从 6502 汇编程序中获取随机数

Question

尝试使用 JSR $E09A 在我的 Commodore 64 (C64) 上生成一系列随机数，并从 $63 和 $64 中检索数字。（根据我看到的所有文档，当您使用 BASIC 中的 RND(0) 时，这是相同的例程。但无法对其进行迭代。以下将起作用，并在执行时在 $63 和 $64 中放置不同的数字本身。

. C000  A5 00    LDA [=10=]
. C002  20 9A E0 JSR $E09A
. C005  00       BRK

现在，当我尝试使用以下代码迭代 say 10 次时，它永远不会 returns。

. C000  A0 0A    LDY #[=11=]A
. C002  A9 00    LDA #[=11=]
. C004  20 9A E0 JSR $E09A
. C007  88       DEY
. C008  D0 F8    BNE $C002
. C00A  00       BRK

我是不是漏掉了一些我看不到的明显东西。我不担心它有多“随机”。此时我只想要一系列随机数。

Answer 1

您实际上是在调用 RND(0)，它使用计时器生成种子。但是，这不能直接用于组装。首先尝试切换到正数（任何数字）并查看它是否开始产生值。

Answer 2

感谢提示被调用函数正在更改 Y 寄存器中的值。我知道这一定很明显！

通过在 JSR 之前存储 Y 并在之后恢复，它现在可以正确迭代。这是快速修复：

编辑：更新于 2017 年 7 月 10 日 - 以显示完整代码并纳入建议。这本质上是一个硬币翻转迭代器（50000 次重复），用于随机试验

.C 033c  A9 00       LDA #[=10=]
.C 033e  85 FB       STA $FB    ; set up register for counter
.C 0340  85 FC       STA $FC
.C 0342  A2 C8       LDX #$C8   ; outer loop= 200
.C 0344  86 FD       STX $FD
.C 0346  A0 FA       LDY #$FA   ; inner loop=250
.C 0348  84 FE       STY $FE
.C 034a  20 94 E0    JSR $E094  ; Get random# Vic20 Address (E09B for C64)
.C 034d  A5 63       LDA 
.C 034f  C9 80       CMP #   ; >128 = HEADS
.C 0351  90 0D       BCC 60  ; else continue loop
.C 0353  18          CLC        ; increment 2 byte number
.C 0354  A5 FB       LDA $FB
.C 0356  69 01       ADC #   ; LSB
.C 0358  85 FB       STA $FB
.C 035a  A5 FC       LDA $FC
.C 035c  69 00       ADC #[=10=]   ; MSB
.C 035e  85 FC       STA $FC
.C 0360  C6 FE       DEC $FE
.C 0362  D0 E6       BNE 4A  ; end inner loop
.C 0364  C6 FD       DEC $FD
.C 0366  D0 DE       BNE 46  ; end outer loop
.C 0368  60          RTS        ; return to basic

我可以在循环中通过 LDA 或 LDA 获得随机数并将其用于我的目的。

事实证明这比预期的要慢很多，只用了 BASIC 所用时间的一半。 RND函数需要很多周期，然而，我发现这个Compute! article它使用SID芯片作为随机数发生器。

LDA #$FF  ; maximum frequency value
STA $D40E ; voice 3 frequency low byte
STA $D40F ; voice 3 frequency high byte
LDA #  ; noise waveform, gate bit off
STA $D412 ; voice 3 control register

一旦开启，它会独立生成数字，无需再次执行。重复调用 LDA $D41B 的循环将在每次迭代中为您提供一个新的随机数。在我的测试中，50,000 次迭代花费了 1.25 秒，而 100,000 次迭代花费了 24 秒多一点。对于 1MHz 的计算机来说相当令人印象深刻！

Answer 3

如果您没有带定时器光栅-IRQ 或类似程序的程序，您可以使用 lda $d012 获得一个 "random" 数字。

Answer 4

SID芯片实际上可以产生比BASIC的伪随机数更随机的数字。启动生成器：

LDA #$FF  ; maximum frequency value
STA $D40E ; voice 3 frequency low byte
STA $D40F ; voice 3 frequency high byte
LDA #  ; noise waveform, gate bit off
STA $D412 ; voice 3 control register
RTS

然后你可以随时获得随机数：

LDA $D41B ; get random value from 0-255

Answer 5

现在已经很晚了，但根据需要，您也可以推出自己的 PRNG。有些算法实现起来很简单，例如，我将在此处使用参数 [3,25,24] 展示一个 32 位 xorshift 实现（因为这使得两个班次使用非常少的代码）。返回的随机数有16位：

rnd_seed:
                sta                  ; store pointer to PRNG state
                stx     
                lda     #[=10=]            ; initialize with 0
                ldy     #
rs_clrloop:     sta     (),y
                dey
                bne     rs_clrloop
                lda     $d012           ; except for LSB, use current raster
                bne     seed_ok
                lda     #f            ; or a fixed value if 0
seed_ok:        sta     (),y
                rts

rnd:
                sta                  ; store pointer to PRNG state
                stx     
                ldy     #
r_cpyloop:      lda     (),y         ; copy to ZP $fb - $fe
                sta     $fb,y
                dey
                bpl     r_cpyloop
                ldy     #            ; and shift left 3 bits
r_shiftloop:    asl     $fb
                rol     $fc
                rol     $fd
                rol     $fe
                dey
                bpl     r_shiftloop
                ldy     #
r_xorloop:      lda     (),y         ; xor with original state
                eor     $fb,y
                sta     (),y
                dey
                bpl     r_xorloop
                ldy     #
                lda     (),y
                lsr     a               ; MSB >> 1 gives ">> 25"
                ldy     #[=10=]
                eor     (),y         ; xor with original state
                sta     (),y
                ldy     #            ; this is also value for "<< 24"
                eor     (),y         ; so xor with MSB
                sta     (),y
                tax                     ; use the two "higher" bytes as result ...
                dey
                lda     (),y         ; ... in A/X
                rts

用法示例：

main:
                lda     init
                bne     noinit
                lda     #<prng
                ldx     #>prng
                inc     init
                jsr     rnd_seed
noinit:         lda     #<prng
                ldx     #>prng
                jsr     rnd
                jmp     $bdcd        ; C64 BASIC routine output 16bit int in A/X

init:           .byte   [=11=]
prng:           .res    4            ; 32bit PRNG state

Answer 6

我发现此线程在 C64 汇编中搜索更通用的 RND(start, end) 例程。作为这个 BASIC 示例实现的东西：

INT(RND(1) * (end- start + 1)) + start

虽然这里有很多有用的答案，但我缺少这种解决方案，所以我不得不自己寻找；这可能对其他人有帮助，所以这里是：

            lda #<end   
            sta $FD
            lda #>end
            sta $FE
            lda #<start
            sta $FB
            lda #>start
            sta $FC
rnd:
            //reseed, to avoid repeated sequence; RND(0)
            lda #00
            jsr $E09A
            //++end 
            inc $FD
            bne skip1
            inc $FE
skip1:
            //- start
            lda $FD
            sec
            sbc $FB
            sta $FD
            lda $FE
            sbc $FC
            sta $FE         

            //++end-start to FAC
            ldy $FD
            lda $FE
            jsr $B391 //A(h),Y(L) - FAC 
            ldx #<flt
            ldy #>flt
            jsr $BBD4   //store FAC to flt
            //get actual RND(1)
            lda #f
            jsr $E09A
            //multiply by ++end - start
            lda #<flt
            ldy #>flt
            jsr $BA28
            //to integer
            jsr $BCCC
            //FAC to int;
            jsr $B1BF
            lda          
            clc
            adc $FB
            sta 
            lda 
            adc $FC
            sta 
            rts     
flt:        .byte 0,0,0,0,0

例程使用 0 - 32767 范围内的 16 位数。参数从 251,252 开始；以 253、254 结尾。在 $14 中找到 16 位结果。

Answer 7

C64 的真正问题是：

SID 生成的数字也是伪随机的，它们按顺序重复（我找不到 link 讨论这个）
光栅位置不是随机的。

c64 中真正随机性的唯一来源是用户输入。

所以我做的是：

初始化SID噪声波形
在启动时获取 cia 定时器 1 LSB（这在普通的 c64 上很好，但在模拟器上不是随机的）
启动 cia 计时器 2
等待用户按下任意键（或操纵杆 direction/button）
获取 cia 定时器 2 LSB
获取SID振幅值
可选择获取光栅位置，但取决于您是从基本程序还是汇编程序调用此例程，您可能无法获得完全随机的值。

然后你就有了你最喜欢的伪随机例程的随机种子。或者只是一个 16/24/32 位随机数。

例如，在游戏中，当用户移动操纵杆并获得随机字节时，您可以获得 cia 计时器。

注意：在模拟器中删除 prg 或 d64 与编写“load...”非常不同，因为每个用户每次的写法都不同，并且定时器 LSB 在这种情况下是“随机的”。

出于这个原因，在某些模拟器中，计算机启动会添加随机延迟。

从 6502 汇编程序中获取随机数

Getting random number from 6502 assembler

random

assembly

c64

6502