Francotirador Expandido: El Origen de A

Resumen

La traza del Step 0236 reveló un bucle infinito en 0x2B2A donde el juego compara el acumulador A con 0xFD mediante CP 0xFD. El valor de A es constantemente 0x00, causando que la comparación falle y el salto condicional JR NZ se ejecute, creando un bucle infinito.

Para identificar el origen del valor incorrecto en A, expandimos el rango de trazado del Francotirador hacia atrás desde 0x2B2A hasta 0x2B20, permitiendo observar las instrucciones que preceden a la comparación y determinar qué operación carga el acumulador antes de la verificación.

Concepto de Hardware

En el Game Boy, el acumulador A es el registro principal para operaciones aritméticas y lógicas. Las instrucciones que cargan valores en A incluyen:

• LD A, (HL) (0x7E): Lee un byte de memoria desde la dirección apuntada por HL.
• LD A, (DE) (0x1A): Lee un byte de memoria desde la dirección apuntada por DE.
• POP AF (0xF1): Recupera el valor de A desde la pila.
• LD A, d8 (0x3E): Carga un valor inmediato de 8 bits en A.

Cuando un programa entra en un bucle infinito debido a una comparación que siempre falla, es crítico identificar qué instrucción carga el valor que se está comparando. Si el valor proviene de memoria (WRAM, VRAM, HRAM), puede indicar que:

• La memoria no se ha inicializado correctamente.
• Una rutina de inicialización no se ejecutó o falló.
• El valor esperado se escribió en una dirección diferente.

En el caso de Tetris, la traza mostró que HL apunta a 0xE7F9 (WRAM - Work RAM) y que DE se incrementa de 2 en 2, sugiriendo un bucle de copia o verificación de memoria. Si el juego lee de (HL) y obtiene 0x00 en lugar de 0xFD, significa que la memoria en esa dirección no contiene el valor esperado.

Implementación

Expandimos el rango de trazado del Francotirador desde 0x2B2A-0x2B35 a 0x2B20-0x2B30, moviendo el límite inferior hacia atrás para capturar las instrucciones que preceden a la comparación.

Modificación en CPU.cpp

Actualizamos el bloque de debug quirúrgico para incluir el nuevo rango y simplificamos la salida para mostrar solo A y HL (los registros más relevantes para identificar cargas desde memoria):

// --- Step 0237: FRANCOTIRADOR EXPANDIDO (RETROCESO) ---
// Ampliamos el rango hacia atrás (0x2B20) para identificar la instrucción
// que carga A antes de la comparación CP 0xFD en 0x2B2A.
if (regs_->pc >= 0x2B20 && regs_->pc <= 0x2B30) {
    uint8_t opcode = mmu_->read(regs_->pc);
    uint8_t next_byte = mmu_->read(regs_->pc + 1);
    
    printf("[SNIPER] PC:%04X | OP:%02X %02X | A:%02X | HL:%04X\n", 
           regs_->pc, opcode, next_byte, regs_->a, regs_->get_hl());
}

Decisiones de diseño

• Rango 0x2B20-0x2B30: Incluye 16 bytes antes de la comparación, suficiente para capturar varias instrucciones previas (la mayoría de instrucciones son de 1-3 bytes).
• Salida simplificada: Mostramos solo A y HL para reducir el ruido en los logs y facilitar la identificación de cargas desde memoria.
• Límite superior 0x2B30: Mantenemos el límite cerca de la comparación para evitar capturar instrucciones irrelevantes más adelante en el flujo.

Archivos Afectados

• src/core/cpp/CPU.cpp - Expansión del rango de trazado del Francotirador (Step 0237)

Tests y Verificación

Para validar la expansión del rango de trazado:

1. Recompilación: Ejecutar .\rebuild_cpp.ps1 para recompilar la extensión C++.
2. Ejecución: Ejecutar python main.py roms/tetris.gb y observar los logs [SNIPER].
3. Análisis: Buscar en los logs instrucciones que carguen A antes de llegar a 0x2B2A:
   • LD A, (HL) (0x7E): Si aparece, verificar qué valor hay en la dirección apuntada por HL.
   • LD A, (DE) (0x1A): Si aparece, verificar qué valor hay en la dirección apuntada por DE.
   • POP AF (0xF1): Si aparece, verificar qué valor se recuperó de la pila.

Resultado esperado: Los logs deben mostrar la secuencia de instrucciones desde 0x2B20 hasta 0x2B2A, revelando qué operación carga A antes de la comparación CP 0xFD.

Fuentes Consultadas

• Pan Docs: CPU Instruction Set - Instrucciones de carga (LD)
• Pan Docs: CPU Registers - Acumulador A y registros HL/DE

Integridad Educativa

Próximos Pasos

• [ ] Ejecutar el emulador y analizar los logs del Francotirador expandido.
• [ ] Identificar la instrucción que carga A antes de CP 0xFD.
• [ ] Si es una carga desde memoria, verificar qué valor hay realmente en esa dirección.
• [ ] Determinar por qué el valor esperado (0xFD) no está presente.
• [ ] Implementar el fix necesario (inicialización de memoria, corrección de offset, etc.).