vault backup: 2025-04-18 21:40:47

2025-04-18 21:40:47 +05:00
parent 6fb80e906a
commit d3698f56e1
2 changed files with 138 additions and 4 deletions
--- a/PROJECTS/PS1
+++ b/PROJECTS/PS1
@@ -0,0 +1,134 @@
+В PlayStation 1 (PS1) передача видеокоманд через DMA в GPU — это ключевой механизм для эффективного рендеринга. Разберём процесс детально, включая работу с памятью.
+
+---
+
+## **1. Как передаются видеокоманды через DMA?**
+GPU PS1 не имеет собственного набора инструкций — он выполняет **примитивные команды**, переданные CPU. Эти команды организуются в **цепочку DMA** (Display List), которая указывает, что и как рисовать.
+
+### **1.1. Структура цепочки команд**
+Каждая команда в цепочке состоит из:
+- **Слова-заголовка** (указывает тип примитива: полигон, спрайт, настройка и т. д.).
+- **Данных** (координаты, цвета, текстуры).
+
+Пример команды для отрисовки треугольника:
+```c
+typedef struct {
+    uint32_t header;  // Тип примитива (например, POLY_F3)
+    uint16_t x1, y1;  // Координаты
+    uint16_t x2, y2;
+    uint16_t x3, y3;
+    uint8_t r, g, b;  // Цвет
+} GPUPrimitive;
+```
+
+### **1.2. Передача через DMA**
+1. **CPU формирует цепочку команд** в основной RAM (например, массив структур).
+2. **Адрес этой цепочки** передаётся в GPU через DMA.
+   - Используется порт **`GP0`** (для команд) и **`GP1`** (для управления).
+3. **DMA-контроллер** (канал **GPU**) копирует данные из RAM в GPU.
+
+**Код на ассемблере (пример):**
+```asm
+; Запись адреса цепочки в DMA
+li a0, 0x1F8010A0    ; Адрес регистра DMA_GPU (канал 2)
+la a1, command_list  ; Адрес цепочки команд в RAM
+sw a1, 0(a0)         ; Записываем адрес
+
+; Настройка DMA
+li a0, 0x1F8010A4
+li a1, 0x01000200    ; Размер блока + флаги (например, 0x200 байт)
+sw a1, 0(a0)
+
+; Запуск DMA
+li a0, 0x1F8010A8
+li a1, 0x01000001    ; Включить DMA
+sw a1, 0(a0)
+```
+
+---
+
+## **2. Как GPU читает команды?**
+### **2.1. Отсутствие собственной памяти для команд**
+У GPU **нет отдельной памяти для хранения команд** (в отличие от современных GPU). Он:
+1. **Читает команды напрямую из основной RAM** через DMA.
+2. **Интерпретирует их "на лету"** (как потоковый процессор).
+
+### **2.2. Роль FIFO-буфера**
+GPU имеет **маленький FIFO-буфер** (32 слова):
+- DMA заполняет этот буфер, пока GPU читает данные.
+- Если буфер переполняется, DMA приостанавливается.
+
+---
+
+## **3. Где хранятся данные?**
+### **3.1. Основная RAM (2 МБ)**
+- **Цепочки команд** хранятся здесь.
+- **Текстуры** тоже могут быть в RAM (но чаще копируются в VRAM).
+
+### **3.2. Видеопамять (VRAM, 1 МБ)**
+- **Кадровый буфер** (Frame Buffer) — хранит пиксели.
+- **Текстуры** — загружаются сюда для быстрого доступа.
+- **CLUT** (Color Look-Up Table) — палитры для 8-битных текстур.
+
+### **3.3. Как GPU обращается к данным?**
+- **Через DMA**: Текстуры/данные копируются из RAM в VRAM перед рендерингом.
+- **Прямой доступ**: GPU читает VRAM при отрисовке (например, текстуры).
+
+---
+
+## **4. Пример: полный цикл работы**
+1. **Подготовка**:
+   - CPU создаёт в RAM массив команд (например, `DrawPolygon`, `LoadTexture`).
+   - Текстуры копируются в VRAM через `GP0` или DMA.
+2. **Запуск рендеринга**:
+   - CPU отправляет адрес цепочки в DMA-контроллер GPU.
+   - DMA копирует команды из RAM в FIFO GPU.
+   - GPU выполняет команды, рисуя в кадровый буфер (VRAM).
+3. **Вывод изображения**:
+   - Видеоконтроллер выводит кадр из VRAM на экран.
+
+---
+
+## **5. Критические нюансы**
+1. **Синхронизация**:
+   - Если GPU занят, DMA приостанавливается (проверяется через статусный регистр `GP1`).
+2. **Оптимизация**:
+   - **Связные списки команд** (OT — Ordering Table) позволяют сортировать примитивы.
+3. **Ограничения**:
+   - DMA может работать только с выровненными данными (адреса, кратные 4).
+   - Переполнение FIFO приводит к "пропущенным кадрам".
+
+---
+
+## **6. Псевдокод для работы с DMA и GPU**
+```c
+// 1. Загрузка текстуры в VRAM
+void LoadTexture(uint16_t x, uint16_t y, void* tex_data) {
+    GP0_SendCommand(0xA0000000 | (y << 11) | x);  // Адрес в VRAM
+    GP0_SendCommand(0x10000000 | (width * height)); // Размер
+    DMA_Start(GPU_CHANNEL, tex_data, size);        // Копируем через DMA
+}
+
+// 2. Формирование цепочки команд
+struct CommandList {
+    uint32_t prim_header;
+    uint32_t data[10];
+} __attribute__((aligned(4)));  // Выравнивание для DMA
+
+// 3. Запуск рендеринга
+void DrawFrame() {
+    CommandList list = { ... };
+    DMA_Start(GPU_CHANNEL, &list, sizeof(list));
+    GPU_TriggerDMA();  // Запуск выполнения
+}
+```
+
+---
+
+## **Итог**
+- **DMA в PS1** передаёт адрес цепочки команд из RAM в GPU.
+- **GPU не имеет своей памяти для команд** — читает их напрямую из RAM через DMA/FIFO.
+- **VRAM** используется только для хранения текстур и кадрового буфера.
+- **Оптимизация DMA-передач** критична для производительности.
+
+Это объясняет, почему в демосценах PS1 так важны **оптимизированные DMA-цепочки** и ручное управление памятью. Для глубокого понимания изучите **документацию PsyQ SDK** или исходники open-source движков (например, [PSn00bSDK](https://github.com/Lameguy64/psn00bsdk)).