GBA开发入门:做一个名叫Hello World的游戏
文章目录
- 1.关于GBA的一些背景知识
- 2.GBA程序开发准备
- 2.1 GBA编译器 - Arm Gcc || ArmSDT
- 2.1.1 GBA开发包 - DevKitAdv
- 2.2 GBA模拟器 - VisualBoyAdvance
- 2.3 图形转换工具 - kaleid_1-2-3
- 2.4 声音转换工具 - wav2gbac.exe
- 3.第一个GBA程序:Hello World
- 3.1 helloword.h
- 3.2 main.c
- 3.3 make.bat
- 3.4 Makefile
- 3.5 编译文件
- 3.6 生成main.gba
貌似这年头关于GBA开发的教程都快绝迹了。。。
本文是基于 https://www.cnblogs.com/BG5SBK/archive/2006/07/19/454224.html 的内容,对细节地方进行了再次整理
(其实上面的链接也是转载,但链接里面的真实原文链接早已失效,只剩下了转载的GBA教程。。。)
鉴于原文中提及的许多链接均已失效,我就挑些重点说一下
PS:博主的操作系统是win10 64位的,但是有一个VMware~于是在虚拟机里面装了一个Ubuntu和一个32位的Win7~Ubuntu比较容易安装,关于Windows的安装方法详见:https://blog.csdn.net/u012230668/article/details/81701893所以在下文的测试中我会在三个环境中跳来跳去~请不要介意。。。但所有实质性的内容都可以在win10系统内完成,请放心食用~另附此次项目的源代码:https://github.com/The-Third-Float/GBA/tree/master/HelloWorld
1.关于GBA的一些背景知识
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
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
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
2.1 GBA编译器 - Arm Gcc || ArmSDT
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;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,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
Arm Gcc:这里提供三种方法来配置编译环境
- 我们可以在linux下自己去配置Arm Gcc,相关教程:https://blog.csdn.net/xiaohua0877/article/details/78615897
- 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,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。DevkitAdv的下载地址: https://sourceforge.net/projects/devkitadv/files/
ArmSDT:你可以到Arm公司的网站去下载ARMSDT2.51. http://www.arm.com
2.1.1 GBA开发包 - DevKitAdv
DevKitAdv 主要包括两部分:一是GCC++编译器,二是 GBA库。
GCC++编译器功能和我们常用的VC差不多,只不过少了个编辑源代码的文本编辑器,还有就是不支持类(class),只能用struct来替代。它的作用是把我们写的代码编译成二进制的可执行文件,当然这个可执行文件是相对GBA和GBA模拟器而言的。就象Windows里的EXE文件无法在Mac机上使用是一样的道理;
GBA库提供了图像,控制及声音一系列的函数,和GCC++配合使用。
下载并安装DevKitAdv开发包到C:\devkitadv-r5-beta-3目录(注:若目录位置不是这个的话还需要设置环境变量)
需要注意的是在 https://sourceforge.net/projects/devkitadv/files/Windows/Release 5 (Beta 3)/ 地址中有许多文件,我一开始也不知道下载那个,实际上是每个版块都有各自的功能,建议把全部的文件都下载下来,然后依次解压到C盘中:
解压完毕后即可测试程序是否可以正常执行,进入该目录运行DevKit-Advance-R5-Beta-3.lnk文件,此时会出现蓝色的console控制台窗口,在窗口中输入命令:
cd testsuite
make
之后就开始编译testsuite项目并生成agbmain.bin、agbmain.elf等文件,此时就可以先使用模拟器VisualBoyAdvance(下文有下载地址)运行其中一个文件,效果如下:
以上程序按Enter键(即GBA模拟器里的START键)可以重复那个刷代码的动画。至此,编译环境配置成功!
2.2 GBA模拟器 - VisualBoyAdvance
这个模拟器目前还有很多地方都可以下载,推荐两个下载地址:
- 一个是在我想玩《口袋妖怪》的时候,从豆瓣上面找到的:https://ali128.ctfile.com/fs/pMw162979103
顺便发一下豆瓣原文链接:https://www.douban.com/group/topic/94386022/
- 一个是在GBADEV上的资源:http://www.gbadev.org/tools.php?showinfo=209
这里着重说一下在GBADEVhttp://www.gbadev.org/
这个网站上的操作:
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,它可以转换我们平时用的BMP文件.声音转换工具是wav2gbac.exe,它可以转换我们平时用的WAV文件.
它们的下载方式都与VisualBoyAdvance相同,在 http://www.gbadev.org/ 上下载
2.3 图形转换工具 - kaleid_1-2-3
http://www.gbadev.org/tools.php?showinfo=132
需要注意的是kaleid能否正常运行和32位系统还是64位系统没什么太大的关系(亲测)
但是有一个很关键的因素会导致最后无法导出*.h文件,那就是对图片的要求一定要是:256色的bmp图片
2.4 声音转换工具 - wav2gbac.exe
http://www.gbadev.org/tools.php?showinfo=189
3.第一个GBA程序:Hello World
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名叫 “Hello World!” 的图片
首先,咱们新建一个文件夹。(最后文件夹里面要有三个文件:一个是helloword.h,另一个是main.c,最后一个是编译文件make.bat或者Makefile)
3.1 helloword.h
首先打开Windows自带的画图工具,画一张美美哒图片 (PS:一定要是256色的bmp图片)
然后打开刚才下载的Kaleid_1-2-3程序,选中菜单File中Open,打开这个bmp图片文件,再选中菜单File中Convert and Save,出现以下对话框:
点击Convert and Save按钮后就会生成一个*.h文件,我们就将它命名为helloworld.h
这边我把文件用vim打开查看了一下具体内容,实际上就是声明了 helloworld_pal 和 helloworld_gfx 两个常量,里面的数据全是数组,描述的内容就是图片中每个像素点的具体颜色
//256 Color Bitmap Graphics, 520x336const u16 helloworld_gfx[87360] = {0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,0xFFFF,
... ...
0x4210,0x001F,0x03E0,0x03FF,0x7C00,0x7C1F,0x7FE0,0x7FFF,
};
//Palette, Colors Used: 256
const u16 helloworld_pal[256] = {0x4210,0x001F,0x03E0,0x03FF,0x7C00,0x7C1F,0x7FE0,0x7FFF,
... ...
0x4210,0x001F,0x03E0,0x03FF,0x7C00,0x7C1F,0x7FE0,0x7FFF,
};
3.2 main.c
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_4SetMode (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)];
}
3.3 make.bat
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 (3.3 和 3.4 二选一即可)
写入下面的命令到一个新建的make.bat文件里面
PATH=C:\devkitadv-r5-beta-3\bin;%PATH%gcc -lm -o main.elf main.cobjcopy -v -O binary main.elf main.binpause
3.4 Makefile
建立一个编译批处理命令Makefile来帮我们编译生成目标代码 (3.3 和 3.4 二选一即可)
写入下面的命令到一个新建的Makefile文件里面
CC=arm-agb-elf-gcc
OBJCOPY=arm-agb-elf-objcopy
NAME=mainall: main-binmain-bin: main-elf$(OBJCOPY) -v -O binary $(NAME).elf $(NAME).binmain-elf: $(CC) -lm -o $(NAME).elf $(NAME).cclean:rm -f *.elf *.bin
到这一步我们的GBA文件就全部写好了,接下来就需要编译文件了。
3.5 编译文件
我们先尝试下,若在Linux系统下用自带的gcc来编译会发生什么情况:
这里我们可以看到:
gcc编译可以通过,但是生成的文件并不能正常运行;
而使用make命令时,由于没配置Arm Gcc,同样无法编译。
接下来我们使用DevKitAdv来编译这个文件:
PS:如果编译文件是make.bat的话,双击亦可执行:
编译成功!此时我们可以看到原来的文件夹中多出了 main.bin 和 main.elf 两个文件
此时我们使用模拟器VisualBoyAdvance运行一下任意一个文件,但是会发现显示的图片有点奇怪:
很明显,这个图片是原图Hello的其中一部分,博主怀疑是原图画的太大所造成的这个错误。于是博主重复上述动作又画了一副比较小的bmp图像,测试到的结果如下:
测试成功!至此,GBA 上的 mode4 下第一个程序终于做出来了,撒花~
3.6 生成main.gba
这里补充一下,我们最后玩的像《口袋妖怪》之类的游戏拓展名都是*.gba,要想最后能生成可执行的GBA文件其实很简单,就只要把Makefile里的 $(OBJCOPY) -v -O binary $(NAME).elf $(NAME).bin
改成 $(OBJCOPY) -v -O binary $(NAME).elf $(NAME).gba
,或者把make.bat里的 objcopy -v -O binary main.elf main.bin
改成 objcopy -v -O binary main.elf main.gba
即可。
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