Внедрение кода Zilog Z80

В настоящее время я разрабатываю эмулятор для старого старого GameBoy, и мне приходится сталкиваться с некоторыми проблемами, понимая, как некоторые базовые коды операций должны быть реализованы.

Сейчас я реализую операции AND; первые несколько (0xA0 → 0xA3; 0xA6 и 0xA7) довольно прямолинейны, но операции AND для регистров H, L немного отличаются.

Вы можете загрузить документацию z80 по этой ссылке: um0080.pdf (стр. 172)

Вот несколько примеров, чтобы показать, что я имею в виду (с псевдокодом) и в основном то, что я делаю:

И A, H (обратите внимание на сдвиг бит)

(read HL register; >> 8) save in cache C
R->C = R->HL >> 8;

perform AND operation with cache
AND_H(R->C);
R->A &= R->C;

И A, L (обратите внимание на маскирование бит)

(read HL register; &0xFF) save in cache C
R->C = R->HL &0xFF;

Я знаю все бит-операции, и я знаю, что они делают, но, похоже, я не могу понять, почему нужно это делать. У меня есть некоторые теории (исправьте меня, если я ошибаюсь: -)):

Я уже понял, что регистры H и L являются в основном регистром HL, который является 16-битным регистром. Поскольку CPU/Bus может обрабатывать только 8-битные операции, его необходимо разделить; или более логическое предложение: поскольку его единственный регистр, значения H и L маскируются в регистре, и их просто нужно отделить друг от друга (более высокий/нижний полубайт?).

Я был бы глубоко благодарен, если бы кто-то мог сделать это более понятным для меня, потому что я просто хочу получить больше базовых знаний (как все это работает внутри), поэтому для меня очень важно, что я знаю, что я делаю.

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Как отмечалось в комментариях, тот факт, что найденная вами реализация хранит регистры H и L вместе как 16-разрядный объект HL, а затем разлагает это на H путем смещения вправо и в L путем маскировки, является чисто реализацией специфичны.

Оригинальный z80 имеет 4-битный ALU (см. комментарии Shima, начинающиеся в нижней части страницы эту стенограмму панели Computer History Museum), так что это фактически (i) и низкие четыре бита L и аккумулятора; затем (ii) И высокие четыре бита L и аккумулятор. Однако он предоставляет свои регистры в виде дискретных 8-битных объектов, поэтому внутренняя реализация полностью скрыта.

HL называется парой регистров, потому что это два регистра, взятые вместе, чтобы сделать 16-разрядное количество. Игнорируя теневые и индексные регистры, исходный z80 фактически имеет три из них - HL, BC и DE. BC и DE выживают в CPU Gameboy в качестве альтернативных пар для косвенной загрузки (например, код 0x1a - LD A (BC)) и для 16-разрядной арифметики (например, 0x09 ADD HL, BC) и имеют несколько других применений на z80.

SP и ПК обычно считаются неделимыми 16-разрядными регистрами (хотя, конечно, их можно разделить, сохраняя их в памяти и считывая байты отдельно), и AF существует для нажатия и выскакивания, но F является таким специальным случай, когда AF обычно не особенно полезен как 16-разрядное целое число.

Краткий обзор: у вас не возникли проблемы с пониманием того, как должны выполняться коды операций, а просто, как они были реализованы конкретным автором.