# JinNes

**Repository Path**: chujin_w/jin-nes

## Basic Information

- **Project Name**: JinNes
- **Description**: 用Rust构建nes模拟器
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-04-11
- **Last Updated**: 2026-01-09

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

## NES 模拟器开发 use rust

### CPU

#### CPU的引脚

6502的真实引脚如下图:
``` text
        .--\/--.
 AD1 <- |01  40| -- +5V
 AD2 <- |02  39| -> OUT0
/RST -> |03  38| -> OUT1
 A00 <- |04  37| -> OUT2
 A01 <- |05  36| -> /OE1
 A02 <- |06  35| -> /OE2
 A03 <- |07  34| -> R/W
 A04 <- |08  33| <- /NMI
 A05 <- |09  32| <- /IRQ
 A06 <- |10  31| -> M2
 A07 <- |11  30| <- TST (usually GND)
 A08 <- |12  29| <- CLK
 A09 <- |13  28| <> D0
 A10 <- |14  27| <> D1
 A11 <- |15  26| <> D2
 A12 <- |16  25| <> D3
 A13 <- |17  24| <> D4
 A14 <- |18  23| <> D5
 A15 <- |19  22| <> D6
 GND -- |20  21| <> D7
        `------'
```
抽象话功能图为:
``` text
                ┌─────────────────────┐
                │                     │
  ────reset────►│                     ├──addr───► 16 bit
                │    cpu 6502         │
  ────nmi──────►│                     │
                │                     │◄─data───► 8 bit
  ────irq──────►│                     │
                │                     │
  ────clock────►│                     ├──r/w────►
                │                     │
                └─────────────────────┘
```
我们需要实现的接口：

- 地址，数据： 简单的读入和输出数据（fetch，dispatch)从总线读取，需考虑bus阻塞
- 时钟: 接入时钟脉冲
- irq/brk: 可屏蔽中断，和软中断
- reset: cpu跳转reset中断向量指向地址
- nmi: 不可屏蔽中断。nes中 屏幕刷新时(VBlank)时发生，NTSC-- 60次/秒，PAL -- 50次/秒

产生中断时，CPU 会将 PC 和 P 压栈，之后 CPU 读取中断向量表对应地址，赋给 PC，同时设置相应的标志位。当程序执行 RTI（中断返回） 后，CPU 将 P 和 PC 出栈，恢复 P 和 PC，从中断产生前的地址处继续执行

模拟引脚定义
``` rust
pub trait Bus {
	fn peek(&self, addr: u16) -> u8;
	fn poke(&mut self, addr: u16, value: u8);
}

pub trait Interface {
	// interrupt
	fn reset(&mut self);
	fn irq(&mut self);
	fn nmi(&mut self);
}
```

#### 中断向量表：

中断向量表位于 0xFFFA ~ 0xFFFF，共 6 字节，分别对应 3 个中断：

- 0xFFFA, 0xFFFB: NMI 中断地址
- 0xFFFC, 0xFFFD: RESET 中断地址
- 0xFFFE, 0xFFFF: IRQ 中断地址

#### 内部寄存器

6502有6个寄存器: A, X, Y, PC, SP, P,除了PC为16bits以外，其他均为8bits

- A: 累加器
- X, Y: 循环计数器
- PC: 程序计数器，记录下一条指令地址
- SP: 堆栈寄存器，堆栈地址为0x100~0x1ff，即起始地址为0x0100 | SP
- P: 状态寄存器

| BIT | 名称  | 含义                       |
| --- | --- | ------------------------ |
| 0   | C   | 进位标志，如果计算结果产生进位，则置 1     |
| 1   | Z   | 零标志，如果结算结果为 0，则置 1       |
| 2   | I   | 中断去使能标志，置 1 则可屏蔽掉 IRQ 中断 |
| 3   | D   | 十进制模式，未使用                |
| 4   | B   | BRK，后面解释                 |
| 5   | U   | 未使用，后面解释                 |
| 6   | V   | 溢出标志，如果结算结果产生了溢出，则置 1    |
| 7   | N   | 负标志，如果计算结果为负，则置 1        |
B 和 U 并不是实际位，只不过某些指令执行后，标志位 push 到 stack 的时候，会附加上这两位以区分中断是由 BRK 触发还是 IRQ 触发，下面是详细解释

| 指令或中断  | U 和 B 的值 | push 之后对 P 的影响 |
| ------ | -------- | -------------- |
| PHP 指令 | 11       | 无              |
| BRK 指令 | 11       | I 置 1          |
| IRQ 中断 | 10       | I 置 1          |
| MNI 中断 | 10       | I 置 1          |

寄存器实现
``` rust
struct chip6502 {
	reg_acc: u8,
	reg_x: u8,
	reg_y: u8,
	stack_pointer: u8,
	program_counter: u18,
	process_status: u8,
}
```

#### 指令集

指令集参考地址
- https://www.oxyron.de/html/opcodes02.html
- https://www.nesdev.org/obelisk-6502-guide/reference.html

指令编程注意
- 周期改变指令
	-  分支指令 ->  +1 or +2
	- 中断指令，reset ｜ nmi -> 8; irq -> 7
	- abs x, abs y, izy 发生cross page -> cycles + 1
### Tips
- 对开发有用的测试文件
	- 下载地址 https://www.qmtpro.com/~nes/misc/
	- 下载文件名： nestest.log 和 nestest.nes
	- 设置PC为0xc000，再对照log
- Bug
	- 间接寻址时的 BUG
	- 地址无法跨越Page
	- 执行Jmp（0x02ff)时，高位地址会从0x200读取，而非0x300，跳转至0x0103
``` text
Address: 0x0200 0x0201 ... 0x02FF 0x0300
Value:    0x01   0x02  ...  0x03   0x03
```

#### refence

- https://bugzmanov.github.io/nes_ebook/chapter_1.html