CPU

La Gameboy lleva un procesador Sharp LR35902, se trata de un híbrido entre el Zilog Z80 y el Intel 8080. Este corre a 4.19MHz, o lo que es lo mismo, puede hacer 4.19 millones de ciclos de reloj por segundo.

El Intel 8080 fue un procesador usado por diferentes ordenadores en la época de los 70s 80s, incluyendo el ordenador personal Altair 8800.

No entraremos en los detalles específicos que diferencian al LR35902 de los otros dos procesadores ya mencionados porque no nos será necesario tener en cuenta para la emulación.

Registros

La CPU esta compuesta por 8 registros diferentes, estos se encargan de almancenar pequeñas cantidades de información que se utilizan para realizar operaciones. Como la CPU de la Gameboy es de 8-bits, esto quiere decir que cada registro puede almacenar un valor de 0 a 255 (2^8 - 1). O lo que es lo mismo, 8 bits (a.k.a 1 byte).

Aunque la CPU solo tiene registros de 8-bits, hay instrucciones que permiten acceder a los registros de 16-bits. Por ejemplo, la instrucción LD HL, 0x1234 carga el valor 0x1234 en el registro HL. Para ello, se utiliza el registro H para almacenar el byte más significativo y el registro L para almacenar el byte menos significativo. (No importa si esto no lo entiendes por ahora, lo veremos más adelante.)

En el código de la CPU, los registros se representan como u8 (unsigned 8-bit integer)

#![allow(unused)]
fn main() {
pub struct Cpu {
    pub a: u8,
    pub b: u8,
    pub c: u8,
    pub d: u8,
    pub e: u8,
    pub h: u8,
    pub l: u8,
    pub f: u8,
    ...
}
}

Referencia al código

Regsitro F (Flags register)

El registro F es un registro especial que se utiliza para almacenar información sobre el resultado de las operaciones realizadas por la CPU. Los 4 bits menos significativos siempre serán 0. Los 4 bits más significativos se utilizan para almacenar cuando ciertas cosas han ocurrido. Por el momento no voy a entrar en más detalles sobre esto, pero lo veremos.

Y aquí un diagrama de los bits del registro F:

   ┌-> Carry
 ┌-+> Subtraction
 | |
1111 0000
| |
└-+> Zero
  └-> Half Carry