音楽

本作には音楽が 1 つしかない (音楽ID 0)。

音楽仮想マシン

音楽仮想マシンはバイトコード方式で、以下の状態を持つ:

• プログラムカウンタ: 一般的な CPU のそれと同様。
• スタック: サブルーチン呼び出しおよびループ管理用。
• ウェイトカウンタ: タイミング制御用。テンポ制御用と考えてもよい。

また、音楽仮想マシンは APU レジスタ $4000-$400F に書きたい値を専用のバッファ $0790-$079F に書き込むことができる。オーディオドライバは効果音との調停や APU レジスタ値キャッシュの内容を考慮してバッファ内の値を実際に書くかどうかを決める。

オーディオドライバが(再)初期化されると、音楽仮想マシンのウェイトカウンタは 0 になる (つまり、仮想マシンが停止する)。

オーディオドライバに対して音楽の再生要求が行われると、音楽仮想マシンは以下のように初期化される:

• プログラムカウンタは対応する音楽バイトコードの先頭を指す。
• スタックは空になる。
• ウェイトカウンタは 1 になる。つまり、仮想マシンは次の tick で 1 ステップ実行される。

オーディオドライバにより音楽仮想マシンが tick されると、以下のことが起こる:

• ウェイトカウンタが 0 の場合、何もしない。
• ウェイトカウンタが 0 でない場合、それをデクリメントする。結果が 0 ならばプログラムカウンタが指す位置から 1 ステップ実行し、さもなくば何もしない。

音楽バイトコード命令セット

音楽バイトコード命令は 1 バイトのオペコードと 0..=2 バイトのオペランドからなる。つまり、命令長は 1..=3 バイトである。

仮想マシンの 1 ステップ実行はウェイトカウンタ設定命令が実行されるまで続く。

命令セットは以下の通り:

以下の命令は未使用で、実装もスタブ的なものとなっている:

オペコード 0x7C..=0x7F, 0xBC..=0xBF, 0xFC..=0xFF は不正である。実装上は矩形波/三角波の発音/消音要求として扱われるが、実行すると周波数タイマー値テーブルの範囲外を参照してしまう。

音楽バイトコード命令詳細

オペコード 0x34 <func:ptr>: サブルーチン呼び出し

次の命令のアドレスを戻りアドレスとしてスタックに push し、アドレス func へジャンプする。

オペコード 0x35: サブルーチンからの復帰

スタックから戻りアドレスを pop し、そのアドレスへジャンプする。

オペコード 0x36 <n:count>: n 回のループを開始

スタックに n をループカウンタとして push し、さらに次の命令のアドレスをループ開始アドレスとして push し、実行を継続する。

なお、n == 0 の場合は 256 回のループと解釈される (が、実際にはそのようなケースは現れない)。

オペコード 0x37: ループ継続/終了

スタックトップにあるループカウンタをデクリメントし、

• 結果が 0 ならスタックからループカウンタおよびループ開始アドレスを pop し、次のアドレスから実行を継続する。
• さもなくばループ開始アドレスへジャンプする。

オペコード 0x40..=0x7B, 0x80..=0xBB, 0xC0..=0xFB: 矩形波/三角波の発音/消音要求

まず対象 APU チャンネルを決める。オペコード 0x40..=0x7B は矩形波A, 0x80..=0xBB は矩形波B, 0xC0..=0xFB は三角波が対象となる (オペコードの bit6-7 を見ている)。

そして、オペコードの bit0-5 が発音/消音指示となる。値 59 は消音を意味し、値 0..=58 は発音すべき音名を意味する。これは 12 平均律の F2 から半音ずつ高くなる構成であり、値 0, 1, 2, ... は音名 F2, F#2, G2, ... に対応する (ただし APU の特性上、高音域になるほど精度は悪くなる)。

消音指示の場合、対応する APU チャンネルに周波数タイマー値 0 を書き込み要求する。発音指示の場合は音名に対応する周波数タイマー値を書き込み要求する。

NOTE: 三角波を消音する際も周波数タイマー値 0 を書き込むため、プチノイズが発生しうる。

NOTE: 実装コードを見ると、発音/消音の際に書き込む length counter 値を NMI カウンタ $C4 に基づいてランダムに決めているようだが、これは特に意味を持たないと思われる (本作の音楽は全ての矩形波/三角波チャンネルが音長無限設定になっているため)。