Z80
v0.2-pre-2024-09-21
Z80庫實現了Zilog Z80的快速，小而精確的模擬器。它模擬了有關此CPU的所有已知的所有內容，包括無證件行為，MEMPTR，Q和特殊重置。它也很榮幸成為第一個提供中斷模式0完全仿真的開源項目。
源代碼以ANSI C編寫，以實現最大的可移植性，並進行了廣泛的評論。目的是編寫結構良好，易於理解的軟件。紮實而優雅的東西可以經受時間的考驗，而無需重大變化。
這款Z80 CPU仿真器具有經典的設計，具有指令級粒度，可提供最佳性能，同時提供合理的靈活性，以將精度降至T-State水平。
指令級粒度意味著，除了少數明確的情況下，在處理所有內部M-Cycles之後，執行給定指令才能停止（即，指令未分為微型操作）。此外，每條指令僅修改一次寄存器，並且在執行完整說明後，通常會更新T-State計數器。
也就是說，根據可用的技術文檔，數十年來研究Z80和電子模擬，根據可用的技術文檔和電子模擬進行了數十年的研究結果，可以準確模擬說明，標誌，內存訪問，中斷，時鐘週期等。當然，模擬器通過迄今為止寫的最詳盡的測試，包括所有三個主要的測試套件：
這組程序旨在幫助模擬器作者達到所需的CPU仿真真實性。每個隨附的程序都使用經過測試的Z80指令執行詳盡的計算，將結果與從真實的Sinclair ZX Spectrum 48K獲得的值與Zilog Z80 CPU進行了比較，並報告了檢測到的任何偏差。
z80full.tap 測試所有標誌和登記冊。 | z80doc.tap 測試所有寄存器，但僅正式記錄了旗幟。 |
z80flags.tap 測試所有標誌，忽略寄存器。 | z80docflags.tap 測試僅記錄了標誌，忽略了寄存器。 |
z80ccf.tap 每次指令測試後執行 ccf後測試所有標誌。 | z80memptr.tap 在執行 bit N,(hl)測試後，測試所有標誌。 |
z80full.tap 測試所有標誌和登記冊。 | z80doc.tap 測試所有寄存器，但僅正式記錄了旗幟。 |
z80flags.tap 測試所有標誌，忽略寄存器。 | z80docflags.tap 測試僅記錄了標誌，忽略了寄存器。 |
z80ccf.tap 每次指令測試後執行 ccf後測試所有標誌。 | z80memptr.tap 在執行 bit N,(hl)測試後，測試所有標誌。 |
該套件執行了一系列測試，以驗證MEMPTR文檔（英語，俄語） ，並在幾個CBh/DDh/FDh OpCode範圍內進行了簡短運行。將程序中的測試結果與NEC D780C-1 CPU的測試結果進行了比較，但是Simon Conway友善地測試了其他幾個Z80克隆，證實了相同的結果。
z80tests.tap | |
弗蘭克·克林格（Frank Cringle）的Z80指令集練習器試圖執行每個Z80操作碼，使它們通過測試週期，並將結果與實際Z80上運行代碼的實際結果進行比較。練習者提供了弗蘭克的Yaze（另一個Z80仿真器）。通常很難追踪，所以喬納森·格雷厄姆·哈斯頓（Jonathan Graham Harston）將其放在這裡，以及一些轉換。 Yaze的最新版本可在Andreas Gerlich的網站上找到。
zexdoc.tap 測試正式記錄了標誌效應。 | zexall.tap 測試所有標誌更改。 |
zexfix.tap 測試所有標誌更改。 | zexbit.tap 測試 bit指令的所有標誌更改。 |
zexall2.tap |
首先，添加zxe存儲庫並更新軟件包索引：
sudo mkdir -pm700 /root/.gnupg
sudo mkdir -pm755 /etc/apt/keyrings
sudo gpg --no-default-keyring --keyring /etc/apt/keyrings/zxe-archive-keyring.gpg --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys FE214A38D6A0C01D9AF514EE841EA3BD3A7E1487
echo " deb [arch= $( dpkg --print-architecture ) signed-by=/etc/apt/keyrings/zxe-archive-keyring.gpg] https://zxe.io/repos/apt stable main " | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/zxe.list
sudo apt update接下來，安裝庫包：
sudo apt install libz80如果您需要構建需要Z80庫的軟件，請安裝開發包：
sudo apt install libz80-dev首先，添加並同步zxe覆蓋：
eselect repository add zxe git https://github.com/redcode/zxe-gentoo-overlay.git
emaint sync --repo zxe然後安裝庫：
emerge emulation-libs/z80brew install redcode/zxe/z80下載頁面上可用用於Windows的預構建二進製文件。
您將需要CMAKE v3.14或更高版本才能構建包裝，並且可選地，最新版本的Doxygen，sphinx和呼吸以編譯文檔。另外，如果要以PDF格式生成文檔，請確保您的系統上安裝了PDF支持。
模擬器需要Zeta中包含的某些類型和宏，這是一個無依賴項的，僅限標頭的庫，用於保留與大多數C編譯器的兼容性。安裝Zeta或將其源代碼TARBALL提取到Z80項目的根目錄或其父目錄的根目錄。 Zeta是唯一的依賴性；模擬器是一個獨立的實現，因此不取決於C標準庫。
一旦滿足先決條件，請創建一個目錄並從那裡運行cmake以準備構建系統：
mkdir build
cd build
cmake [options] < Z80-project-directory >可以通過將選項傳遞給cmake來配置所得的構建文件。要顯示可用的列表及其當前設置的完整列表，請鍵入以下內容：
cmake -LAH -N -B .如有疑問，請閱讀CMAKE文檔以獲取有關配置選項的更多信息。以下是CMAKE的一些最相關的標準選項：
生成共享庫，而不是靜態庫。
默認值為NO 。
-DCMAKE_BUILD_TYPE=(Debug|Release|RelWithDebInfo|MinSizeRel)
選擇要生成的構建類型（配置）。
默認值是Release 。
-DCMAKE_INSTALL_NAME_DIR="<path>"
在Apple平台上指定Dynamic Library安裝名稱的目錄部分（適用於已安裝的共享庫）。
默認情況下未定義。
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX="<path>"
指定安裝前綴。
默認值為"/usr/local" （在UNIX和UNIX樣操作系統上）。
特定於軟件包的選項以Z80_前綴為前綴，可以分為兩組。第一個控制與庫源代碼無關的方面：
-DZ80_DEPOT_LOCATION="<location>"
指定包含測試文件的倉庫的目錄或URL（即測試工具所需的固件和軟件）。
默認值為"http://zxe.io/depot" 。
-DZ80_FETCH_TEST_FILES=(YES|NO)
將倉庫的測試文件複製或下載到構建目錄。
默認值為NO 。
-DZ80_INSTALL_CMAKEDIR="<path>"
指定要在其中安裝CMAKE config-File軟件包的目錄。
默認值為"${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/cmake/Z80" 。
-DZ80_INSTALL_PKGCONFIGDIR="<path>"
指定要在其中安裝pkg-config文件的目錄。
默認值為"${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/pkgconfig" 。
-DZ80_NOSTDLIB_FLAGS=(Auto|"[<flag>[;<flag>...]]")
指定用於避免鏈接系統庫的鏈接標誌。
默認值為Auto （AutoConfigure標誌）。如果收到鏈接器錯誤，請將此選項設置為"" 。
-DZ80_OBJECT_LIBS=(YES|NO)
將模擬器構建為對像庫。
此選項優先於BUILD_SHARED_LIBS和Z80_SHARED_LIBS 。如果啟用，則構建系統將忽略Z80_WITH_CMAKE_SUPPORT和Z80_WITH_PKGCONFIG_SUPPORT ，因為不會安裝庫或支持文件。
默認值為NO 。
將模擬器構建為共享庫，而不是靜態。
此選項優先於BUILD_SHARED_LIBS 。
默認情況下未定義。
-DZ80_SPHINX_HTML_THEME="[<name>]"
以HTML格式指定文檔的獅身人面像主題。
默認值為"" （使用默認主題）。
-DZ80_WITH_CMAKE_SUPPORT=(YES|NO)
生成並安裝Cmake Config-File軟件包。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_HTML_DOCUMENTATION=(YES|NO)
以HTML格式構建並安裝文檔。
它需要Doxygen，獅身人面像和呼吸。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_PDF_DOCUMENTATION=(YES|NO)
以PDF格式構建並安裝文檔。
它需要doxygen，sphinx，呼吸和乳膠，並提供pdf支持。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_PKGCONFIG_SUPPORT=(YES|NO)
生成並安裝pkg-config文件。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_STANDARD_DOCUMENTS=(YES|NO)
安裝包含包裝的標准文本文檔： AUTHORS ， COPYING ， COPYING.LESSER ， HISTORY ， README和THANKS 。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_TESTS=(YES|NO)
構建測試工具。
默認值為NO 。
第二組包裝特定的選項通過預定宏來配置庫的源代碼，該宏可以啟用可選功能：
-DZ80_WITH_EXECUTE=(YES|NO)
構建z80_execute函數的實現。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_FULL_IM0=(YES|NO)
構建中斷模式0的完整實現，而不是減少的模式。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_IM0_RETX_NOTIFICATIONS=(YES|NO)
在中斷模式0響應中執行的任何reti或retn指令啟用可選通知。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_Q=(YES|NO)
構建Q的實現。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_SPECIAL_RESET=(YES|NO)
建立特殊重置的實現。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_UNOFFICIAL_RETI=(YES|NO)
將無證指令ED5Dh ， ED6Dh和ED7Dh配置為reti而不是retn 。
默認值為NO 。
-DZ80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG=(YES|NO)
構建影響Zilog Z80 NMO的錯誤的實現，該錯誤在執行ld a,{i|r}指令期間接受掩模中斷時會導致P/V標誌重置。
默認值為NO 。
鼓勵維護者至少在共享庫中使用以下選項：
-DZ80_WITH_EXECUTE=YES
-DZ80_WITH_FULL_IM0=YES
-DZ80_WITH_IM0_RETX_NOTIFICATIONS=YES
-DZ80_WITH_Q=YES
-DZ80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG=YES
最後，一旦根據您的需求配置了構建系統，請構建並安裝軟件包：
cmake --build . [--config (Debug | Release | RelWithDebInfo | MinSizeRel)]
cmake --install . [--config < configuration > ] [--strip] --config選項僅對於那些忽略CMAKE_BUILD_TYPE （例如，Xcode和Visual Studio）的CMake Generator所需。在安裝共享庫的非刪除構建時，使用--strip以刪除調試信息和非公共符號。
使用以下內容將模擬器構建為共享庫，並將其與開發文件一起安裝到$HOME/.local中：
mkdir work && cd work
git clone https://github.com/redcode/Zeta.git
git clone https://github.com/redcode/Z80.git
cd Zeta
mkdir build && cd build
cmake
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX= " $HOME /.local "
-DZeta_WITH_CMAKE_SUPPORT=YES
-DZeta_WITH_PKGCONFIG_SUPPORT=YES
..
cmake --install . --config Release
cd ../../Z80
mkdir build && cd build
cmake
-DBUILD_SHARED_LIBS=YES
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
-DCMAKE_INSTALL_NAME_DIR= " $HOME /.local/lib "
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX= " $HOME /.local "
-DZ80_WITH_CMAKE_SUPPORT=YES
-DZ80_WITH_PKGCONFIG_SUPPORT=YES
-DZ80_WITH_EXECUTE=YES
-DZ80_WITH_FULL_IM0=YES
-DZ80_WITH_IM0_RETX_NOTIFICATIONS=YES
-DZ80_WITH_Q=YES
-DZ80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG=YES
..
cmake --build . --config Release
cmake --install . --config Release --stripbuild and-install-z80.sh
該軟件包包括一個稱為test-Z80的工具，能夠運行主要測試套件的最相關的CP/M和ZX頻譜版本。使用-DZ80_WITH_TESTS=YES啟用其編譯，並將-DZ80_FETCH_TEST_FILES=YES ，下載所需的固件和軟件。另請注意，必須使用-DZ80_WITH_Q=YES構建Z80庫，以便能夠通過Patrik Rak的測試。
構建軟件包後，輸入以下所有測試：
./test-Z80 -p depot/firmware -p depot/software/POSIX -p " depot/software/ZX Spectrum " -a該工具支持選項，並可以單獨運行測試（鍵入./test-Z80 -h以尋求幫助）。如果您希望通過CTEST運行所有測試，請使用此命令：
ctest --verbose --build-config (Debug | Release | RelWithDebInfo | MinSizeRel)通過test-Z80模擬不同CPU變體生成的完整日誌可在此處提供：
筆記
NEC NMOS變體日誌中的CRC錯誤是正常的，並匹配在實際硬件上獲得的值。 ST CMOS變體目前正在研究中。
使用以下來構建和測試模擬器：
mkdir work && cd work
git clone https://github.com/redcode/Zeta.git
git clone https://github.com/redcode/Z80.git
cd Z80
mkdir build && cd build
cmake
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
-DZ80_FETCH_TEST_FILES=YES
-DZ80_WITH_TESTS=YES
-DZ80_WITH_EXECUTE=YES
-DZ80_WITH_FULL_IM0=YES
-DZ80_WITH_IM0_RETX_NOTIFICATIONS=YES
-DZ80_WITH_Q=YES
-DZ80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG=YES
..
cmake --build . --config Release
ctest --verbose --build-config Release構建測試-Z80.SH構建測試-Z80.BAT
Z80庫包括一個配置文件軟件包，以集成到基於CMAKE的項目中，必須安裝用於開發的項目。使用find_package查找Z80包。這創建了Z80導入的庫目標，該目標帶有必要的傳遞鏈接依賴性。可選地，可以通過指定Shared或Static組件來選擇鏈接方法。
例子：
find_package (Z80 REQUIRED Shared)
target_link_libraries (your- target Z80)如果未指定為組件，則根據Z80_SHARED_LIBS選擇鏈接方法。如果未定義此選項，則配置文件使用系統上安裝的庫類型，如果同時找到共享版本和靜態版本， BUILD_SHARED_LIBS確定要鏈接哪個。
要將Z80庫作為CMAKE子標記嵌入，請將Zeta和Z80（或克隆其各自的存儲庫）的源代碼TARBALL提取到另一個項目的子目錄中。然後，在父項目中使用add_subdirectory將Z80源代碼樹添加到構建過程（NB，Z80子標記將自動找到Zeta並將其導入到接口庫中）。
建議在父項目的CMakeLists.txt中配置Z80庫。這將阻止用戶在構建主項目時必須通過命令行指定Z80子標記的配置選項。
例子：
set (Z80_SHARED_LIBS NO CACHE BOOL "" )
set (Z80_WITH_Q YES CACHE BOOL "" )
set (Z80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG YES CACHE BOOL "" )
add_subdirectory (dependencies/Z80)
target_link_libraries (your- target Z80)設置Z80_SHARED_LIBS選項很重要。否則，CMAKE將構建由BUILD_SHARED_LIBS指示的庫類型，這可能不是所需的庫。
模擬器的源代碼可以在編譯時間配置，通過預定一系列宏來配置。 Z80.h和Z80.c服從下面的前兩個。其餘的宏僅在編譯Z80.c時才相關：
#define Z80_EXTERNAL_HEADER "header-name.h"
指定#include的唯一外部標頭，替換所有其他標題。
預先定義此宏以提供定義模擬器使用的外部類型和宏的標頭文件，從而阻止您的項目取決於Zeta。您可以在將Z80.c作為項目的一部分時使用此此功能，或者（如果您的類型不會破壞二進制兼容性），包括<Z80.h>並鏈接到預先構建的Z80庫。
#define Z80_STATIC
限制公共符號的可見性。
如果您將Z80.c構建為靜態庫，將其直接作為項目的一部分進行編譯，或將程序鏈接到Z80庫的靜態版本，則需要此宏。在這兩種情況下，請確保在包含"Z80.h"或<Z80.h>之前定義此宏。
#define Z80_WITH_LOCAL_HEADER
告訴Z80.c #include "Z80.h"而不是<Z80.h> 。
默認情況下，“來自來源的安裝”中提到的仿真器的可選功能。如果您將Z80.c作為項目的一部分進行編譯，則可以通過預先定義其各自的激活宏來啟用所需的功能。他們的名稱與cmake等效物相同：
#define Z80_WITH_EXECUTE#define Z80_WITH_FULL_IM0#define Z80_WITH_IM0_RETX_NOTIFICATIONS#define Z80_WITH_Q#define Z80_WITH_SPECIAL_RESET#define Z80_WITH_UNOFFICIAL_RETI#define Z80_WITH_ZILOG_NMOS_LD_A_IR_BUG除Z80_EXTERNAL_HEADER外，上述宏可以為空；源代碼僅檢查是否定義它們。
筆記
由於各種因素，某些可選特徵的激活會影響模擬器的速度（有關更多詳細信息，請閱讀文檔）。
以下項目（按字母順序列出）使用了該模擬器：
非常感謝以下個人（按字母順序排列）：
ccf/scf指令的不穩定行為。ccf/scf說明。 2，3ccf/scf指令的研究。 5，6ccf/scf指令的研究。 12out (c),0指令在Zilog Z80 CMO上的表現。 16ccf/scf說明。 12、23ccf/scf說明的不穩定行為的研究。ccf/scf說明的不穩定行為。ccf/scf指令的行為。 15、30ccf/scf說明的不穩定行為的研究。ccf/scf指令的研究。 2，3reti/retn指示會推遲接受掩蓋的中斷。 34ccf/scf指令的研究。 36版權所有©1999-2024 Manuel Sainz de Baranda YGoñi。
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