Diagnóstico de Fuerza Bruta: Inundación de VRAM

Resumen

Después del Step 0207, con las coordenadas del tilemap corregidas (centrado en Fila 8, Columna 4), la pantalla sigue mostrándose en blanco y los logs indican que la PPU lee ceros. Esto sugiere que o bien no estamos escribiendo en la ubicación correcta, o la PPU no está leyendo lo que escribimos. Para resolver esto definitivamente, aplicamos una técnica de diagnóstico agresiva: llenar toda la región de Tile Data (0x8000-0x97FF) con `0xFF` (píxeles negros). Este test destructivo pero esclarecedor nos dará la verdad absoluta sobre si la PPU está leyendo la VRAM.

Hipótesis Binaria: Si la pantalla se vuelve negra, confirmamos que la PPU SÍ lee la VRAM y que el problema anterior era de coordenadas o formato de datos del logo. Si la pantalla sigue blanca, hay un error fundamental en cómo la MMU o la PPU acceden a la memoria de vídeo.

Concepto de Hardware: Tile Data Inundado

La VRAM (Video RAM) en el Game Boy ocupa el rango 0x8000-0x9FFF (8KB). Esta región se divide en dos áreas principales:

• Tile Data (0x8000-0x97FF): 1536 tiles × 16 bytes = 6KB de datos gráficos en formato 2bpp
• Tile Maps (0x9800-0x9FFF): Mapas que indican qué tile dibujar en cada posición de la pantalla

En el formato Tile 2bpp, cada byte representa 4 píxeles (2 bits por píxel). El valor 0xFF representa dos bytes consecutivos de una fila de tile:

• Primer byte (bits bajos): 0xFF = todos los bits en 1
• Segundo byte (bits altos): 0xFF = todos los bits en 1
• Resultado: Todos los píxeles de esa fila en Color 3 (Negro)

Si llenamos toda el área de Tile Data con 0xFF, cada tile posible (del 0 al 383) se convertirá en un bloque sólido de color "negro" (Color 3). Como el Tilemap por defecto (0x9800) suele estar inicializado a ceros (Tile ID 0) por nuestra propia inicialización de memoria, si convertimos el Tile 0 en un bloque negro, toda la pantalla debería volverse negra.

Fuente: Pan Docs - "Tile Data", "Tile Map", "Memory Map"

Implementación

Modificamos el constructor de la MMU para comentar temporalmente la carga fina del logo (tiles y tilemap) y añadir un bucle de "inundación" que llene todo el rango de Tile Data con 0xFF.

Modificación en MMU::MMU()

En src/core/cpp/MMU.cpp, dentro del constructor, comentamos la carga del logo de Viboy y añadimos el código de inundación:

// --- Step 0208: DIAGNÓSTICO VRAM FLOOD (Inundación de VRAM) ---
// TÉCNICA DE FUERZA BRUTA: Llenar toda el área de Tile Data (0x8000 - 0x97FF) con 0xFF.
// Si la pantalla se vuelve negra, sabremos que la PPU SÍ lee la VRAM.
// Si la pantalla sigue blanca, hay un error fundamental en el acceso a memoria de vídeo.
//
// Concepto: 0xFF en formato Tile (2bpp) = todos los píxeles en Color 3 (Negro).
// Como el Tilemap por defecto (0x9800) está inicializado a ceros (Tile ID 0),
// si convertimos el Tile 0 en un bloque negro, toda la pantalla debería volverse negra.
//
// Fuente: Pan Docs - "Tile Data", "Tile Map"
printf("[MMU] INUNDANDO VRAM CON 0xFF (NEGRO) PARA DIAGNÓSTICO...\n");
for (int i = 0x8000; i < 0x9800; ++i) {
    memory_[i] = 0xFF;
}
// -----------------------------------------

Componentes Modificados

• src/core/cpp/MMU.cpp - Constructor modificado para inundar VRAM con 0xFF en lugar de cargar el logo

Decisiones de Diseño

Elegimos inundar solo el área de Tile Data (0x8000-0x97FF) y no el área de Tile Maps (0x9800-0x9FFF) porque:

• El Tilemap por defecto ya contiene ceros (Tile ID 0), que apuntan al primer tile
• Si convertimos el Tile 0 en un bloque negro, toda la pantalla se volverá negra sin necesidad de modificar el tilemap
• Este enfoque es más simple y directo para el diagnóstico

Archivos Afectados

• src/core/cpp/MMU.cpp - Constructor modificado para inundar VRAM con 0xFF (código del logo comentado)
• docs/bitacora/entries/2025-12-21__0208__diagnostico-fuerza-bruta-inundacion-vram.html - Nueva entrada de bitácora
• docs/bitacora/index.html - Actualizado con la nueva entrada
• INFORME_FASE_2.md - Actualizado con el Step 0208

Tests y Verificación

Este es un test funcional de diagnóstico, no un test unitario. El proceso de verificación es:

1. Recompilación del módulo C++:

.\rebuild_cpp.ps1

2. Ejecución del emulador:

python main.py roms/tetris.gb

Resultado Esperado (Binario)

Hay dos resultados posibles, cada uno con un diagnóstico diferente:

Escenario 1: Pantalla NEGRA (o muy oscura) ✅

Significado: ¡Éxito! La PPU lee correctamente la VRAM.

Diagnóstico: El problema anterior con el logo era que estábamos usando Tile IDs incorrectos, escribiendo en un banco de VRAM equivocado (si la emulación CGB está interfiriendo), o el Tile 0 estaba dominando la pantalla. La PPU funciona correctamente y accede a la memoria como debería.

Próximo paso: Restaurar la carga del logo y ajustar las coordenadas o el formato de datos según sea necesario.

Escenario 2: Pantalla BLANCA ❌

Significado: Fallo crítico de acceso a memoria.

Diagnóstico: Aunque escribimos en memory_, la PPU está leyendo de otro sitio, o la lectura es interceptada incorrectamente. Posibles causas:

• La PPU está leyendo de un banco de VRAM diferente (si la emulación CGB está activa y no está configurada correctamente)
• Hay una lógica de VRAM Banking de CGB que devuelve ceros si no está configurada
• El método MMU::read() no está devolviendo correctamente los valores escritos en VRAM
• La PPU está leyendo directamente de otra fuente de memoria en lugar de usar el método MMU::read()

Próximo paso: Investigar el flujo de lectura de VRAM en la PPU y verificar que la conexión MMU-PPU funciona correctamente.

Validación de módulo compilado C++: El test utiliza el módulo C++ compilado (viboy_core), que contiene la implementación nativa de la MMU y la PPU.

Fuentes Consultadas

• Pan Docs: Memory Map - Descripción del layout de VRAM
• Pan Docs: Tile Data - Formato 2bpp de tiles
• Pan Docs: Tile Map - Mapeo de tiles a posiciones de pantalla
• Implementación basada en conocimiento general de arquitectura LR35902 y comportamiento del hardware Game Boy

Integridad Educativa

Próximos Pasos

• [ ] Ejecutar el test y observar el resultado: Pantalla negra (PPU lee VRAM) o pantalla blanca (error de acceso a memoria)
• [ ] Si pantalla negra: Restaurar la carga del logo y ajustar coordenadas o formato de datos según sea necesario
• [ ] Si pantalla blanca: Investigar el flujo de lectura de VRAM en la PPU, verificar VRAM Banking de CGB, y asegurar que la conexión MMU-PPU funciona correctamente
• [ ] Validar el diagnóstico: Una vez identificado el problema, implementar la solución y verificar que el logo aparece correctamente