好的代码结构,具有良好的可移植性。否则源码不好,移植工作可能就变成了重构,任务量变大了不说,一点移植的快乐都没有了,而对源码不甚了解的童鞋,可能移植成功率也非常低了,可以说移植还不如重写。

这次选择的InfoNES就是一个良好的可移植性软件,它将与环境有关的内容都清出了软件内核,并且单独集合于一个InfoNES_System.h中,我们要做的就是实现这里提到的各种函数,再把InfoNES加入到我们的工程中一起联编。

要是像上面这样说的这样容易就好了,事实证明,道路阻且长。所以接下来我们尽量(在有关大道理上)说得细一点,以让更多不同水平段的童鞋在相关情节上多体会一些东西。如果你是有关技术的老鸟,那不好意思你可能什么都学不到了,更可能会发现本文的诸多错误,阅读本文只会让你更多地浪费生命,对此我十分抱歉。

好吧,节目开始。

第一部分是移植的前期工作

首先,
要准备好两个工程,一个是InfoNES的源工程(有码,本文的最后首先分享InfoNES的源码,在网上淘到的,里面还有win32工程和Linux工程,大家可以先编编看。),一个是我们自己的工程,其实移植初期,我们的工程越简单越好,目的就是为了让InfoNES适应我们的环境,这里我就借用青风侠赠送光盘中的《实验十五:液晶屏的显示》。事实上你会知道扯那么多没有用,在这次移植中我们只需要用到一些基本函数,尤其是液晶屏显示相关的内容,剩下的,我们从0开始:
  1. int main(void)
  2. {
  3.   //初始化液晶屏幕;此处代码根据你的实际环境从开发板配套实例中复制
  4.   while(1);
  5. }
复制代码
这样应该就足够了。

当然更多通常的东西我还没有指出,比如对于一些开发板,你需要首先关闭看门狗,初始化时钟控制,初始化相关端口,等等之类的,一般都可以在你的开发例程中找到。关于移植所需的最小环境,详情请查阅芯片手册和开发板的学习指南。实在不行可以找卖给你板子的那个人帮你配置一下(哎,店家,你打我干什么),但是这样实在不像我们作为一个开发者的良好选择。

其次,
很重要的,你应该确保前一步准备的东东都是好用的,谁都不希望移植一个软件,搞了一个月都不成功,最后发现是开发板的RAM有问题导致的。如何确认自己的开发板是好用的,没有那么复杂,可是也并不简单,我也没有什么好办法,童鞋们开新帖讨论吧,呵呵。
对于InfoNES是否好用,我已经试过了,可以用VC6.0打开其中的win32工程,编译运行,只可惜是日文版的。

最后,
作为承前启后的一件事,你要搞清楚接下来要做什么。别傻了,我们不可能知道之后每一个细节会怎样,所以这里的搞清楚也不是面面俱到,记得,不要总是急着一口气完成任务,之后我们的道路应该是一步一个脚印。

作为移植这一工作的基础,首先要把目标代码整合到我们的工程里。所以接下来我们就来做整合的工作。整合的工作,不必考虑更多的诸如编译之类的细节。

第二部分是将目标代码整合到我们的工程中,并完成之间的接口。

别担心,这一过程要完成的接口很简单:它提供的接口,我们就调用一下;它需要我们准备的接口,就写一个空函数。

首先,
把InfoNES的源码加入我们的工程。

InfoNES的核心代码很简单的,只有如图选中的这些文件(夹)是我们的工程中所需要的,但是我不建议你删除掉其他的内容。作为示例,我保留了win32的工程,以便我可以用VC对这些我改动的文件进行编译,以确定我们将来对代码进行的手术也都是可移植性强的。


工程中引入相关代码,其实只需要引入上面的cpp文件,只有4个。有童鞋会问,看到mapper文件夹中有大量的cpp文件,不必引入么?放心,InfoNES_Mapper.cpp文件已经Include了那些源文件,而且不存在路径问题,大胆地忽视它们吧!


相关头文件的路径应当正确设置。


其次,
实现InfoNES所需的函数。这些函数统统被定义在了InfoNES_System.h文件中。我们可以把它们复制出来,都扩展为空函数。为了整洁,我们单独创建一个c文件。
  1. /*-------------------------------------------------------------------*/
  2. /*  InfoNES_system.c                                                 */
  3. /*-------------------------------------------------------------------*/
  4. #include "InfoNES.h"

  5. /*-------------------------------------------------------------------*/
  6. /*  Palette data                                                     */
  7. /*-------------------------------------------------------------------*/
  8. WORD NesPalette[64]={
  9.         0
  10. };

  11. /*-------------------------------------------------------------------*/
  12. /*  Function prototypes                                              */
  13. /*-------------------------------------------------------------------*/

  14. /* Menu screen */
  15. int InfoNES_Menu()
  16. {
  17.         return 0;
  18. }

  19. /* Read ROM image file */
  20. int InfoNES_ReadRom( const char *pszFileName )
  21. {
  22.         return 0;
  23. }

  24. /* Release a memory for ROM */
  25. void InfoNES_ReleaseRom()
  26. {
  27. }

  28. /* Transfer the contents of work frame on the screen */
  29. void InfoNES_LoadFrame()
  30. {
  31. }

  32. /* Get a joypad state */
  33. void InfoNES_PadState( DWORD *pdwPad1, DWORD *pdwPad2, DWORD *pdwSystem )
  34. {
  35. }

  36. /* memcpy */
  37. void *InfoNES_MemoryCopy( void *dest, const void *src, int count )
  38. {
  39.         return NULL;
  40. }

  41. /* memset */
  42. void *InfoNES_MemorySet( void *dest, int c, int count )
  43. {
  44.         return NULL;
  45. }

  46. /* Print debug message */
  47. void InfoNES_DebugPrint( char *pszMsg )
  48. {
  49. }

  50. /* Wait */
  51. void InfoNES_Wait()
  52. {
  53. }

  54. /* Sound Initialize */
  55. void InfoNES_SoundInit( void )
  56. {
  57. }

  58. /* Sound Open */
  59. int InfoNES_SoundOpen( int samples_per_sync, int sample_rate )
  60. {
  61.   return 0;
  62. }

  63. /* Sound Close */
  64. void InfoNES_SoundClose( void )
  65. {
  66. }

  67. /* Sound Output 5 Waves - 2 Pulse, 1 Triangle, 1 Noise, 1 DPCM */
  68. void InfoNES_SoundOutput(int samples, BYTE *wave1, BYTE *wave2, BYTE *wave3, BYTE *wave4, BYTE *wave5)
  69. {
  70. }

  71. /* Print system message */
  72. void InfoNES_MessageBox( char *pszMsg, ... )
  73. {
  74. }
复制代码
最后,
我们需要调用InfoNES的一些函数。我从win32工程入手,发现启动InfoNES相关的一段代码:
  1.         case IDC_BTN_OPEN:
  2.           /*-------------------------------------------------------------------*/
  3.           /*  Open button                                                      */
  4.           /*-------------------------------------------------------------------*/
  5.      
  6.      // Do nothing if emulation thread exists
  7.      if (NULL != m_hThread)
  8.       break;

  9.           memset( &ofn, 0, sizeof ofn );
  10.           szFileName[ 0 ] = '\0';
  11.           ofn.lStructSize = sizeof ofn;
  12.           ofn.hwndOwner = hWnd;
  13.           ofn.hInstance = wc.hInstance;

  14.           ofn.lpstrFilter = NULL; 
  15.           ofn.lpstrCustomFilter = NULL; 
  16.           ofn.nMaxCustFilter = 0; 
  17.           ofn.nFilterIndex = 0; 
  18.           ofn.lpstrFile = szFileName; 
  19.           ofn.nMaxFile = sizeof szFileName; 
  20.           ofn.lpstrFileTitle = NULL; 
  21.           ofn.nMaxFileTitle = 0; 
  22.           ofn.lpstrInitialDir = NULL;
  23.           ofn.lpstrTitle = NULL; 
  24.           ofn.Flags = 0; 
  25.           ofn.nFileOffset; 
  26.           ofn.nFileExtension = 0; 
  27.           ofn.lpstrDefExt = NULL; 
  28.           ofn.lCustData = 0; 
  29.           ofn.lpfnHook = NULL; 
  30.           ofn.lpTemplateName = NULL; 

  31.           if ( GetOpenFileName( &ofn ) )
  32.           {
  33.             // Load cassette
  34.             if ( InfoNES_Load( szFileName ) == 0 )
  35.             {
  36.               // Set a ROM image name
  37.               strcpy( szRomName, szFileName );

  38.               // Load SRAM
  39.               LoadSRAM();

  40.        // Create Emulation Thread
  41.        m_hThread=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL, (DWORD)0,
  42.         (LPTHREAD_START_ROUTINE)InfoNES_Main, (LPVOID)NULL, (DWORD)0, &m_ThreadID);
  43.             }
  44.           }
  45.           break;
复制代码
细节都不需要太关注啦,整体的内容大概是弹出打开文件的对话框,然后选择某个文件,再把文件名传递给InfoNES_Load,当它返回0就表示成功,这样就打开一个线程来执行InfoNES_Main。作为一个模拟器,它一旦跑起来就不需要我们控制了(事实可能不是这样,呵呵),所以到这为止就能和模拟器成功对接了。于是我们也在main函数中调用这两个函数。
  1. #include "InfoNES.h"

  2. int main(void)
  3. {
  4.   if(InfoNES_Load(NULL) == 0)
  5.   {
  6.     InfoNES_Main();
  7.   }
  8.   
  9.   while(1);
  10. }
复制代码
太棒了,我的工程里有InfoNES模拟器了!

太简单了,这就是移植啊。

点编译……我Sh~it!!!!!!!!

============================ 以下,2013.10.17续 ============================================
第三部分是让工程编译成功

首先我重新整理的工程结构,使得Keil工程也和Win32工程一样并列在那里。

开始编译了,从我的开发经验上说,为了避免不必要的麻烦,即使是warning,也应当看一看要不要修改。所以我们来检查一下都有哪些东西要改的。

各位童鞋编译的结果也不各不相同,暂时以我的为主,依照我的顺序进行修改吧:

1 ..\InfoNES.h(285): warning:  #1295-D: Deprecated declaration InfoNES_Init - give arg types
这种问题主要是在我们的编译环境里,即使是没有参数,也最好是指定为(void),所以在InfoNES.h(285行)做修改:
  1. /* Initialize InfoNES */

    void InfoNES_Init();

复制代码
改为
  1. /* Initialize InfoNES */

    void InfoNES_Init(void);

复制代码
同样的过程,对其他相同的warning进行处理。

2 ..\InfoNES.cpp(634): warning:  #175-D: subscript out of range
这里是说对数组的访问,貌似越界了,这种事可是我们程序开发的大忌,必须改。
在相应位置找到代码
  1.       APU_Reg[ 0x4015 ] |= 0x40;
复制代码
注意到这是模拟操作APU的寄存器,是处理声音的。这样吧,本篇还是基于HANKER-LM4F232的,暂时没有处理声音的能力,那么和我一起,把所有的APU相关的代码都停用了吧。

停用代码,我建议使用编译预开关,不是#if 0,而是这样:
在infones_types.h中定义一处:
  1. /*-------------------------------------------------------------------*/
  2. /*  Config                                                                   */
  3. /*-------------------------------------------------------------------*/
  4. #define  APU_NONE
复制代码
之后要处理好多地方了:根据组个修改变更,行号也会有所变化,如果你是根据我的说明做的,请严格按照顺序,否则请自行搜索相关代码。我会附带上变更后的前后两行代码,以做定位参考。
详细请参考13楼的内容。

停用了APU的代码,接下来处理其他的数组访问越界:我大概看了下,基本都是正经的访问越界了。在不知道具体含义的情况下,我们可以选择扩大定义时的大小。
详细请参考14楼的内容。

3 ..\K6502_rw.h(121): warning:  #111-D: statement is unreachable
这处错误,观察一下,好像是编码习惯不好,不过效率会提高一点,暂时可以忽略不改。

经过再次编译确认,就剩下Link错误了。

4 .\output\InfoNES.axf: Error: L6218E: Undefined symbol InfoNES_Load (referred from main.o).
这种错误很可恶。

读一读错误的信息,它说我没有定义InfoNES_Load的实体,可是我明明能够找到这个函数的实现啊……为什么链结不到呢?经过检查工程,可以看到,这个实体实际上定义在cpp文件中,而调用它的main函数我却定义在c文件中,这时候就涉及到一个知识点: C和C++混合编程 。详细信息请各位自行搜索相关内容。

说说处理方案,经过仔细检查,InfoNES的源码均是由纯C语言编写的,所以嘛……哎,可不是把cpp都改成c哟!否则其他的工程就都彪了!处理方案是在所有InfoNES的源码中头尾加上extern "C" {......}。详细参考文末的附件吧。

再编译,就不会出现头疼的L6218E了。
但是出现了更加让人抓狂的Link错误:
.\output\InfoNES.axf: Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching infones_mapper.o(.bss).
.\output\InfoNES.axf: Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching infones.o(.bss).
.\output\InfoNES.axf: Error: L6407E: Sections of aggregate size 0x9535c bytes could not fit into .ANY selector(s).

我无法解释,但是我知道这两个错误意味着RAM不够了!(呵呵,详情请具体学习关于 分散加载 中的各种概念,例如这里就出现了.ANY,.bss,这些都是神马?欢迎大家继续深入学习。)

修改方案:
1.打开工程选项对话框,参见下图的标签页,IRAM1就是片上RAM,请调整它的大小,例如我在它后面加了两个0成为0x800000,记得点[OK]


2.还是工程选项对话框,如下图的标签页里,如果发现ScatterFile一项里有内容,那么就点击其后的[Edit...],之后关闭工程选项,在代码编辑区可以发现这个文件已经被打开,找到如“RW_IRAM 0x20000000 0x0008000”一行,修改后面的大小,和修改方案1中的思路一样,它就表示RAM的大小。记得保存。


再编译一次吧……
linking...
Program Size: Code=150964 RO-data=32 RW-data=2360 ZI-data=614976  
".\output\InfoNES.axf" - 0 Error(s), 4 Warning(s).

大功告成,我们成功把InfoNES编译在我们的工程里啦!喜大普奔的好消息

什么嘛,这样根本就没法运行啊!

哦,累了,休息,休息一会儿……

小结:移植中不免要修改源码,修改之前千万要尽量搞清楚源码的含义,修改操作也应该是可移植性强的。如果修改破坏了移植性,就会给将来的移植带来麻烦。

第一部分资源:
InfoNES源码包

第二部分资源 :
我们的InfoNES工程

第三部分

编译成功的工程


K6502_rw.h:
131-144
  1.       if ( wAddr == 0x4015 )
  2.       {
  3. #ifndef APU_NONE
  4.         // APU control
  5.         byRet = APU_Reg[ 0x4015 ];
  6.         if ( ApuC1Atl > 0 ) byRet |= (1<<0);
  7.         if ( ApuC2Atl > 0 ) byRet |= (1<<1);
  8.         if (  !ApuC3Holdnote ) {
  9.           if ( ApuC3Atl > 0 ) byRet |= (1<<2);
  10.         } else {
  11.           if ( ApuC3Llc > 0 ) byRet |= (1<<2);
  12.         }
  13.         if ( ApuC4Atl > 0 ) byRet |= (1<<3);

  14.         // FrameIRQ
  15.         APU_Reg[ 0x4015 ] &= ~0x40;
  16. #else
  17.                 byRet = 0;
  18. #endif /* APU_NONE */
  19.         return byRet;
复制代码


387-389
  1.         case 0x13:
  2. #ifndef APU_NONE
  3.           // Call Function corresponding to Sound Registers
  4.           if ( !APU_Mute )
  5.             pAPUSoundRegs[ wAddr & 0x1f ]( wAddr, byData );
  6. #endif /* APU_NONE */
  7.           break;
复制代码


425
  1.         case 0x15:  /* 0x4015 */
  2. #ifndef APU_NONE
  3.           InfoNES_pAPUWriteControl( wAddr, byData );
  4. #endif /* APU_NONE */
  5. #if 0
  6.           /* Unknown */
  7.           if ( byData & 0x10 ) 
复制代码


438-441
  1.         case 0x16:  /* 0x4016 */
  2. #ifndef APU_NONE
  3.                   // For VS-Unisystem
  4.                   MapperApu( wAddr, byData );
  5.           // Reset joypad
  6.           if ( !( APU_Reg[ 0x16 ] & 1 ) && ( byData & 1 ) )
  7. #else
  8.           // Reset joypad
  9.           if ( byData & 1 )
  10. #endif /* APU_NONE */
  11.           {
  12.             PAD1_Bit = 0;
复制代码


467-468
  1.       if ( wAddr <= 0x4017 )
  2.       {
  3. #ifndef APU_NONE
  4.         /* Write to APU Register */
  5.         APU_Reg[ wAddr & 0x1f ] = byData;
  6. #endif /* APU_NONE */
  7.       }
  8.       else
复制代码


InfoNES_pAPU.h:
11
  1. #define InfoNES_PAPU_H_INCLUDED

  2. #include "InfoNES_Types.h"
  3. #ifndef APU_NONE

  4. /*-------------------------------------------------------------------*/
  5. /*  Macros                                                           */
  6. /*-------------------------------------------------------------------*/
复制代码


198
  1. extern BYTE  ApuC4Atl;
  2. #endif /* APU_NONE */
  3. #endif /* InfoNES_PAPU_H_INCLUDED */

  4. /*
复制代码


InfoNES_pAPU.cpp:
17
  1. #include "InfoNES_pAPU.h"

  2. #ifndef APU_NONE

  3. /*-------------------------------------------------------------------*/
  4. /*   APU Event resources                                             */
  5. /*-------------------------------------------------------------------*/
复制代码


1068
  1.   InfoNES_SoundClose();
  2. }

  3. #endif /* APU_NONE */

  4. /*
  5. * End of InfoNES_pAPU.cpp
  6. */
复制代码


InfoNES.h
211
  1. /*-------------------------------------------------------------------*/
  2. /*  APU and Pad resources                                            */
  3. /*-------------------------------------------------------------------*/

  4. #ifndef APU_NONE
  5. extern BYTE APU_Reg[];
  6. extern int APU_Mute;
  7. #endif /* APU_NONE */

  8. extern DWORD PAD1_Latch;
复制代码


InfoNES.cpp
189-193
  1. /*-------------------------------------------------------------------*/
  2. /*  APU and Pad resources                                            */
  3. /*-------------------------------------------------------------------*/

  4. #ifndef APU_NONE
  5. /* APU Register */
  6. BYTE APU_Reg[ 0x18 ];

  7. /* APU Mute ( 0:OFF, 1:ON ) */
  8. int APU_Mute = 0;
  9. #endif /* APU_NONE */

  10. /* Pad data */
  11. DWORD PAD1_Latch;
复制代码


296-297
  1. */
  2. #ifndef APU_NONE
  3.   // Finalize pAPU
  4.   InfoNES_pAPUDone();
  5. #endif /* APU_NONE */
复制代码


410
  1.   InfoNES_MemorySet( PalTable, 0, sizeof PalTable );

  2. #ifndef APU_NONE
  3.   // Reset APU register
  4.   InfoNES_MemorySet( APU_Reg, 0, sizeof APU_Reg );
  5. #endif /* APU_NONE */

  6.   // Reset joypad
  7.   PAD1_Latch = PAD2_Latch = PAD_System = 0;
复制代码


425-429
  1.   InfoNES_SetupPPU();

  2. #ifndef APU_NONE
  3.   /*-------------------------------------------------------------------*/
  4.   /*  Initialize pAPU                                                  */
  5.   /*-------------------------------------------------------------------*/

  6.   InfoNES_pAPUInit();
  7. #endif /* APU_NONE */

  8.   /*-------------------------------------------------------------------*/
  9.   /*  Initialize Mapper                                                */
  10.   /*-------------------------------------------------------------------*/
复制代码


642
  1.     if ( FrameStep > STEP_PER_FRAME && FrameIRQ_Enable )
  2.     {
  3.       FrameStep %= STEP_PER_FRAME;
  4.       IRQ_REQ;
  5. #ifndef APU_NONE
  6.       APU_Reg[ 0x4015 ] |= 0x40;
  7. #endif /* APU_NONE */
  8.     }
复制代码


741-742
  1. #ifndef APU_NONE
  2.       // pAPU Sound function in V-Sync
  3.       if ( !APU_Mute )
  4.         InfoNES_pAPUVsync();
  5. #endif /* APU_NONE */

  6.       // A mapper function in V-Sync
复制代码

[ 本帖最后由 sjtitr 于 2013-10-17 08:45 编辑 ]

 
   







14
  楼主 |  发表于 2013-10-17 08:47:50  |  只看该作者
InfoNES_Mapper_019.cpp
8
  1. BYTE  Map19_Regs[ 2 ];
复制代码
改为
  1. BYTE  Map19_Regs[ 3 ];
复制代码
InfoNES_Mapper_045.cpp
9
  1. DWORD Map45_C[4],Map45_Chr0, Map45_Chr1,Map45_Chr2, Map45_Chr3;
复制代码
改为
  1. DWORD Map45_C[8],Map45_Chr0, Map45_Chr1,Map45_Chr2, Map45_Chr3;
复制代码
http://bbs.eeworld.com.cn/thread-415692-1-1.html

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