[Игры и игровые приставки] Эмулятор PS2 на Android — вторая серия

Автор Сообщение
news_bot ®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

Создавать темы news_bot ® написал(а)
08-Мар-2021 11:30

Привет всем читателям!Я продолжаю публикацию по своему проекту портирования кода PCSX2 эмулятора PS2 на Android платформу.Поспешу предупредить, что скачать и запустить не получиться — проект только на начальной стадии развития. Однако, для тех читателей, кто не лишён профессионального любопытства — добро пожаловать под кат. Что найдёт любопытствующий:
  • компилируемый код для AARM64 - да, ядро PCSX2 эмулятора компилируется в нативный ARM код;
  • исполняемое приложение для загрузки файлов БИСОа и образа игровых дисков;
  • шок контент.
Что же, прогресс портирования зашёл достаточно далеко и получилось скомпилировать исполняемый нативный С++ код на AARM64. Средой разработки является Android Studio и при портировании кода с x86 на AARM64 я столкнулся с очевидной проблемой - различный набор инструкций процессоров. Многие удивятся - что за чушь, пиши на С++ и компилятор сам всё сделает. И здесь заключается сама суть проблемы портирования, с которой я столкнулся: PCSX2 создаёт исполняемый двоичный код процессора "на лету". Да, в коде эмулятора есть класс x86Emitter для записи в массив байтов байтовый код x86 процессора.Так что же получилось? Java frontend код для загрузки БИОСа и файлового образа игр. Пользовательский интерфейс прост и включает следующие окна:
Идея следующая - первоначально требуется выбрать файл БИОСа и файл образа диска для начала отладки кода. Полные пути к выбранным файлам сохраняются как параметры программы:
public void save()
    {
        SharedPreferences preferences = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(GlobalApplication.getAppContext());
        SharedPreferences.Editor editor = preferences.edit();
        try {
            String l_value = serialize();
            editor.putString(BIOS_INFO_COLLECTION, l_value);
        } catch (ParserConfigurationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (TransformerException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        editor.commit();
    }
И после первоначального выбора, следующий запуск приложения будет автоматически запускать ядро эмулятора с ранее заданными БИОСом и образом диска.
private void autoLaunch()
    {
        BIOSAdapter.getInstance();
        ISOAdapter.getInstance();
        if(PCSX2Controller.getInstance().getBiosInfo() != null &&
           PCSX2Controller.getInstance().getIsoInfo() != null)
            GameController.getInstance().PlayPause();
    }
Портирование компилятора кода эмулятора с x86 на AARM64 представляет серьёзную проблему. Архитектура Интелл относиться к CISC с переменной длинной кода и смешанной последовательностью данных и кода, в то время как AARM64 относиться RISC с фиксированной длинной кода в 32 бита. Но проблема в том, что на синтаксисе Интелловской архитектуре завязаны десятки и десятки файлов и сотни тысяч строк кода. Не говоря о том, что возникнет проблема в совместимости кода с оригинальным PCSX2 эмулятором. Что же, решение очевидное - написать оболочку x86 синтаксиса в исполнении AARM64 кода. Да, в моём проекте нет ничего оригинального - просто попытка эмуляции х86 кода через AARM64 код. Конечно, я не ставлю целью закрыть всё множество х86 кодов - я поставил целью закрыть коды только используемых PCSX2 эмулятором. С этой целью в добавлен вызов нативного кода в момент создания приложения- PCSX2LibNative.getInstance().CPU_test()
@Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        checkPermission();
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Button l_controlBtn = findViewById(R.id.controlBtn);
        if(l_controlBtn != null)
        {
           l_controlBtn.setOnClickListener(
                       new View.OnClickListener(){
                                                      @Override
                                                      public void onClick(View v) {
                                                          showControl();
                                                      }
                                                  }
           );
        }
        PCSX2LibNative.getInstance().CPU_test();
        autoLaunch();
    }
Что делает данная функция? Генерирует AARM64 исполняемый бинарный код для множества x86 кодов и проверяет результат исполнения с значением, известным из спецификации Интелл. Пример теста AARM64 кода для SUB комманды x86:
void execute()
    {
        // Установка права доступа чтение/запись для области памяти
        HostSys::MemProtectStatic(eeRecDispatchers, PageAccess_ReadWrite());
        // Очистка области памяти
        memset(eeRecDispatchers, 0xcc, __pagesize);
        // Установка аргумента теста команды
        s_stateTest = 0x10;
        // Передача указателя на начало области памяти в генератор AARM64 кода
        xSetPtr(eeRecDispatchers);
        // Создание исполняемого кода в области памяти данных
        auto DynGen_CodeSUB = _DynGen_CodeSUB();
        // Установка права доступа в статус исполняемой области памяти
        HostSys::MemProtectStatic(eeRecDispatchers, PageAccess_ExecOnly());
        // Исполнение только что созданного AARM64 кода
        auto l_result = CallPtr((void *)DynGen_CodeSUB);
        // Проверка с ожидаемым результатом исполнения кода для x86!!!
        if(l_result != 2147483664)
        {
            throw L"Unimplemented!!!";
        }
    }
    DynGenFunc *_DynGen_CodeSUB()
    {
        // Указатель на начало исполняемой области памяти
        u8 *retval = xGetAlignedCallTarget();
        { // Properly scope the frame prologue/epilogue
#ifdef ENABLE_VTUNE
            xScopedStackFrame frame(true);
#else
            xScopedStackFrame frame(IsDevBuild);
#endif
            // Загрузка в регистр eax значения аргумента теста s_stateTest
            // по эффективному адресу &s_stateTest
            xMOV( eax, ptr[&s_stateTest] );
            // Исполнение команды x86 SUB с аргументом из регистра eax
            // и прямо заданного аргумента 0x80000000
            xSUB( eax, 0x80000000 );
        }
        // Выход из сгенерированной функции в вызывающую нативную функцию
        xRET();
        return (DynGenFunc *)retval;
    }
Да, таких тестов исполнения эмуляции х86 кода в проекте множество - это и есть процесс разработки: исследование х86 команды и написание теста эмуляции на AARM64. Шок контент!!!При исследовании работы PCSX2 эмулятора я обратил внимание код компиляции исполнения команд процессор PS2 - R3000A:
static DynGenFunc* _DynGen_DispatcherReg()
{
  u8* retval = xGetPtr();
  // Загрузка значения счётчика команд в регистр eax.
  xMOV( eax, ptr[&psxRegs.pc] );
  // Копирование значения счётчика команд из регистра eax в регистр ebx.
  xMOV( ebx, eax );
  // Получение относительного адреса из значения счётчика команд в регистре eax
  xSHR( eax, 16 );
  // Получение адреса указателя массив указателей на начало блоков эмуляции команд R3000A
  xMOV( rcx, ptrNative[xComplexAddress(rcx, psxRecLUT, rax*wordsize)] );
  // Переход по указателю на начало блока эмуляции команд R3000A
  xJMP( ptrNative[rbx*(wordsize/4) + rcx] );
  return (DynGenFunc*)retval;
}
Где psxRegs.pc - переменная для хранения значения счётчика команд процессора R3000A, psxRecLUT - указатель на массив указателей на скомпилированные R3000A команды. Схема работы кода имеет следующий вид:
И тут меня "ударило"!!!
Область памяти, указанная как исполняемая, включает в себя буквально несколько байт кода, но сгенерированная эмуляция команд R3000A сохраняется в обычной области данных и исполняется от туда! А контроль права исполнения операционной системы и процессора куда смотрит? Для любителей повозиться с кодом - проект для среды разработки Android Studio доступен на GitHub: AndroidStudio.
===========
Источник:
habr.com
===========

Похожие новости: Теги для поиска: #_igry_i_igrovye_pristavki (Игры и игровые приставки), #_ps2, #_android, #_igry_i_igrovye_pristavki (
Игры и игровые приставки
)
Профиль  ЛС 
Показать сообщения:     

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 20:48
Часовой пояс: UTC + 5