模拟器是如何工作的?当我看到NES/SNES或C64模拟器时,我很震惊。

您是否必须通过解释特定的组装指令来模拟这些机器的处理器?还有什么?它们通常是如何设计的?

你能给那些对编写模拟器(特别是游戏系统)感兴趣的人一些建议吗?


当前回答

还可以查看Darek Mihocka的Emulators.com,获得关于jit指令级优化的建议,以及许多关于构建高效模拟器的其他好东西。

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添加@Cody Brocious提供的答案 在虚拟化环境中,您正在向虚拟机模拟一个新系统(CPU、I/O等),我们可以看到以下类别的模拟器。

解释:bochs是解释器的一个例子,它是一个x86 PC模拟器,它把来自客户系统的每条指令翻译成另一组指令(主机ISA的指令)来产生预期的效果。是的,它非常慢,它不缓存任何东西,所以每条指令都经过相同的周期。

动态仿真器:Qemu是一个动态仿真器。它可以实时翻译客户指令,也可以缓存结果。最好的部分是直接在主机系统上执行尽可能多的指令,这样模拟就更快了。正如Cody所提到的,它将代码划分为块(一个单独的执行流)。

静态模拟器:据我所知,没有静态模拟器可以帮助虚拟化。

当你开发一个模拟器时,你是在解释系统正在运行的处理器组件(Z80、8080、PS CPU等)。

您还需要模拟系统拥有的所有外设(视频输出、控制器)。

你应该开始为简单的系统编写模拟器,比如旧的Game Boy(使用Z80处理器,我是不是没有弄错)或C64。

值得一看的是Imran Nazar尝试用JavaScript编写Gameboy模拟器。

是的,你必须“手工”解释整个二进制机器码的混乱。不仅如此,大多数情况下,您还必须模拟一些在目标机器上没有等效硬件的外来硬件。

简单的方法是一个接一个地解释指令。这工作得很好,但是很慢。一种更快的方法是重新编译——将源机器码转换为目标机器码。这比较复杂,因为大多数指令都不是一对一映射的。相反,您将不得不制定涉及额外代码的详细变通方案。但最终还是要快得多。大多数现代模拟器都是这样做的。

我知道这个问题有点老了,但我想在讨论中补充一些东西。这里的大多数答案都围绕模拟器解释它们所模拟的系统的机器指令。

然而,有一个非常著名的例外,称为“UltraHLE”(维基百科文章)。UltraHLE是有史以来最著名的模拟器之一,它模拟了商用任天堂64游戏(在家用电脑上表现不错),当时人们普遍认为这是不可能的。事实上,当UltraHLE诞生时,任天堂还在为任天堂64制作新游戏!

这是我第一次在印刷杂志上看到关于模拟器的文章,而以前我只在网上看到过它们的讨论。

UltraHLE的概念是通过模拟C库调用而不是机器级调用来实现不可能。