C/C++中的6502仿真器:如何将寻址模式代码与实际指令代码分离

6502 emulator in C/C++: how to separate addressing mode code from actual instruction code

本文关键字：代码 模式 寻址 分离 指令 中的 C++ 6502 仿真器      更新时间：2023-10-16

在业余时间，我开始为6502 CPU编写一个非常简单的C++模拟器。我曾经为这个CPU写过很多汇编代码，所以所有的操作码、寻址模式和其他东西都不是什么大事。

6502有56条不同的指令加上13种寻址模式，总共提供151个不同的操作码。对我来说，速度不是问题，所以我不想写一个巨大的switchcase语句，一遍又一遍地重复相同的代码（不同的操作码可以使用不同的寻址模式引用同一条指令），而是想将实际的指令代码与寻址模式代码分开：我发现这个解决方案非常简洁，因为它只需要写13个寻址模式函数和56条指令功能，我自己不重复。

这里的寻址模式功能：

// Addressing modes
uint16_t Addr_ACC(); // ACCUMULATOR
uint16_t Addr_IMM(); // IMMEDIATE
uint16_t Addr_ABS(); // ABSOLUTE
uint16_t Addr_ZER(); // ZERO PAGE
uint16_t Addr_ZEX(); // INDEXED-X ZERO PAGE
uint16_t Addr_ZEY(); // INDEXED-Y ZERO PAGE
uint16_t Addr_ABX(); // INDEXED-X ABSOLUTE
uint16_t Addr_ABY(); // INDEXED-Y ABSOLUTE
uint16_t Addr_IMP(); // IMPLIED
uint16_t Addr_REL(); // RELATIVE
uint16_t Addr_INX(); // INDEXED-X INDIRECT
uint16_t Addr_INY(); // INDEXED-Y INDIRECT
uint16_t Addr_ABI(); // ABSOLUTE INDIRECT

它们都返回指令用于读/写操作数/结果的实际内存地址（16位）

指令函数原型是：

void Op_ADC(uint16_t addr);
void Op_AND(uint16_t addr);
void Op_ASL(uint16_t addr);
    ...

它获取16位地址，执行自己的操作，更新状态标志和/或寄存器，并在同一内存地址上提交结果（如果有的话）。

考虑到这个代码框架，我发现很难使用ACCUMULATOR寻址模式，它是唯一一个返回A内部寄存器实际值而不是内存地址的模式。我可以使用uin16_t返回类型返回A的值，并为这种寻址模式添加布尔标志，但我发现这是一个非常糟糕的解决方案。

指令函数应该是完全寻址模式无关的。

在Sharp6502（我用C#编写的6502仿真引擎）中，我将内部寄存器和外部内存都视为一级对象-MemoryManager类实例化一个用于外部内存的对象，另一个用于内部寄存器的对象，映射到不同的数字范围。因此，内存访问和寄存器访问在功能级别上是相同的，因为它们都是根据基本上是索引的内容通过MemoryManager引用的。

地址模式区分只是过滤模拟下指令的位模式，并执行一个非常简单的计算来确定要传递给MemoryManager的索引——这可能是隐含的，或者需要一个或两个额外的字节，但每个指令的底层机制都是相同的。

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