掌上游戏机开发指南——GBA程序开发入门

1.GBA简介

Game Boy Advanced（GBA）是日本任天堂公司于2001年推出的一款32位掌上游戏机。它着重于游戏机的便携式，并且以2D游戏为主（3D游戏依然不错）。GBA有十分高效硬件图像处理加速，GBA基本上是现在全球公认的最佳的掌上游戏机。

GBA的硬件功能十分多。它的CPU是以RISC为基础的32位ARM CPU，主频是16.78MHz。屏幕最大支持240x160的16位真彩色显示。在图形处理方面GBA还另外提供了硬件加速，支持硬件上的图形旋转，缩放，alpha混合，face in/out淡入淡出等。

GBA的软件开发主要是以C语言为主，程序设计简单而且十分自由，也正是这一点吸引了许多爱好者在GBA上做东西（不一定是游戏）。你完全可以把它做成PDA，做成Mp3播放器（它的声音处理方面能力也不错哦），做成随身电影播放齐，做成电子词典等，只要你有能力设计它的软件。

不说多了，我们还是主要来看看如何开发GBA的软件。应该说，你只要会点C语言，就可以进入GBA的开发行列中了。在GBA上写程序比在电脑上写程序更简单。GBA是单总线的设计，也就是说通过简单的读写命令就能完成所有的内部硬件操作。访问GBA内部的寄存器就犹如访问一块内存一样简单，而GBA所有的功能都是通过读写寄存器而完成的。

2.GBA程序开发准备

GBA开发所需要的东西除了一台可以用的电脑外，主要就是一个编译器和一个GBA模拟器。

有了GBA模拟器，你就可以在你的电脑上运行GBA程序了。GBA模拟器应该是到处可以找得到的。我推荐的是VisualBoyAdvance。你可以在www.gbadev.org上下载最新的版本。如果你还想把你的程序弄到GBA机器上玩，那么除了应该有个GBA外，还应该有个ROM烧录器。比如EZ-Flash。通过它可以把电脑上的ROM烧录到GBA卡带上，然后放到GBA上运行。（总共一个GBA加一个128MB的EZ-Flash大概是1000元人民币）

GBA程序开发可以用汇编语言和C/C++语言来写程序，不过汇编语言比较复杂，而且不是我们平常使用8086汇编，而是Arm汇编。任天堂公司可能觉得C++程序运行消耗太大，不推荐C++语言来开发，所以我们都一直将C语言作为首选。

GBA开发所用的C语言编译器主要有两种，一种是免费的gcc，一种是Arm公司提供的ArmSDT。

这里的gcc当然不是简单的linux下的gcc，而是Arm Gcc。简单地说就是把我们平时常见的gcc改造成生成ARM CPU代码的gcc。你可能会问难道我们要使用linux操作系统了吗？其实我们还是在windows下做GBA开发，虽然gcc主要是在linux下的东西，但是我们也可以从cygwin（在windows下模拟UNIX的工具）中得到在windows下运行的gcc。你可以根据这个cygwin下的gcc，自己去配置Arm Gcc，也可以直接去下载个配置好了的Arm Gcc。比如DevKitAdv，你可以到http://www.gbadev.org去下载这个软件。DevKitAdv大概10多MB。有了它，你用不着去找什么cygwin（200-300MB）和配置什么Arm Gcc了，DevKitAdv已经帮你做好了一切，你只需安装它就OK了。

ArmSDT是Arm公司提供的专门为ARM CPU的开发程序的C语言编译器。前面说过，GBA是采用32位的ARM CPU，所以这个ArmSDT是可以用来开发GBA程序的。而且由于ArmSDT是ARM公司官方的开发包，所以它的编译速度和质量上都比免费的gcc要高，但对C语言的支持也不及gcc好（gcc毕竟已经成了C语言编译器的标准），最关键的问题它不是免费的，但是它的免费测试版还是可以用的。你可以到Arm公司的网站去下载ARMSDT2.51. http://www.arm.com。

我以DevkitAdv配置的gcc为主还讲解GBA的程序开发。

安装DevKitAdv很简单，用WinZip或WinRAR软件解压下载文件后，双击DKA_Setup.exe，出现下面的对话框，选择安装目录，然后点击"Install"就进行安装了。整个DevKitAdv共49MB，应该是十分小的。

编译器和模拟器都装好后，下面我们需要一批小工具，主要就是帮我们转换图片，声音等数据。GBA程序编译后通常都是一个rom文件，图像和声音等数据都是包含在主程序里的。这些工具能把我们电脑上的图片或声音文件转换成一个*.h头文件，然后包含在主程序里编译。关于这种转换工具也是有许多，我推荐的图形转换工具是kaleid_1-2-3，在http://www.gbadev.org上下载，它可以转换我们平时用的BMP文件。声音转换工具是wav2gbac.exe，也是在http://www.gbadev.org下载，它可以转换我们平时用的WAV文件。

好了，下载完后这两个小工具后，准备工作就算做完了。

3.第一个GBA程序

现在我们开始我们的第一个GBA程序。在这个程序中我们将在屏幕上显示一张的图片。

首先你建立一张240*160大小，256色的bmp图片，比如这样：

名字就叫helloworld.bmp.打开刚才下载的Kaleid_1-2-3程序。选中菜单File中Open，打开这个helloworld.bmp文件，再选中菜单File中Convert and Save.出现对话框：

如图一样选择各项选择，特别注意的是一定要选择“BitMap Graphics（Mode 4）”和“Save As C Source”，并且去掉“#include <agbtypes.h>”的选择。最后单击“Convert and Save”，保存为helloworld.h。

图像数据已经转换好了，接着我们开始写代码。建立个main.c的文件，并把helloworld.h放在一个目录下。然后在main.c中写下代码：

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned short u16;

typedef unsigned long u32;

#define REG_DISPCNT *(u16*)0x04000000// 显示寄存器地址

#define VRAM 0x06000000　// 图像缓冲区地址

#define PALETTE 0x5000000// 调色板地址

#define MODE_4 0x04　// mode4标志

#define BG2_ENABLE 0x0400// BG_2标志

#define SetMode(Mode) REG_DISPCNT=(Mode)　// 设置显示模式的宏定义

#include "helloworld.h"　// 包含图像调色板和数据的头文件

u16* palette_mem=(u16*)PALETTE;　// 系统调色板

u16* video_buffer=(u16*)VRAM;　// 图像缓冲区

void Draw(u16* src_palette,u16* src_data,u16* dst_palette,u16* dst_data);

int main()

{

// 设置屏幕模式,这里使用MODE_4

SetMode (MODE_4 | BG2_ENABLE);

// helloworld_pal和helloworld_gfx是在"helloworld.h"定义的调色板和图像数据数组名

Draw((u16*)helloworld_pal,(u16*)helloworld_gfx,palette_mem,video_buffer);

// 死循环

while(1)

{ ;}

}

// MODE_4绘图函数

void Draw(u16* src_palette,u16* src_data,u16* dst_palette,u16* dst_data)

{

int loop,x,y;

// 写入目的调色板

for(loop = 0; loop < 256; loop++)

dst_palette[loop] = src_palette[loop];

// 写入图像缓冲区

for(x = 0; x < 120; x++)

for(y = 0; y < 160; y++)

dst_data[(y) *120 + (x)]=src_data[(y) *120 + (x)];

}

最后建立一个编译批处理命令make.bat来帮我们编译生成目标代码。

写入下面的命令到一个新建的make.bat文件里面

PATH=C:\devkitadv\bin;%PATH%

gcc -lm -o main.elf main.c

objcopy -v -O binary main.elf main.bin

pause

如果你的devkitadv是在D盘,那么就应该是PATH=D:\devkitadv\bin;%PATH%,我这里的DevKitAdv是安装在C盘的。执行make.bat,如果没有错误的话就可以得到编译出来的main.bin和main.elf. main.bin就是可以运行的GBA的rom.你可以用的模拟器VisualBoyAdvance来打开运行它，或者烧录到GBA卡带上运行。

这是在模拟器VisualBoyAdvance中运行的结果。

下面我将一一讲解上面的程序

前三行：

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned short u16;

typedef unsigned long u32;

定义GBA程序自己的数据类型,因为这样我们就很容易知道每个数据在GBA中占的字节数。

#define REG_DISPCNT *(u16*)0x04000000// 显示寄存器地址

REG_DISPCNT是设置显示模式的寄存器.GBA中有mode0-mode5六个显示模式。我们这个程序的显示模式是mode4,也就是240x160的8位色(256色)的双缓冲显示模式。比如mode3,就是240x160的16位真彩色的单缓冲显示模式。

#define VRAM 0x06000000// 图像缓冲区地址

#define PALETTE 0x5000000　// 调色板地址

VRAM就是GBA的显示内存,简单地说VRAM中的数据就是屏幕上的图象。跟我们的平常用的计算机一样的。PALETTE就是调色板地址,简单地说就是装图像调色板的地方。

#define MODE_4 0x04

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