Développer un Space Invaders pour Thomson MO5 en C avec CMOC

Ce tutorial montre comment développer un shoot'em up vertical sur Thomson MO5, etape par etape, en C compile avec CMOC. Chaque etape correspond a un tag Git.

Prerequis

• CMOC installe et fonctionnel
• Emulateur MO5 (par exemple YAME)
• Repo de base : https://github.com/thlg057/mo5_template
• Notions de base en C (pointeurs, tableaux statiques)

La machine

Caracteristique	Valeur
CPU	Motorola 6809 @ ~1 MHz
RAM utile	48 Ko
Resolution	320x200 pixels
Couleurs	16 couleurs
Compilateur	CMOC (C pour 6809)

Deux regles fondamentales s'appliquent a tout le code.

Pas de malloc. Toute la memoire est allouee statiquement a la compilation. Les tableaux d'ennemis, de balles, de sprites -- tout est dimensionne a l'avance avec des #define.

Pas de float, pas de division si possible. Le 6809 ne dispose pas d'unite virgule flottante. On prefere les decalages (>> 1 au lieu de / 2) et l'arithmetique sur unsigned char (8 bits natifs) plutot que int (16 bits).

Contrainte graphique : 2 couleurs par bloc de 8 pixels

La VRAM du MO5 est organisee en deux banques selectionnees via le registre PRC :

• Banque couleur : chaque octet encode la couleur de fond (bits 0-3) et la couleur de forme (bits 4-7) pour un groupe de 8 pixels horizontaux.
• Banque forme : chaque bit correspond a un pixel -- 1 affiche la couleur de forme, 0 affiche la couleur de fond.

Un groupe de 8 pixels ne peut afficher que 2 couleurs. Les sprites respectent cette contrainte en variant les couleurs ligne par ligne. Le script png2mo5.py verifie et encode cette regle lors de la generation des .h.

SDK maison

Fichier	Role
mo5_defs.h	Registres hardware, palette, dimensions ecran
mo5_video.h	Init video, clear ecran, fill rectangle
mo5_sprite_bg.h	Sprites transparents (fond conserve)
mo5_sprite_form.h	Sprites forme seule
mo5_sprite.h	Sprites opaques
mo5_actor_dr.h	Dirty rectangle : save/restore zone VRAM

Pipeline de conversion sprite :

make convert IMG=./assets/player.png
# genere include/assets/player.h

Pour ce projet, on utilisera les fonctions de mo5_sprite_bg.h, qui permettent de gérer la transparence (le fond est celui du décor)

Sprites disponibles

Fichier	Taille	Description
player.png	24x24	Vaisseau joueur, bleu/rouge/jaune
enemy.png	16x16	Alien insecte, vert/jaune
bullet_player.png	8x8	Tir joueur, cyan/blanc
bullet_enemy.png	8x8	Tir ennemi, rouge/orange

Structures de donnees

unsigned char partout ou la valeur tient sur 8 bits.

typedef struct {
    MO5_Actor     actor;
    unsigned char active;
} BulletActor;

typedef struct {
    MO5_Actor     actor;
    unsigned char active;
    unsigned char hp;
} EnemyActor;

Les coordonnees x sont en octets (1 unite = 8 pixels), les coordonnees y sont en pixels. Cette distinction est imposee par la VRAM.

Architecture du jeu

Le jeu repose sur une boucle principale simple :

1. Lecture des entrées clavier
2. Mise à jour joueur
3. Mise à jour balles
4. Mise à jour ennemis
5. Détection collisions
6. Attente VBL
7. Dessin

Principe fondamental MO5 :

• Pas d'allocation dynamique
• Structures statiques dimensionnées à la compilation
• Utilisation prioritaire de unsigned char
• Synchronisation à 50 Hz (PAL)

Organisation des sources

Structure du projet :

mo5-spaceinvaders/
├── Makefile
├── src/
│   ├── main.c
│   └── game.c
├── include/
│   ├── game.h
│   └── assets/
│       ├── player.h
│       ├── enemy.h
│       ├── bullet_player.h
│       └── bullet_enemy.h
├── assets/
│   ├── player.png
│   ├── enemy.png
│   ├── bullet_player.png
│   └── bullet_enemy.png
├── output/
└── tools/

Rôles

• main.c : point d'entrée minimal (initialisation + appel game_loop())
• game.c : toute la logique du jeu (moteur, update, collisions, HUD)
• game.h : interface publique minimale (void game_loop(void);)
• include/assets/ : sprites générés automatiquement depuis les PNG

Utilisation avec GitHub Codespaces

Créer un Codespace

Depuis le dépôt GitHub : - Cliquer sur use this tempalte et sélectionner Open in a codespace

Installer l'environnement

Dans le terminal :

make setup-codespace

Cette commande installe automatiquement :

• CMOC (compilateur C 6809)
• lwtools (assembleur)
• Python 3 + Pillow
• Dépendances nécessaires au SDK

Installation du SDK

Une seule fois où après une mise à jour du SDK.

make install

Cela : - Télécharge BootFloppyDisk - Compile le sdk_mo5 - Installe les outils dans tools/

Build du projet et génération des images *

make

Tags Git

Tag	Contenu
step-01-player	Joueur, deplacement, tirs joueur
step-02-score	HUD score et vies
step-03-enemies	Ennemis, formation, tirs ennemis
step-04-collisions	Collisions, points de vie, game over

Etape 1 -- step-01-player -- Joueur, deplacement et tirs

Afficher le vaisseau joueur en bas de l'ecran, le deplacer avec Q/D, et tirer des balles vers le haut avec Espace.

Etape 2 -- step-02-score -- Affichage du score

Afficher le score et les vies en haut de l'ecran, mis a jour a chaque evenement (ennemi detruit, vie perdue).

Etape 3 -- step-03-enemies -- Ennemis et leurs tirs

Afficher une vague d'ennemis en formation, les faire osciller horizontalement, descendre au rebord, et tirer periodiquement.

Etape 4 -- step-04-collisions -- Collisions, points de vie et fin de partie

Detecter les impacts, gerer les points de vie, l'invincibilite temporaire du joueur, le game over et la victoire.

Recapitulatif des optimisations MO5

Regle	Pourquoi
unsigned char plutot que int	Operations 8 bits natives sur 6809
while (n--) plutot que for (i=0; i<n; i++)	Flag Z automatique apres decrementation
*p++ plutot que tab[i]	LEAX 1,X au lieu d'un calcul d'index
static sur les fonctions internes	Inlining possible, symboles non exportes
Compteur de frames pour les vitesses	Independant du nombre de sprites actifs
Pas de row_offsets[]	Economise 400 octets RAM
Flag score_dirty pour le HUD	Redessinage uniquement en cas de changement
#define internes dans game.c	Pas dans game.h si personne d'autre n'en a besoin