WRAM Writer Profiler

Resumen

El análisis del Step 0245 reveló un resultado desconcertante: cero actividad detectada. Esto contradice parcialmente al Step 0244 (que sí vio escrituras de `0xFD`), lo que sugiere que el emulador puede estar entrando en el bucle de espera antes de llegar a la escritura, o que el script de análisis filtró demasiado.

La conclusión neta es que el juego NO usa DMA (`FF46`) ni lee la HRAM (`FF8D`) para copiarla. Sin embargo, el juego BUSCA datos en WRAM y se cuelga porque está vacía.

Este Step implementa un profiler de escrituras en WRAM que registra las primeras 100 escrituras en el rango `0xC000-0xDFFF` para determinar si la memoria se está inicializando siquiera, o si permanece completamente virgen (solo ceros).

Concepto de Hardware

La Work RAM (WRAM) del Game Boy es una región de memoria de 8KB ubicada en el rango `0xC000-0xDFFF`. Esta memoria es utilizada por los juegos para almacenar variables de estado, buffers temporales, y datos de trabajo durante la ejecución.

Durante el arranque de un juego, típicamente ocurre una rutina de inicialización que copia datos desde el cartucho (ROM) hacia la WRAM. Esta rutina puede ser:

• Rutina de copia masiva (memcpy): Mueve bloques de datos desde la ROM hacia la WRAM.
• Rutina de inicialización de variables: Escribe valores específicos en direcciones concretas de la WRAM.
• Rutina de limpieza: Llena la WRAM con ceros o valores por defecto.

Si la WRAM permanece vacía (llena de ceros), significa que esa rutina de copia nunca ocurrió o escribió ceros. Esto puede deberse a:

• El Program Counter (PC) tomó un camino erróneo antes de llegar al `CALL` de copia.
• La rutina de inicialización falló silenciosamente.
• El emulador se saltó completamente la fase de inicialización de memoria.

Fuente: Pan Docs - "Memory Map", "Work RAM (WRAM)"

Implementación

Se implementa un profiler de escrituras en WRAM que registra las primeras 100 escrituras en el rango `0xC000-0xDFFF`. Este profiler nos permitirá determinar:

• Escenario A (Silencio Total): No se detectan escrituras en WRAM. Diagnóstico: La CPU se salta la inicialización. El `PC` toma un camino erróneo antes de llegar al `CALL` de copia.
• Escenario B (Escrituras detectadas): Se detectan escrituras en WRAM. Análisis: Si los valores son todo `00`, es una rutina de limpieza (`XOR A`). Si los valores son variados (`12`, `F0`, `FD`), es una rutina de copia de datos.

Componentes creados/modificados

• src/core/cpp/MMU.cpp: Añadido bloque de instrumentación en `MMU::write` para registrar las primeras 100 escrituras en WRAM. Se eliminó la instrumentación de los Steps 0244 y 0245 para limpiar el ruido.

Decisiones de diseño

Límite de 100 escrituras: Se limita el registro a las primeras 100 escrituras para evitar saturar la salida de la consola y mantener el rendimiento del emulador. Este número es suficiente para determinar si la memoria se está inicializando o permanece virgen.

Rango WRAM (0xC000-0xDFFF): Se filtra por dirección lógica, incluyendo Echo RAM si se redirige, pero el filtro se aplica antes de la redirección para mantener la coherencia.

Limpieza de instrumentación anterior: Se eliminaron los bloques de instrumentación de los Steps 0244 y 0245 para reducir el ruido en los logs y facilitar el análisis de los resultados.

Archivos Afectados

• src/core/cpp/MMU.cpp - Añadido profiler de escrituras en WRAM (Step 0246). Eliminada instrumentación de Steps 0244 y 0245.

Tests y Verificación

La verificación se realiza mediante ejecución del emulador y observación de la salida de la consola:

1. Recompilación: .\rebuild_cpp.ps1
2. Ejecución: python main.py roms/tetris.gb
3. Observación: Se observa la consola para detectar mensajes [WRAM-WRITE]

Resultados esperados:

• Escenario A (Silencio Total): No se ven mensajes [WRAM-WRITE]. Esto confirma que la CPU se salta la inicialización.
• Escenario B (Escrituras detectadas): Se ven mensajes [WRAM-WRITE #N] con direcciones y valores. Esto confirma que la memoria se está inicializando, pero necesitamos analizar los valores para determinar si son datos válidos o ceros.

Validación de módulo compilado C++: El profiler está implementado directamente en el código C++ de la MMU, por lo que requiere recompilación para activarse. La instrumentación se ejecuta en el bucle crítico de escritura de memoria, por lo que debe ser eficiente para no degradar el rendimiento del emulador.

Fuentes Consultadas

• Pan Docs: Memory Map - Sección "Work RAM (WRAM)"
• Pan Docs: Memory Map - Sección "Echo RAM"

Integridad Educativa

Próximos Pasos

• [ ] Ejecutar el emulador y observar la salida del profiler de WRAM
• [ ] Analizar los resultados: ¿Se detectan escrituras? ¿Qué valores se escriben?
• [ ] Si no se detectan escrituras: Rastrear el Program Counter para determinar por qué la rutina de inicialización no se ejecuta
• [ ] Si se detectan escrituras pero son ceros: Investigar por qué la rutina de copia escribe ceros en lugar de datos válidos
• [ ] Si se detectan escrituras con valores variados: Confirmar que la memoria se está inicializando correctamente y buscar el problema en otra parte