Zilog Z80 OP-Code 实现

Question

我目前正在为老式的 GameBoy 开发一个模拟器，但在理解必须如何实现一些基本操作代码时遇到了一些问题。

现在我正在执行 AND 操作；前几个 (0xA0 -> 0xA3; 0xA6 & 0xA7) 非常简单，但寄存器 H、L 的 AND 操作有点不同。

您可以在此链接下下载 z80 的文档： um0080.pdf（第 172 页）

这里有一些例子来说明我的意思（使用伪代码）以及我的基本工作：

AND A,H（注意位移）

(read HL register; >> 8) save in cache C
R->C = R->HL >> 8;

perform AND operation with cache
AND_H(R->C);
R->A &= R->C;

AND A,L（注意位掩码）

(read HL register; &0xFF) save in cache C
R->C = R->HL &0xFF;

我知道所有的位操作，也知道它们的作用，但似乎我无法弄清楚为什么需要这样做。我有一些理论（如果我错了，请纠正我:-)）：

我已经理解的是，寄存器 H 和 L 基本上是寄存器 HL，它是一个 16 位寄存器。由于 CPU/Bus 只能处理 8-Bit 操作，所以需要拆分； 或更逻辑的建议：由于它只有一个寄存器，因此 H 和 L 的值在寄存器中被屏蔽了，它们只需要彼此分开（更高/更低的半字节？）。

如果有人能让我更清楚这一点，我将不胜感激，因为我只是想了解更多背景知识（所有这些东西在内部是​​如何工作的），所以知道自己在做什么对我来说非常重要。

Answer 1

正如 cmets 所指出的，您找到的实现将 H 和 L 寄存器一起存储为 16 位实体 HL，然后通过右移将其分解为 H，并通过屏蔽将其分解为 L，这纯粹是一种实现具体的。

最初的 z80 有一个 4 位 ALU（请参阅 Shima 的 cmets，从 this transcript of a Computer History Museum panel 的第 9 页底部开始），因此它实际上将 (i) 与 L 的低四位和累加器；然后 (ii) 与 L 的高四位和累加器。然而，它将其寄存器公开为离散的 8 位实体，因此内部实现完全隐藏。

HL 被称为寄存器对，因为它是两个寄存器一起构成一个 16 位的数量。忽略影子和索引寄存器，原来的 z80 实际上有其中三个——HL、BC 和 DE。 BC 和 DE 作为间接加载（例如操作码 0x1a — LD A，（BC））和 16 位算术（例如，0x09 ADD HL，BC）的替代对存在于 Gameboy 的 CPU 中，并且在 a z80.

SP 和 PC 通常被认为是不可分割的 16 位寄存器（当然，您可以通过将它们存储到内存并单独读取字节来划分它们）并且 AF 存在用于推送和弹出但 F 是如此特殊AF 作为 16 位整数通常不是特别有用的情况。

那么简短的总结：您在理解操作码必须如何实现方面没有问题，只是特定作者如何实现它们。