El Rincón de Ealdor

[A] Conoce la GBA

La Nintendo GameBoy Advance (GBA) es una consola de juegos portatiles. Por si no sabías ya. La CPU es un chip ARM7tdmi de 32-bit corriendo a 16.78 MHz. Tiene un número de distintas areas de memoria (como la memoria RAM, IO y memoria de video) las cuales veremos en detalle más adelante. Los juegos están almacenados en Game Paks (cartuchos), consistentes en una ROM para el código y los datos, y bastante cantidad de memoria RAM para guardar la información de los juegos. La GBA tiene una pantalla LCD de 240x160 capaz de mostrar 32768 colores (15 bits). Desafortunadamente, la pantalla no es back-lit, lo cual provoco que bastantes personas se molestaran y fue considerado como un mal movimiento. Así que, en 2003 Nintendo lanzó la GBA SP, una especie de GBA 2.0, que cuenta con una pantalla plegable recordando a los viejos juegos Game & Watch ((¿los recuerdas?, ¿en serio? chico, ¡tu eres viejo!) (para que conste en acta, yo aun conservo la mía también :) )). Luego vino la versión final de la GBA, la GB Micro (GBM), una muy, muy pequeña GBA que se adapta facilmente a todos los bolsillos. Las diferencias entre la GBA, GBA-SP y GBM son principalmente cosméticas, sin embargo, desde el punto de vista de la programación, son iguales.

La GameBoy original llego al mundo por sorpresa en 1989. Nada mal para una consola monocromo ¿verdad?. Despues llegó la GameBoy Color la cual al fín puso algo de color en la máquina, pero no era más que una simple GameBoy. La verdadera sucesora fué la GBA, lanzada en 2002. La GBA es compatible con la GameBoy, por lo que puedes jugar a los antiguos juegos de la GB también.
En términos de capacidad la GBA es bastante parecida a la Super NES (SNES): 15 bits de color, multiples capas de fondo (background layers) y rotación y escalado hardware. Y botones laterales, por supuesto. Un cínico podría mirar a la gran cantidad de puertos de la SNES y decir que la GBA es una SNES portable. Esto es verdad, pero no puedes decir que eso sea una cosa mala.

[B] Especificaciones y potencial de la GBA

Debajo tienes una lista de las especificaciones y potencial de la GBA, No es una lista completa, pero son las cosas más importantes que necesitas saber:

Video:

- Pantalla LCD de 240x160 pixeles, 15 bit de color. La pantalla de la GBA original no era backlit, pero la SP y la Micro si.
- 3 modos bitmap y 3 modos tilemap y sprites.
- 4 capas tilemap individuales (fondos/backgrounds) y 128 sprites (objetos).
- Transformaciones afines (rotación/escalado/shear) en 2 fondos y 32 objetos.
- Efectos gráficos especiales: mosaico, additive blend, fade a blanco/negro.

Sonido:

- 6 canales en total.
- 4 generadores de tono de la GameBoy original: 2 square wave, 1 wave general y un generador de ruido.
- 2 canales 'DirectSound' para reproducir muestras y música.

Miscelanea:

- 10 botones (o teclas): un pad direccional de 4 direcciones, Select/Start, botones de disparo A/B, botones laterales L/R.
- 14 interrupciones de hardware.
- Modo multijugador de 4 jugadores por un cable multiboot.
- Infrarrojo opcional, interfaces solar y gyroscopic. Otras interfaces creadas por algunas personas.
- Principales plataformas de programación: C/C++ y ensamblador, aunque hay herramientas para Pascal, Forth, LUA y otras. Facil de empezar con ellas, pero dificiles de dominar.

Desde el punto de vista de la programación, la GBA (o cualquier otra consola) es totalmente diferente de un PC. No hay sistema operativo, no hay problema con los drivers e incompatibilidades de hardware: son bits en la medida en el que el ojo los puede ver. Bien, los PCs son también simplemente bits, pero bastante capas mas abajo; en las consolas eres solo tu, la CPU y la memoria. Basicamente, es el sueño de los Verdaderos Programadores.

Para conseguir hacer cualquier cosa, usamos la IO memory-mapped. Areas específicas de memoria son mapeadas (mapped) directamente a las funciones hardware. En la primera demo, por ejemplo, escribiremos el número 0x0403 en la dirección de memoria 0400:0000h. Esto le dice a la GBA activar el fondo 2 y activar el modo gráfico a 3. Lo que esto significa, es para lo que este tutorial sirve :).

(1) La CPU

Como dije, la GBA corre en un chip ARM7tdmi RISC a 16.78 MHz (224 ciclos/segundo). Se trata de un chip de 32 bit que puede funcionar con diferentes conjuntos de instrucciones. Primero, está el código ARM, el cual es un conjunto de instrucciones de 32 bit. Luego esta el THUMB, que usa instrucciones de 16 bit. Las instrucciones THUMB son un subconjunto del conjunto de instrucciones del ARM; ya que las instrucciones son más cortas, el código puede ser más pequeño, pero su poder también es más reducido. Es recomendable que el código normal sea código THUMB en la ROM, y el código crítico sea código ARM en el IWRAM. Debido a que todas las demos tonc son bastante simples, la mayoría del código (pero no todo) es código THUMB.

[C] Secciones de memoria

Esta sección lista las varias areas de memoria. Es basicamente un resumen del sección de memoria de GBATek.

Las diferentes secciones RAM (aparte del RAM del cartucho) están a cero al arranque de la BIOS. Las areas de las que te ocuparás más son IO, PAL, VRAM y OAM. Para juegos simples y demos probablemente será suficiente cargar los datos de tus gráficos en PAL y VRAM, al principio usa IO y OAM para controlar la interacción real. La presentación de estas dos secciones es bastante compleja y casi imposible de averiguar por ti mismo (casi, ya que los creadores de los emuladores obviamente han hecho justamente eso). Con esto en mente, como referencia las páginas de GBATek y el CowBite Spec son documentos imprescindibles. En teoría esto es todo lo que necesitas para empezar, pero en la práctica usando uno o más tutoriales (como este) con códigos de ejemplo te salvarán de bastantes dolores de cabeza.