Italian community of Lazarus and Free Pascal

Il Nintendo DS dispone di una limitata quantità di memoria che il programmatore deve impiegare sapientemente tra codice e dati. I problemi cominciano a sorgere quando si impiegano massicciamente grafica e suoni, con il rischio di occupare in breve tempo tutte le risorse disponibili. In questo caso occorrerebbe caricare dinamicamente i dati in memoria, man mano che ce ne fosse necessità.

Un altro scenario tipico è la gestione dei salvataggi: ancora non sappiamo come salvare i progressi o le impostazioni di un nostro ipotetico gioco, per poi ricaricarli ad un successivo riavvio della macchina.

E come gestire i livelli? Sarebbe utile poterli caricare in memoria, in modo da non dover ricompilare il codice ad ogni modifica dei livelli di gioco.

La soluzione ai suddetti problemi è l'impiego del filesystem. Il devkitARM permette di gestirne due tipi differenti: NitroFS e FAT. Il filesystem NitroFS è utilizzabile solo in lettura (le operazioni in scrittura vengono semplicemente ignorate) e ripropone le stesse modalità di immagazzinamento dei files utilizzato nel devkit ufficiale Nintendo: i files vengono accodati all'eseguibile grazie ad un programma, ndstool.exe, che genera un eseguibile monolitico partendo dall'eseguibile originario e aggiungendo i files da inserire nel filesystem. Il filesystem FAT è invece utilizzabile sia in lettura che in scrittura e sfrutta un ingegnoso sistema di driver per adattarsi a qualsiasi flashcard in commercio.
Gli emulatori supportano perfettamente il filesystem NitroFS, ma hanno qualche problema con il FAT: il no$gba, ad esempio, non lo supporta; il DeSmuME invece fornisce un supporto limitato alla sola lettura, dato che tutte le modifiche sui files effettuate in scrittura andranno perse alla chiusura dell'emulatore. Altra limitazione riguarda la creazione di nuovi files, che non risulta possibile.

Prima di rilasciare i vostri programmi con supporto FAT, suggerisco di testarli su un vero Nintendo DS per non avere brutte sorprese.

L'accesso ai files può avvenire sia sfruttando il binding delle funzioni standard del c (fopen, fread, fwrite, fclose, fseek), sia le funzioni proprie del Pascal (assign, reset, rewrite, read, write, close, seek). Vedremo ppiù avanti nell'articolo due esempi di utilizzo del filesystem NitroFS e del filesystem FAT, utilizzando le funzioni I/O standard del Pascal, che sono poi quelle che ci interessano direttamente.

Interfaccia DLDI

Parlavamo prima del sistema di driver utilizzato per l'accesso al filesystem FAT sulle diverse flashcard: esso viene chiamato DLDI (Dynamically Linked Device Interface) e consta di una serie di driver, uno per ogni periferica di backup (o flashcard) esistente sul mercato, e di un tool a linea di comando utilizzato per "patchare" l'eseguibile .nds con il driver specifico. Niente di troppo complicato, comunque. Vi basti sapere che, per patchare il file .nds, è sufficiente utilizzare la seguente linea di comando:

dlditool.exe your_driver.dldi your_file.nds

dove your_file.nds è l'eseguibile .nds da patchare e your_driver.dldi è il driver dldi da utilizzare. Ovviamente i file .nds e .dldi devono essere nello stesso percorso.

Per maggiori informazioni: http://dldi.drunkencoders.com/

Impostazioni del DeSmuME

Come dicevamo poc'anzi, l'unico emulatore che dispone di un supporto decente dei filesystem è il DeSmuME; procuratevi quindi l'ultima versione dal sito ufficiale. L'emulatore andrà configurato in maniera differente, a seconda di quale filesystem si intende utilizzare.

Per utilizzare il filesystem FAT, nel menu dell'emulatore occorre andare su "Emulation->Slot1"; nella finestra che si aprirà bisognerà impostare "R4" per emulare la card R4, quindi selezionare la directory dove sono presenti i files del filesystem. Infine occorre premere il tasto "Ok" per confermare la configurazione. Ovviamente l'eseguibile nds andrà patchato con la dldi per R4. Da ricordare anche che quando si testa un nuovo eseguibile nds situato in una directory differente, occorre cambiare la configurazione dell'emulatore di conseguenza. Parlo per esperienza personale, visto che una volta ho perso due giorni dietro a un filesystem che non voleva funzionare, salvo accorgermi poi che non avevo specificato il corretto path nell'emulatore...

Per l'utilizzo con NitroFS bisogna invece impostare "Retail" nella stessa finestra vista appena sopra. Non occorre configurare altro, perché in NitroFS il filesystem è "appeso" all'eseguibile nds.

Filesystem in lettura/scrittura (FAT)

Nelle prossime righe di codice vedremo un esempio sull'utilizzo dei files tipizzati con il filesystem di tipo FAT. Simuleremo la lettura/scrittura di un high score su file: leggeremo i dati, li mostreremo a schermo, li modificheremo salvandoli sul file, li ricaricheremo e mostreremo sullo schermo il risultato delle modifiche.

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program fat_r_w;

{$mode objfpc}

uses
  ctypes, nds9, fat;

type
  TMyScore = packed record
    name: array [0..6] of char;
    score: longint;
  end;
  TMyScoreFile = file of TMyScore;
  PMyScoreFile = ^TMyScoreFile;

function WriteDAT(var aFile: TMyScoreFile; var aPlayer: TMyScore): boolean;
begin
  result := true;
  try
    try
      Assign(aFile, '/scores.dat');
      Rewrite(aFile);
      Write(aFile, aPlayer);
    except
      result := false;
    end;
  finally
    Close(aFile);
  end;
end;

function ReadDAT(var aFile: TMyScoreFile; var aPlayer: TMyScore): boolean;
begin
  result := true;
  try
    try
      Assign(aFile, '/scores.dat');
      Reset(aFile);
      Read(aFile, aPlayer);
    except
      result := false;
    end;
  finally
    Close(aFile);
  end;
end;

var
  f: TMyScoreFile;
  Player: TMyScore;
  sc: TMyScore;
  
begin
  defaultExceptionHandler();
  consoleDemoInit();
  
  iprintf(#10#9 + 'FAT read/write example' + #10); 
  iprintf(   #9 + '----------------------' + #10); 

  if (fatInitDefault()) then
  begin
    printf(#10'Loading from scores.dat...'#10);
    if ReadDAT(f, Player) then
    begin
      printf('Done.'#10#10);
      iprintf('Name:  %s'#10, Player.name);
      iprintf('Score: %i'#10, Player.score);
    end else
      printf('Error reading from scores.dat!'#10#10);
    
    printf(#10'Writing on scores.dat...'#10);
    sc.Name := 'John'#0;
    sc.Score := 200;
    if WriteDAT(f, sc) then
      printf('Done.'#10#10)
    else
      printf('Error writing on scores.dat!'#10#10);

    printf(#10'Reloading from scores.dat...'#10);
    if ReadDAT(f, Player) then
    begin
      printf('Done.'#10#10);
      iprintf('Name:  %s'#10, Player.name);
      iprintf('Score: %i'#10, Player.score);
    end else
      printf('Error reading from scores.dat!'#10#10);
       
  end else
    iprintf('fatInit failure: terminating'#10);
  
  while true do
    swiWaitForVBlank();
end.

[6] Aggiungiamo la libreria "fat"

[9-14] Definiamo il record che conterrà il... record! 

[16-30] e [32-46] Definiamo le due funzioni che si occuperanno di leggere e scrivere il file tipizzato.

[49-51] Dichiariamo le variabili che serviranno nel programma

[54] La procedura defaultExceptionHandler() si occupa di attivare la gestione delle eccezioni. In caso di errore grave nel programma, verrà mostrata una schermata rossa con alcune utili informazioni sull'errore, un po' come la schermata blu di Windows (e qui gli amighisti si incavoleranno, perché la schermata rossa in effetti riprende il "Guru Meditation Error" dell'Amiga!)

[55] Attiviamo la console di default per mostrare il testo a schermo

[60] Inizializziamo la libreria FAT tramite la funzione fatInitDefault(), che restituisce false in caso di errore.

[63-69] Effettuiamo la letture del file scores.dat e stampiamone a schermo il contenuto

[71-77] Modifichiamo i valori nel file scores.dat

[79-86] Ricarichiamo i dati da scores.dat e stampiamoli a schermo, per constatare come siano effettivamente cambiati

Filesystem in sola lettura (NitroFS)

E' ora la volta del filesystem di tipo NitroFS. Questa volta caricheremo i dati da un normale file di testo e lo stamperemo a schermo, utilizzando però le funzioni proprie del pascal anziché printf e similari.

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program nitro_r_w;

{$mode objfpc}

uses
  ctypes, nds9, filesystem;

var
  SomeTxtFile: TextFile;
  buffer: string;
   
begin
  defaultExceptionHandler();
  consoleDemoInit();

  writeln('');
  writeln(#9#9 + 'NitroFS read example');
  writeln(#9#9 + '--------------------');
  writeln('');

  if (nitroFSInit()) then
  begin
   Assign(SomeTxtFile, '/textfile.txt') ;
   Reset(SomeTxtFile) ;
   while not EOF(SomeTxtFile) do
   begin
    ReadLn(SomeTxtFile, buffer) ;
    writeLn(buffer);
   end;
   Close(SomeTxtFile);
  end else
    writeln('nitroFSInit failure: terminating');
  
  flush(output);
  while true do
    swiWaitForVBlank();
end.

[6] Utilizziamo la unit filesystem

[9-10] Alcune variabili che utilizzeremo nel programma

[21] Inizializziamo la libreria NitroFS tramite la funzione nitroFSInit(), che restituisce false in caso di errore.

[23-30] Apriamo il file di testo, leggiamone il contenuto, stampiamolo a schermo e richiudiamo il file

[34] La chiamata a flush(output) è necessaria per inviare allo schermo il buffer appena modificato, altrimenti avremmo uno schermo nero!

Conclusioni

Quando utilizzare NitroFS e FAT? Un utilizzo "sapiente" potrebbe essere quello di sfruttare NitroFS per tutte quelle operazioni che richiedono l'accesso in sola lettura (caricamento di immagini, livelli di gioco, ecc.), limitando l'utilizzo di FAT alla gestione dei salvataggi di stato del gioco e dei punteggi. 

Per ora è tutto! Nelle prossime lezioni cominceremo a sporcarci le mani con la grafica del Nintendo DS, quindi state sintonizzati!

Scarica i sorgenti

Per commenti e chiarimenti: http://www.lazaruspascal.it/index.php?topic=78.0