228. Cpu bus ppu register read routing

Маршрутизация чтений CpuBus из диапазона $2000-$3FFF в регистры PPU.

Урок 228 из 356 · tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_228_cpu_bus_ppu_register_read_routing.py

Файл для обновления

emulator/bus/cpu_bus.py

Почему этот шаг нужен

CPU видит регистры PPU через карту адресов CPU

$2000-$3FFF -> PPU registers, mirrored every 8 bytes

Только $2000-$2007 являются базовыми адресами регистров PPU. Остальная часть диапазона — это зеркала этих же 8 регистров.

Формула зеркалирования

unmirrored_addr = 0x2000 + ((addr - 0x2000) % 8)

Как это работает

1. addr - 0x2000 converts the CPU address into an offset from the start of
   the PPU register window.
2. % 8 folds that offset into the repeating 8-register range.
3. + 0x2000 converts the folded offset back into a base PPU register address.

Примеры

$2002:
    0x2000 + ((0x2002 - 0x2000) % 8)
    = 0x2000 + (2 % 8)
    = $2002

$200A:
    0x2000 + ((0x200A - 0x2000) % 8)
    = 0x2000 + (10 % 8)
    = $2002

$3FFF:
    0x2000 + ((0x3FFF - 0x2000) % 8)
    = 0x2000 + (8191 % 8)
    = $2007

Почему формулой владеет CpuBus

Зеркалирование — это декодирование карты адресов CPU. PPU.read_register должен получать нормализованный адрес регистра в диапазоне $2000-$2007.

Предлагаемый псевдокод реализации

if 0x2000 <= addr <= 0x3FFF:
    unmirrored_addr = 0x2000 + ((addr - 0x2000) % 8)
    return self.ppu.read_register(unmirrored_addr)

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_228_cpu_bus_ppu_register_read_routing.py -v

import pytest from emulator.bus.cpu_bus import CpuBus class FakePPUForReadRouting: """Small test double that lets this file test CpuBus routing only.""" def __init__(self): self.values = { 0x2002: 0x80, 0x2004: 0x44, 0x2007: 0x55, } def read_register(self, addr: int) -> int: if addr not in self.values: raise ValueError("Unsupported fake PPU read") return self.values[addr] def write_register(self, addr: int, value: int) -> None: raise NotImplementedError("This fake is only for read routing tests") def test_cpu_bus_reads_base_ppu_registers(): """ Objective: CpuBus.read should forward base PPU register reads to PPU.read_register. """ ppu = FakePPUForReadRouting() bus = CpuBus(ppu=ppu) assert bus.read(0x2002) == 0x80 assert bus.read(0x2004) == 0x44 assert bus.read(0x2007) == 0x55 def test_cpu_bus_reads_mirrored_ppu_registers(): """ Objective: CpuBus.read should mirror $2008-$3FFF back into $2000-$2007. Examples: $200A mirrors $2002 $200C mirrors $2004 $3FFF mirrors $2007 """ ppu = FakePPUForReadRouting() bus = CpuBus(ppu=ppu) assert bus.read(0x200A) == 0x80 assert bus.read(0x200C) == 0x44 assert bus.read(0x3FFF) == 0x55 def test_cpu_bus_ppu_read_preserves_ppu_read_errors(): """ Objective: If the mirrored register is not readable, CpuBus should let the PPU reject the read. Why: CpuBus owns address routing. PPU owns register semantics. """ bus = CpuBus(ppu=FakePPUForReadRouting()) with pytest.raises(ValueError): bus.read(0x2000)