VM技术（一）NES模拟器&VM综述

游戏和女朋友谁重要？当然是游戏(手动狗头)，游戏是每一个时代的记忆，从最早的LED点阵上的游戏发展到LED屏，同时游戏也不断的推动着计算机的发展，现在，时代已经过去，游戏机除了在古董市场，已经无从获得，但是我们可以通过VM技术去重新构建一个借助虚拟化技术可玩的设备，追逐旧梦。 本系列将结合前面的Python VM系列虚拟机将知识融会贯通，总结一下伟大的虚拟化技术。

起步——认识iNES文件格式

要入手一个模拟器，首先得从如何解析.nes的游戏文件开始。 iNES 文件（拓展名 .nes，大小写均可）是 NES 游戏分发的事实标准。该文件标准的最初是由 Marat Fayzullin 为其模拟器 iNES 而开发的文件格式。 |0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7| | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | |N | E | S | ^Z | PRG | CHR | MAP/SW |MAP/0(always)| |4E | 45 | 53 | 1A |10 | 20 | E1 | 40|

1. 第 0 ~ 3 个字节指定了文件的格式 0 = 0x4E (N) 1 = 0x45 (E) 2 = 0x53 (S) 3 = 0x1A (^Z)
2. 第4个字节指定了 PRG（程序） ROM 块的个数，PRG ROM 块每个大小为 16KB
3. 第5个字节指定了 CHR（图块） ROM 块的个数，CHR ROM 块每个大小为 8 KB
4. 第6个字节为指定卡带属性的字节。各个比特位的含义如下：
   • 0 -> Mirror Type ( 1 为水平， 0 为垂直)
   • 1 -> 是否存在 battery-backed RAM ( 1 则为存在，映射到 $6000-$7FFF)
   • 2 -> 是否存在 trainer (同上，映射到 $7000-$71FF)
   • 3 -> 是否存在 VRAM
   • 4-7 -> Mapper Type 的低四位
5. 第 7 个字节还是指定卡带属性的字节。各个比特位的含义如下：
   • 0 -> 卡带是否含有 VS-System
   • 1-3 -> 保留，但必须全为 0
   • 4-7 -> Mapper Type 的高四位
6. 第 8 个字节指定了 RAM 块的个数，每块为 8KB，如果为 0 ，则假设只有一个 RAM 块。
7. 第 9 个字节指定了视频制式，如果其第 0 个比特值为 0，则为 PAL，否则为 NTSC 制式。
8. 第 10-15 字节为保留区域，必须为 0 通过010editor打开下载[2]的ROM文件可以看到

C++中我们可以定义一个读取文件头的结构体

const NESMagicMumber = 0x1a53454e //"NES^Z"
typedef struct _NesHeader{
	uint32_t MagicNumber;// NES Magic Number,must be 0x1a53454e
	char     PRGNum;		// PRG-ROM banks number
	char     CHRNum;		// CHR-ROM banks number
	char     Ctrl1;			// Control
	char     Ctrl2;			// Control too
	char     RAMNum;		// RAM number (8KB each)
	char[7]  _null;			// Empty bytes. Not used at this tume but MUST BE ALL ZEROS or games will not work.
}NesHeader

参考资料：

1. TinyVM https://github.com/jakogut/tinyvm
2. ROM http://romhustler.net/roms/nes/all
3. SFC ROM http://romhustler.net/roms/snes/all
4. iNES http://wiki.nesdev.com/w/index.php/INES
5. nes fromat http://nesdev.com/neshdr20.txt