前回

やること

前回は初歩として、CPUの実装を行い、参考サイトを元に一通りの必要と思われる命令を網羅的に実装しました。まだファミコンをエミュレートする際に必要な実装がかけているかもしれませんが、その場合は後々修正していこうと思っています。

LogiClover vol.1を読んでいると、CPUの次にPPUを実装しています。これは、ファミコンの描画を司る部分だそうで、CPUにより間接的に制御されているとのこと。今回は制御をする機構はなるべく後回しに、PPUのスタンドアロンなトコから実装していけたらなと思ってます。

参考にするもの

コード周りはこちらのコードを観させてもらおうと思います。またRustの書き方の勉強としても頼りにさせてもらいます。 github.com

ファミコンエミュレータの創り方 - Speaker Deck

こちらに有志の皆さんがNESの情報をまとめて下さっているので、利用させてもらいます。特に、コードを写経しているだけでは意味がないので、まずこちらを見て自分で実装を考えます。

hp.vector.co.jp

pgate1.at-ninja.jp

こちらの本も参考にさせてもらいます。１つ目のリンクの方の実装と見比べる事で、実装にマストな部分を見出すために使いました。また、こちらの方の実装順番も参考にしてます。

booth.pm

読み始める前に

ファミコンの仕様についてはネット上にたくさん情報が上がっているので、ここでは詳しい事は書かないです。(自分も分からない)用語の説明もほとんどしていません。しかし、実装手順の再現性があるサイトは個人的に少ないなと感じたので、自分の試行錯誤をここにまとめて、うまく踏み台にしてもらえたらなと考えています。言語はRustを使っており参考サイトもRustが中心のものが多いです。
また、解説力も乏しいので、適宜実装が完了したと思われるcommitにジャンプできるGithubのリンクをそれぞれに置いておくので、そこからコミット履歴などを参照していただいてもらう形にします。申し訳ないです。

レジスタ

前回のCPU同様、レジスタ周りから作り始めるのが良さそうです。ということで、コード参考のリポジトリを確認すると、どうやらRAMの実装とOAMやPPU_ADDRなどを別途細かく分けて実装していること、またそれらにRAMの実装が必要なことが分かったので同時にやってしまいます。RAMの実装は、いろんな箇所で使いまわせるような実装になっていました。Registerの入出力周りのベースを実装したのがこのコミットです。

github.com

現状ここの実装が分からなかったので、修正しました。今後の動きによっては元に戻そうと思います。 https://github.com/196Ikuchil/nes_emulator/commit/5c3f2690437d9552b7af515fb047210fc8aaa309#r37678779

PPU

レジスタが動きそうなので、これを利用してPPUの動きをエミュレートしていきます。まず描画する背景、スプライトを生成できるようにしようと思います。参考書籍より、タイルが最小構成要素だと思ったのですが、参考実装ではsprite_utils.rsのSpriteという構造体がおそらく最小要素になっている（タイル・スプライトの共通要素をここで定義）ので、そこから作ります。

注意点として以下があります。