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Emulateur/décompilateur Saturn

dimanche 3 juin 2007, par Paul Courbis

En 1992, lorsque je me suis attaqué à la rédaction de Voyage au centre de la HP48g/gx, mes relations avec HP étaient suffisamment bonnes pour que la société me confie des copies de la ROM de la HP48 avant qu’elle ne sorte...

Afin de les exploiter, j’ai réalisé un émulateur/décompilateur. L’objectif n’était pas la performance (il fallait plusieurs minutes pour booter la machine virtuelle), mais de pouvoir lister et comprendre les points d’entrée du système.

Les sources de ce programme, pour Unix/Linux, se trouvent ici. Le programme fonctionne aussi sous Windows avec les outils Cygwin...

Installation :

  • extraire le contenu de l’archive (tar xvzf emulator.tgz)
  • se placer dans le répertoire créé : cd emulator
  • compiler avec « make »
  • installer une copie de la ROM de la HP48 sous forme d’un dump hexadécimal dans le fichier « rom » (2369B108DAD...).
  • lancer « mkdb » pour créer les banques de données
  • lancer « emulator » pour lancer l’émulateur

Les Roms disponibles sont les suivantes :

HP48sx Version A
Version B
Version C
Version D
Version E
Version J
HP48gx Version K
Version L
Version M
Version P
Version R

Mode d’emploi de l’émulateur :

Lorsque l’émulateur est lancé, en plus des messages affichés dans la console de lancement, deux fenêtres s’affichent :

  • une représentation de la HP48 avec son écran et son clavier. Les touches du clavier sont cliquable (1 click pour enfoncer la touche, attendre le RTI, puis un second click pour la relâcher).
     
  • une fenêtre de supervision

    Cette dernière permet :

  • de lancer l’exécution (bouton RUN)
  • de faire du pas à pas en mode stoppé (STEP)
  • de la stopper (bouton STOP qui remplace le bouton STEP en mode RUN)
  • de forcer la mise à jour de l’écran (Update DSP)
  • de quitter l’émulateur (QUIT)
  • de « réveiller » la HP (sortie du mode SHUTDOWN)
  • de dumper les informations calculées (DUMP). Ceci est fait automatiquement lorsqu’on quitte l’émulateur.

Au dessus de la rangée de bouton, est affiché le code désassemblé en cours d’éexécution (adresse, instruction).

Sous la rangée de bouton sont affichés une décompilation du sysRPL en cours d’exécution (symbole si il est connu et séquence héxadécimale).

Enfin on trouve la valeur des différents registres (PC, D0, D1...).

Pour D0 et D1, la zone mémoire pointée est elle aussi affichée.

En cliquant sur le carré à gauche d’un registre, il est possible d’en éditer la valeur.

Lorsque la calculatrice a fonctionné un certain temps, il est possible de convertir les banques de données en une version lisible à l’aide du programme « decompile ».

Autres programmes :

  • ExtractObjects : extrait la liste d’objets utilisés lors de l’émulation - utilisé par le programme « decompile »
  • decompile : force la décompilation de symboles RPL / sysRPL connus, des polices de caractères, etc...
  • peek (suivi de l’adresse à lire) permet de lire le contenu de la mémoire à une adresse donnée
  • ExtractObjects extrait la liste des objets interessants
  • certains programmes existent aussi en version (odXXX), od signifiant OnDisk, dans le cas où la mémoire vive est insuffisante pour réaliser l’exécution en chargeant les données en mémoire (obsolète).
  • Print crée les fichiers « Dump_xxx », xxx correspondant aux différentes banques décodées, sous une forme lisible. Voici par exemple le début de la ROM de la 48 :
00000 : 23           p=        #3 / Nibbles used here : 5 (R)
00002 : 69B1         goto      #001BC

00006 : 08DAD F100


0000F : 85E st=1 (14)
00012 : 4F0 goc #00022

00015 : 86F ?st=0 (15)
00018 : 80 goyes #00020

0001A : 06 rstk=c
0001C : 6120 goto #0003E

00020 : 03 rtncc

00022 : 87F ?st=1 (15)
00025 : 5F goyes #0001A

On voit que les 6 premiers quartets ont été utilisés lors du boot mais que les 6 quartets situés à l’’adresse 00006 ne l’ont pas été. Par contre le code en 0000F a, lui, été utilisé.

De plus, 5 quartets ont été lus en 00000.

Bugs :

  • la vitesse (c’est lent, mais tout est émulé, y compris les cycles d’horloge)
  • le contexte n’est pas sauvé lorsqu’on quitte l’émulateur. Il faut reprendre toute la séquence de boot au redémarrage.
  • l’affichage est laid. En particulier les inscriptions du clavier ne sont pas toutes reprises et il faut avoir une 48 sous les yeux pour connaître toutes les affectations des touches.
  • testé uniquement avec la HP48 pour des roms versions A, D, J, M, N et L.
  • les bugs du Saturn ne sont pas émulés.
  • La gestion du clavier pourrait être améliorée (il faut cliquer pour enfoncer une touche, puis recliquer pour la relacher).
  • L’extinction de l’écran n’est pas gérée (si on éteint la machine, l’affichage est remplis de parasites).

Anecdote :

Pendant le développement du programme, je suis tombé sur un phénomène curieux : une colonne de pixel manquait à l’affichage d’une des touches de fonction du « Try to recover Memory ? » (sur le [NO] me semble t’il). Après avoir tenté vainement de débugguer mon progra^mme, j’ai fini par me rendre compte que le bug venait... du code HP qui oubliait l’affichage de la dernière colonne de pixels !

Messages

  • Hello Paul !
    Quel travail formidable bravo à toi.
    Pendant les fetes j’ai eu l’occasion de retomber sur le livre Voyage dans la bilbiotheque chez mes parents, calmement rangé depuis 20 ans et apres mes multiples productions de jeux sur cette formidable machine.
    Je suis nostalgique de cette époque et j’aimerai voir un émulateur HP48 en ligne comme sur TI, ou sur les vieilles consoles 8bits comme c’est un peu la mode et afin de pouvoir utiliser et faire perdurer la connaissance de ces nombreux programmes et jeux de cette machine.
    J’ai donc essayé de transcrire avec EMSCRIPTEN un emulateur en C (HP EMU By Daniel Nilsson) vers Javascipt et le résultat est visible sur cette page : http://jadegame.com/jsemu48

    Tout ceci rame beaucoup, pour autant je pense que ma bidouille de la boucle de refresh dans le code en C de l’emulateur est archi buggué.
    Mon souhait aurait été de traiter proprement les nuances de gris, et de préloader directement un object Code par exemple un jeu.

    La HP50 possede un ARM et emule le Saturn ce qui rend les niveaux de gris quasi impossible,
    La HP Prime derniere né de HP possede un ARM et plus d’emulateur saturn embarqué.

    C’est bien triste, dis moi ce que tu pense de tout ceci , je pense que tu es la personne la plus a meme de reagir a cette nostalgie d’auteur de jeux ASM :)

    Julien
    http://jadegame.com/games/hp48

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