230. Validation tiny rom writes ppu registers

ВАЛИДАЦИОННЫЙ ТЕСТ: крошечный iNES ROM записывает в регистры PPU.

Урок 230 из 356 · tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_230_VALIDATION_tiny_rom_writes_ppu_registers.py

Этот файл не является шагом реализации для студента.

Для этого теста нет ничего нового для реализации. Он существует только для проверки того, что построенные до сих пор части работают вместе через свои реальные границы:

iNES bytes
    -> Cartridge.from_ines_bytes(data)
    -> CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)
    -> CPU.reset()
    -> CPU.step()
    -> STA $2000 / STA $2001
    -> CpuBus.write(...)
    -> PPU.write_register(...)

Зачем нужна эта валидация

Предыдущие тесты проверяли регистры PPU и маршрутизацию CpuBus по отдельности. Этот тест доказывает, что реальные инструкции CPU, выбранные из PRG ROM картриджа, могут записывать в регистры PPU через шину.

Крошечная программа, размещённая по адресу CPU $8000:

A9 80       LDA #$80
8D 00 20    STA $2000
A9 1E       LDA #$1E
8D 01 20    STA $2001
EA          NOP

Ожидаемый результат

ppu.ctrl == $80
ppu.mask == $1E

Вне рамок

рендеринг
тайминг VBlank
поведение NMI
OAMDMA
реальное поведение защёлки PPUSCROLL/PPUADDR

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_230_VALIDATION_tiny_rom_writes_ppu_registers.py -v

Пример реализации

iNES bytes
    -> Cartridge.from_ines_bytes(data)
    -> CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)
    -> CPU.reset()
    -> CPU.step()
    -> STA $2000 / STA $2001
    -> CpuBus.write(...)
    -> PPU.write_register(...)

Зачем нужна эта валидация

A9 80       LDA #$80
8D 00 20    STA $2000
A9 1E       LDA #$1E
8D 01 20    STA $2001
EA          NOP

Ожидаемый результат

ppu.ctrl == $80
ppu.mask == $1E

Показать код тестаtest_230_VALIDATION_tiny_rom_writes_ppu_registers.py

from emulator.bus.cpu_bus import CpuBus
from emulator.cartridge.cartridge import Cartridge
from emulator.cartridge.ines import CHR_ROM_BANK_SIZE, PRG_ROM_BANK_SIZE
from emulator.cpu.cpu import CPU
from emulator.ppu.ppu import PPU


def make_tiny_ines_rom_that_writes_ppu_registers() -> bytes:
    """Build a minimal Mapper000 iNES ROM that writes PPUCTRL and PPUMASK."""
    header = bytearray(16)
    header[0:4] = b"NES\x1A"
    header[4] = 1  # one 16KB PRG ROM bank
    header[5] = 1  # one 8KB CHR ROM bank
    header[6] = 0x00  # mapper 0, no trainer
    header[7] = 0x00  # mapper 0

    prg_rom = bytearray(PRG_ROM_BANK_SIZE)

    program = [
        0xA9, 0x80,        # LDA #$80
        0x8D, 0x00, 0x20,  # STA $2000
        0xA9, 0x1E,        # LDA #$1E
        0x8D, 0x01, 0x20,  # STA $2001
        0xEA,              # NOP
    ]
    prg_rom[0 : len(program)] = bytes(program)

    # Reset vector: CPU $FFFC-$FFFD -> PRG offsets $3FFC-$3FFD for 16KB NROM.
    prg_rom[0x3FFC] = 0x00
    prg_rom[0x3FFD] = 0x80

    chr_rom = bytes([0x00]) * CHR_ROM_BANK_SIZE

    return bytes(header) + bytes(prg_rom) + chr_rom


def test_tiny_ines_rom_writes_ppu_registers_through_cpu_bus():
    """
    Validation objective:
    Prove that CPU instructions fetched from cartridge PRG ROM can update PPU
    registers through CpuBus.write routing.
    """
    cartridge = Cartridge.from_ines_bytes(make_tiny_ines_rom_that_writes_ppu_registers())
    ppu = PPU()
    bus = CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)
    cpu = CPU(bus=bus)

    cpu.reset()

    cpu.step()  # LDA #$80
    cpu.step()  # STA $2000
    cpu.step()  # LDA #$1E
    cpu.step()  # STA $2001

    assert ppu.ctrl == 0x80
    assert ppu.mask == 0x1E

Тестовые функции (1)

test_tiny_ines_rom_writes_ppu_registers_through_cpu_bus