OldComp.cz

Ako ste synchronizovali rýchlosť emulátora?

Aká synchronizácia ešte má cenu a čo už nie?

O čo mi ide? Ja synchronizujem tuším takto:
Zapamätám si čas o 1/50 s väčší než je posledný zapamätaný. Emulátor vykonáva inštrukcie a popri tom sledujem obraz. Ak sa vygeneruje obrazovka, tak čakám do času, aký som si zapamätal. Čas vo Windows sa synchronizuje cca 60x za sekundu, takže to nie je ideálne presné, ale dá sa. Ako náhle uplynie minimálne 1/50 sekundy, tak sa proces opakuje. Zdôrazňujem, že pracujem s časom, ktorý som si pamätal a k nemu pridávam 1/50 sekundy. Zistil som, že to ale nie je presné, lebo Zdeňkov emulátor sa od môjho dosť rýchlo rozsynchronizuje. Áno viem, obraz sa negeneruje presne 50x za sekundu a to bude asi kameň úrazu. Za to mi aj zvuk praská.

Zaujíma ma ale aj ako tie svoje výtvory synchronizovali vy. Keď aj pod DOSom. Nie je problém s tým, že počas 1/50 s beží emulátor na maximum? Nie je lepšie synchronizovať na 1 ms?

O čo ide: Pridával som, napr., vkladanie textu zo schránky v BASICu. Tam som mal dosť veľký problém synchronizovane vložiť aj pár znakov za sekundu. Niečo mi tam robí problém. Možno to nie je ani v synchronizácii, ale v niečom inom. Ale ide mi o to, že podobných problémov so synchronizáciou by mohlo byť viac za určitých okolností.

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841

Myslim, ze jsi otevrel velice komplexni tema s nekolika presahy. Predevsim, pokud pises emulator pod DOSem, tak to je uz dneska fakt hodne stara technologie. Tam mas system jeste jakz-takz pod kontrolou. Ale jsi uz docela v praveku
Pokud pod Win10 a vyse nebo pod Linuxem, tak tam je to otazka, jak se s tim vyrovnat v preeptivnim multitaskingu. Podivej se na to, jak se vyuzivat vysokorychlostni timery, zjisti si jakou pouzivaji granularitu a rozpocitej si, kolik taktu procesoru (myslim Z80) stihnes udelat. Tak je proste nechej udelat a muzes odevzdat cas procesoru (myslim PC) systemu. Az nabehne dasli tik timeru budes pokracovat v emulaci.
V emulatorech je asi obecne 'prubirskym' kamenem, kdyz program neco pise do borderu. Uplne nejvice je, pokud tam dokonce neco vykresluje, treba nejaky text nebo tak. Treba IMHO hudebni sw od Fuxsoft to dela.
Je to sice docela slozite, ale odmenou je velice realisticka emulace daneho pocitace.

_________________
Sharp MZ-800++, MZ-1500++, MZ-2500++, SM-B-80T, MK-14_replica, HP-85, ZX-80+replica, ZX81, ZX-Spectrum+replica++, PMI-80+replica, SAM coupe++, PMD-85-2A+3, Didaktik-M, SORD-M5, TI-57, TI-59+PC-100, TI99/4A, ZetaV2+ppp, ZX-uno, Petr

No, odpovedal si obšírne a v podstate to, čo píšeš nie je problém. Emulácia ako taká sa dá urobiť dobre aj s borderom. To mám vyriešené celkom slušne. Problém je ale v časovaní, aby rýchlosť emulátora odpovedala reálnemu stroju. A o to mi ide, že kde brzdiť a ako. Píšeš o vysokorýchlostných časovačoch. Viem. Je to tuším PerformanceCounter a niečo som už o tom našiel. Nie je ale jednoduché ho naprogramovať tak, aby sedela jednotka času v rámci systému ako takého. Nemám na mysli teraz emuláciu, len čisto systém. Takže ten som zamietol. Ono aj z toho dôvodu, lebo je to silne viazané na platformu. Môj emulátor bude aj v Linuxe fungovať tak ako vo Winodws. V Linuxe sa tiež dajú použiť vysokorýchlostné časovače, ale tam sa to robí úplne inak. Hľadám riešenie, ktoré bude ideálne najjednoduchšie, príp., s jemnými úpravami v rámci systému. Jedno už mám. Ale neviem, či je to postačujúce.

Časovanie vo Windows (uvažujme XP a viac, keďže starší neviem reálne bez virtualizácie vyskúšať) je štandardne 1/60 s. Na základe toho viem očasovať emulátor tak, aby jeho rýchlosť odpovedala. V Linuxe je časovanie 1/1000 s, takže tam viem presne bežať v rámci jednotiek ms. No a mne hlavne ide o to, či je problém, ak počas vykresľovania obrazovky emulovaného počítača (áno, je to previazané práve pre vykresľovanie borderu) beží emulácia na plný kotol. Po vykreslení obrazovky sa čaká na prejdenie 1/50 s a teda emulácia stojí. Čiže samotný počítač je vlastne emulovaný tak, že 50x za sekundu beží na plný kotol. A mňa zaujíma, či je toto z hľadiska emulácie bez problémov alebo či pri tom môžu nejaké problémy vzniknúť a mal by som sa uberať radšej systémom 1000x za sekundu na plný kotol a medzi tým stáť. Áno v Linuxe to nie je problém a pri drobných úpravách sa to dá aj vo Windowse. Multimediálna knižnica vo Windows (neviem, či sa jedná o DirectX alebo čo, ale v Linuxe taká nie je) dokáže časovať aj v jednotkách ms.

A ten DOS? Nie, v DOSe emulovať nechcem, hoci mám tajný sen, vidieť zdrojáky emulátora Zdeňka Adlera v DOSe, keďže je to jeden z najlepších emulátorov v DOSe. Skôr mi išlo o to, že ako to kto časoval tam. Viem, že hodiny DOSu bežia cca 18,2x za sekundu vďaka I8253 (niečo to má s MZ spoločné) a predpokladám, že tam sa to robilo tak, že sa kreslilo určitý počet taktov, koľko by v DOSe trvalo, kým dôjde k prerušeniu a potom sa čakalo na prerušenie.

No a o to ide, že to je môj pohľad na emuláciu. Vymyslel som si ho sám. Zaujíma ma, či existuje aj iný návrh časovania emulácie a jeho uvedenie do praxe, či s tým boli problémy alebo to bolo jednoduché a veci okolo toho.

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841

Ešte doplním, že časovanie spomalenia procesora za určitých okolností, tak ako má Michal vo svojom emulátore, aby emulácia bola sakra presná, to neplánujem, lebo netuším, aké časy tam sú a kedy spomaľovať. MZ ale nie je ZX81, kde by to malo byť nejak markantné, teda aspoň dúfam. Pozerám sa na to tak, že každý vývojár emulátora má svoje priority, čo tam dať a čo nie. Michal hovoril, že uňho nie sú prioritou snapshoty. U mňa emulátor bez nich nemá význam. Plánujem aj "certifikáciu" MZSX formátu, ale to má ešte čas. Ale to už odchádzam od témy.

Reklama : Mimochodom, Zdeňkov emulátor pri načítaní snapshotu nespustí čítače, takže môj emulátor je jediný na svete, v ktorý po načítaní snapshotu dovolí dohrať Galao. (Teraz všetci budú skúšať, čo spraví Zdeňkov emulátor po načítaní snapshotu Galaa. )

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841

Ve Windows SDK funkce:
- timeBeginPeriod(1); nastaví granularitu časování po 1 ms
- timeGetTime vrací čas od startu systému v [ms]
- QueryPerformanceFrequency a QueryPerformanceCounter je přesné měření času odvozené od tiků procesoru
- Sleep je čekání v [ms], Sleep(0) je minimální obsluha multitasku, kdy pokud možno nečeká, jen zpracuje zprávy a předá řízení dalším vláknům pokud je to nutné (zabrání se tak nečekanému přerušení v nevhodnou chvíli)

Při synchronizaci emulátoru každá instrukce zvýší čítač taktů virtuálního času procesoru. Virtuální čas se porovnává s reálným časem a čeká se, dokud reálný čas nedosáhne virtuálního času. Synchronizaci není nutné dělat po každé instrukci (protože přepočty časů něco zaberou), stačí instrukce počítat a synchronizovat např. po 256 instrukcích. (tedy ne synchronizovat podle obrazovky, ale podle instrukcí) Během synchronizace vypočítat rozdíl časů v [ms] a podle toho zavolat funkci Sleep s vypočteným rozdílem, s minimem 0 ms. Nepočítat ale s přesným časem Sleep, ten není přesný, pracuje s průměrnou hodnotou. Přesné časování odvozovat od přesného časovače.

_________________
i++ (INC) increment
i-- (DEC) decrement
i@@ (EXC) excrement

Tak jsem vytahnul svuj pokus o emulator (nekdy z roku 2002) a tam jsem to delal v podstate presne tak jak pise Panda38. To prepnuti na sleep() jsem delal po 20 taktech Z80. Opravdu uz nevim proc, mozna to bylo zbytecne casto, ale tak jsem to proste tehdy mel.

_________________
Sharp MZ-800++, MZ-1500++, MZ-2500++, SM-B-80T, MK-14_replica, HP-85, ZX-80+replica, ZX81, ZX-Spectrum+replica++, PMI-80+replica, SAM coupe++, PMD-85-2A+3, Didaktik-M, SORD-M5, TI-57, TI-59+PC-100, TI99/4A, ZetaV2+ppp, ZX-uno, Petr

Ja to teda skúsim upraviť na tú 1 ms pomocou knižnice MMSystem a uvidím, čo to bude robiť. Samozrejme pri max. rýchlosti, tam nič neriešim. Dáva to cca 3600 % reálneho počítača. Zdeňkov a Michalov emulátor sú cca 3x rýchlejšie.

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841

Takže časovanie mám hádam relatívne presné, použil som MMSystem a nastavil som časovanie na 1 ms. Emulátor ale znateľne uteká oproti ostatným emulátorom. Napadlo ma ale, že v určitých častiach pamäte dochádza k spomaľovaniu a nie som si istý, či to nemôže byť tým. O aké spomaľovanie ide a o koľko to je?

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841

Porovnal som zhruba rovnaký počet tikov procesora Zdeňkovho emulátora a môjho a vyzerá to tak, že mi chýba spomaľovanie, o ktorom som písal vyššie. Čo je potrebné brzdiť a ako?

_________________
Sharp MZ-821
Milsa MZ-841