来 CHIP-8，在 Android 上构建虚拟机

计算机就像一个魔法盒子，它可以运行各种程序，执行各种任务。而虚拟机则是一个神奇的程序，它可以模拟计算机的运行，让计算机运行不同的程序。

CHIP-8 虚拟机是一款小型计算机的模拟器，它可以运行上世纪 70 年代流行的 CHIP-8 游戏。CHIP-8 虚拟机很简单，但它却是一个学习虚拟机和模拟器的绝佳起点。

在本文中，我们将一步一步地讲解如何在 Android 上实现一个简单的 CHIP-8 虚拟机。我们将首先介绍 CHIP-8 虚拟机的基本概念，然后讲解如何使用 Java 来实现一个 CHIP-8 解释器。最后，我们将把这个解释器集成到一个 Android 应用中，这样我们就可以在手机上运行 CHIP-8 游戏了。

1. CHIP-8 简介

CHIP-8 是一款小型计算机，它于 1977 年由 Joseph Weisbecker 设计。CHIP-8 只有 35 条指令，但它却可以运行各种各样的游戏。

CHIP-8 的特点包括：

• 16 位字长
• 4KB 内存
• 16 个 8 位通用寄存器
• 16 个 12 位内存地址寄存器
• 一个 64×32 的单色显示器
• 一个简单的输入设备

2. CHIP-8 虚拟机

CHIP-8 虚拟机是一个可以模拟 CHIP-8 计算机运行的程序。CHIP-8 虚拟机可以运行 CHIP-8 游戏，也可以运行其他 CHIP-8 程序。

CHIP-8 虚拟机通常由以下几个部分组成：

• 解释器：解释器负责执行 CHIP-8 指令。
• 内存：内存用于存储 CHIP-8 程序和数据。
• 寄存器：寄存器用于存储 CHIP-8 程序运行过程中的中间数据。
• 显示器：显示器用于显示 CHIP-8 程序的输出。

3. Java 实现 CHIP-8 解释器

现在，我们开始动手实现 CHIP-8 解释器。我们将使用 Java 语言来实现这个解释器。

首先，我们需要定义 CHIP-8 虚拟机的寄存器和内存。我们可以使用以下代码来定义这些变量：

private byte[] memory = new byte[4096];
private byte[] registers = new byte[16];
private byte[] stack = new byte[16];

接下来，我们需要定义 CHIP-8 虚拟机的指令。我们可以使用以下代码来定义这些指令：

private static final byte[] OPCODES = {
    0x00, 0xE0, // CLS
    0x01, 0x10, // JP addr
    0x02, 0x20, // CALL addr
    0x03, 0x30, // SE Vx, byte
    0x04, 0x40, // SNE Vx, byte
    0x05, 0x50, // SE Vx, Vy
    0x06, 0x60, // LD Vx, byte
    0x07, 0x70, // ADD Vx, byte
    0x08, 0x80, // LD Vx, Vy
    0x09, 0x90, // ADD Vx, Vy
    0x0A, 0xA0, // LD I, addr
    0x0B, 0xB0, // JP V0, addr
    0x0C, 0xC0, // RND Vx, byte
    0x0D, 0xD0, // DRW Vx, Vy, nibble
    0x0E, 0xE0, // SKP Vx
    0x0F, 0xF0, // SKNP Vx
};

然后，我们需要编写解释器来执行 CHIP-8 指令。我们可以使用以下代码来编写解释器：

public void execute(byte opcode) {
    switch (opcode) {
        case 0x00: // CLS
            display.clear();
            break;
        case 0x01: // JP addr
            pc = (short) (opcode & 0x0FFF);
            break;
        case 0x02: // CALL addr
            stack[sp++] = pc;
            pc = (short) (opcode & 0x0FFF);
            break;
        case 0x03: // SE Vx, byte
            if (registers[vx] == (opcode & 0x00FF)) {
                pc += 2;
            }
            break;
        case 0x04: // SNE Vx, byte
            if (registers[vx] != (opcode & 0x00FF)) {
                pc += 2;
            }
            break;
        case 0x05: // SE Vx, Vy
            if (registers[vx] == registers[vy]) {
                pc += 2;
            }
            break;
        case 0x06: // LD Vx, byte
            registers[vx] = (byte) (opcode & 0x00FF);
            break;
        case 0x07: // ADD Vx, byte
            registers[vx] += (opcode & 0x00FF);
            break;
        case 0x08: // LD Vx, Vy
            registers[vx] = registers[vy];
            break;
        case 0x09: // ADD Vx, Vy
            registers[vx] += registers[vy];
            break;
        case 0x0A: // LD I, addr
            i = (short) (opcode & 0x0FFF);
            break;
        case 0x0B: // JP V0, addr
            pc = (short) (registers[0] + (opcode & 0x0FFF));
            break;
        case 0x0C: // RND Vx, byte
            registers[vx] = (byte) (Math.random() * 256);
            break;
        case 0x0D: // DRW Vx, Vy, nibble
            display.drawSprite(registers[vx], registers[vy], (opcode & 0x000F));
            break;
        case 0x0E: // SKP Vx
            if (keys[registers[vx]] == 1) {
                pc += 2;
            }
            break;
        case 0x0F: // SKNP Vx
            if (keys[registers[vx]] == 0) {
                pc += 2;
            }
            break;
    }
}

最后，我们需要将这个解释器集成到一个 Android 应用中。我们可以使用以下代码来集成解释器：

public class Chip8Activity extends Activity {

    private Chip8 chip8;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_chip8);

        chip8 = new Chip8();
        chip8.loadROM("pong.ch8");
        chip8.start();
    }

    @Override
    public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) {
        switch (keyCode) {
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP:
                chip8.keys[0x1] = 1;
                break;
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN:
                chip8.keys[0x2] = 1;
                break;
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT:
                chip8.keys[0x4] = 1;
                break;
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_RIGHT:
                chip8.keys[0x8] = 1;
                break;
        }
        return super.onKeyDown(keyCode, event);
    }

    @Override
    public boolean onKeyUp(int keyCode, KeyEvent event) {
        switch (keyCode) {
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP:
                chip8.keys[0x1] = 0;
                break;
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN:
                chip8.keys[0x2] = 0;
                break;
            case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT:
                chip8.keys[0x4] = 0;
                break;