В этой заметке я опишу как выводить изображение из тайлов на эмуляторе Sega Genesis с помощью ассемблера.
Картинка сплэша Demens Deum в эмуляторе Exodus будет выглядеть так:
Процесс вывода PNG картинки с помощью тайлов делается по пунктам:
- Уменьшение изображения до размеров экрана Сеги
- Конвертация PNG в ассемблерный дата-код, с разделением на цвета и тайлы
- Загрузка палитры цветов в CRAM
- Загрузка тайлов/паттернов в VRAM
- Загрузка индексов тайлов по адресам Plane A/B в VRAM
- Уменьшить изображение до размеров экрана Сеги можно с помощью любимого графического редактора, например Blender.
Конвертация PNG
Для конвертации изображений можно использовать тул ImaGenesis, для работы под wine требуются библиотеки Visual Basic 6, их можно установить с помощью winetricks (winetricks vb6run), либу RICHTX32.OCX можно скачать в интернете и положить в папку приложения для корректной работы.
В ImaGenesis нужно выбрать 4 битную цветность, экспортировать цвета и тайлы в два файла формата ассемблера. Далее в файле с цветами нужно каждый цвет положить в слово (2 байта), для этого используется опкод dc.w.
Для примера CRAM сплэш скрина:
Colors:
dc.w $0000
dc.w $0000
dc.w $0222
dc.w $000A
dc.w $0226
dc.w $000C
dc.w $0220
dc.w $08AA
dc.w $0446
dc.w $0EEE
dc.w $0244
dc.w $0668
dc.w $0688
dc.w $08AC
dc.w $0200
dc.w $0000
Файл тайлов оставить как есть, он и так содержит корректный формат для загрузки. Пример части файла тайлов:
Tiles:
dc.l $11111111 ; Tile #0
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111 ; Tile #1
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
dc.l $11111111
Как можно увидеть из примера выше, тайлы представляют из себя сетку 8×8, состоящую из индексов цветовой палитры CRAM.
Цвета в CRAM
Загрузка в CRAM производится с помощью выставления команды загрузки цвета по конкретному адресу CRAM в порт контроля (vdp control). Формат команды описан в Sega Genesis Software Manual (1989), добавлю лишь что достаточно прибавлять к адресу 0x20000 для перехода к следующему цвету.
Далее нужно загрузить цвет в порт данных (vdp data); Проще всего понять загрузку на примере ниже:
VDPCRAMFillLoop:
lea Colors,a0 ; pointer to Colors label
move.l #15,d7; colors counter
VDPCRAMFillLoopStep:
move.l d0,vdp_control_port ;
move.w (a0)+,d1;
move.w d1,(vdp_data_port);
add.l #$20000,d0 ; increment CRAM address
dbra d7,VDPCRAMFillLoopStep
Тайлы в VRAM
Далее следует загрузка тайлов/паттернов в видеопамять VRAM. Для этого выберем адрес в VRAM, например 0x00000000. По аналогии с CRAM, обращаемся в порт контроля VDP с командой на запись в VRAM и стартовым адресом.
После этого можно заливать лонгворды в VRAM, по сравнению с CRAM не нужно указывать адрес для каждого лонгворда, так как есть режим автоинкремента VRAM. Включить его можно с помощью флага регистра VDP 0x0F (dc.b $02)
TilesVRAM:
lea Tiles,a0
move.l #$40200000,vdp_control_port; write to VRAM command
move.w #6136,d0 ; (767 tiles * 8 rows) counter
TilesVRAMLoop:
move.l (a0)+,vdp_data_port;
dbra d0,TilesVRAMLoop
Индексы тайлов в Plane A/B
Теперь предстоит заполнение экрана тайлами по их индексу. Для этого заполняется VRAM по адресу Plane A/B который проставляется в регистрах VDP (0x02, 0x04). Подробнее об хитрой адресации есть в мануале Сеги, в моем примере проставлен адрес VRAM 0xC000, выгрузим индексы туда.
Ваша картинка в любом случае заполнит за-экранное пространство VRAM, поэтому отрисовав экранное пространство, ваш рендер должен остановить отрисовку и продолжить заново когда курсор перейдет на новую строку. Вариантов как реализовать это множество, я использовал простейший вариант подсчета на двух регистрах счетчика ширины изображения, счетчика позиции курсора.
Пример кода:
FillBackground:
move.w #0,d0 ; column index
move.w #1,d1 ; tile index
move.l #$40000003,(vdp_control_port) ; initial drawing location
move.l #2500,d7 ; how many tiles to draw (entire screen ~2500)
imageWidth = 31
screenWidth = 64
FillBackgroundStep:
cmp.w #imageWidth,d0
ble.w FillBackgroundStepFill
FillBackgroundStep2:
cmp.w #imageWidth,d0
bgt.w FillBackgroundStepSkip
FillBackgroundStep3:
add #1,d0
cmp.w #screenWidth,d0
bge.w FillBackgroundStepNewRow
FillBackgroundStep4:
dbra d7,FillBackgroundStep ; loop to next tile
Stuck:
nop
jmp Stuck
FillBackgroundStepNewRow:
move.w #0,d0
jmp FillBackgroundStep4
FillBackgroundStepFill:
move.w d1,(vdp_data_port) ; copy the pattern to VPD
add #1,d1
jmp FillBackgroundStep2
FillBackgroundStepSkip:
move.w #0,(vdp_data_port) ; copy the pattern to VPD
jmp FillBackgroundStep3
После этого остается только собрать ром с помощью vasm, запустив симулятор, увидеть картинку.
Отладка
Не все получится сразу, поэтому хочу посоветовать следующие инструменты эмулятора Exodus:
- Дебаггер процессора m68k
- Изменение количества тактов процессора m68k (для slow-mo режима в дебаггере)
- Вьюверы CRAM, VRAM, Plane A/B
- Внимательно читать документацию к m68k, используемым опкодам (не все так очевидно, как кажется на первый взгляд)
- Смотреть примеры кода/дизассемблинга игр на github
- Реализовать сабрутины эксепшенов процессора, обрабатывать их
Указатели на сабрутины эксепшенов процессора проставляются в заголовке рома, также на GitHub есть проект с интерактивным рантайм дебаггером для Сеги, под названием genesis-debugger.
Используйте все доступные инструменты, приятного олдскул-кодинга и да прибудет с вами Blast Processing!
Ссылки
https://gitlab.com/demensdeum/segagenesissamples/-/tree/main/6Image/vasm
http://devster.monkeeh.com/sega/imagenesis/
https://github.com/flamewing/genesis-debugger
Источники
https://www.chibiakumas.com/68000/helloworld.php#LessonH5
https://huguesjohnson.com/programming/genesis/tiles-sprites/