]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/apple2.sgml
Updated documentation to reflect the current linker configs.
[cc65] / doc / apple2.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4
5 <title>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific information for cc65
6 <author><url url="mailto:ol.sc@web.de" name="Oliver Schmidt">
7 <date>2014-04-10
8
9 <abstract>
10 An overview over the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; runtime system as it is
11 implemented for the cc65 C compiler.
12 </abstract>
13
14 <!-- Table of contents -->
15 <toc>
16
17 <!-- Begin the document -->
18
19 <sect>Overview<p>
20
21 This file contains an overview of the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; runtime system
22 as it comes with the cc65 C compiler. It describes the memory layout,
23 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific header files, available drivers, and any
24 pitfalls specific to that platform.
25
26 Please note that Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific functions are just mentioned
27 here, they are described in detail in the separate <url url="funcref.html"
28 name="function reference">. Even functions marked as "platform dependent" may
29 be available on more than one platform. Please see the function reference for
30 more information.
31
32
33
34 <sect>Binary format<p>
35
36 The standard binary file format generated by the linker for the
37 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; target is a binary program with a 4 byte DOS 3.3 header
38 containing the load address and load length. The default load address is
39 &dollar;803.
40
41 <bf/AppleCommander 1.3.5/ or later (available at <url
42 url="http://applecommander.sourceforge.net/">) includes the option <tt/-cc65/
43 that allows to put binary files with a DOS 3.3 header onto disk images
44 containing DOS 3.3 as well as ProDOS 8.
45
46 For ProDOS 8 system programs the load address is fixed to &dollar;2000 so there
47 is no need for a header. Thus the linker configuration
48 <ref id="apple-sys-cfg" name="apple2-system.cfg"> for those programs
49 omits the DOS 3.3 header. The right AppleCommander option to put system files
50 without a header on a ProDOS 8 disk image is <tt/-p/.
51
52
53 <sect>Memory layout<p>
54
55 In the standard setup, cc65 generated programs use the memory from
56 &dollar;803 to &dollar;95FF, so 35.5 KB of RAM are available.
57
58 Special locations:
59
60 <descrip>
61
62   <tag/Stack/
63   The C runtime stack is located at HIMEM and grows downwards, regardless of
64   how your linker config file is setup.
65
66   <tag/Heap/
67   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
68   runtime stack.
69
70 </descrip><p>
71
72 While running <tt/main()/ the Language Card bank 2 is enabled for read access.
73 However while running module constructors/destructors the Language Card is disabled.
74
75 Enabling the Language Card allows to use it as additional memory for cc65
76 generated code. However code is never automatically placed there. Rather code
77 needs to be explicitly placed in the Language Card either per file by compiling
78 with <tt/--code-name LC/ or per function by enclosing in <tt/#pragma code-name
79 (push, "LC")/ and <tt/#pragma code-name (pop)/. In either case the cc65 runtime
80 system takes care of actually moving the code into the Language Card.
81
82 The amount of memory available in the Language Card for generated code depends
83 on the <ref id="link-configs" name="linker configuration"> parameters. There are
84 several usefull settings:
85
86 <descrip>
87
88   <tag>LCADDR: &dollar;D400, LCSIZE: &dollar;C00</tag>
89   For plain vanilla ProDOS 8 which doesn't actually use the Language Card bank 2
90   memory from &dollar;D400 to &dollar;DFFF. This is the default setting.
91
92   <tag>LCADDR: &dollar;D000, LCSIZE: &dollar;1000</tag>
93   For ProDOS 8 together with the function <tt/rebootafterexit()/. If a program
94   doesn't quit to the ProDOS 8 dispatcher but rather reboots the machine after
95   exit then a plain vanilla ProDOS 8 doesn't make use of the Language Card bank
96   2 at all.
97
98   <tag>LCADDR: &dollar;D000, LCSIZE: &dollar;3000</tag>
99   For plain vanilla DOS 3.3 which doesn't make use of the Language Card at all.
100
101 </descrip><p>
102
103
104
105 <sect>Linker configurations<label id="link-configs"><p>
106
107 The ld65 linker comes with a default config file for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;,
108 which is used via <tt/-t apple2/.
109 The apple2 package comes with additional secondary linker config files, which
110 are used via <tt/-t apple2 -C &lt;configfile&gt;/.
111
112
113 <sect1>default config file (<tt/apple2.cfg/)<label id="apple-def-cfg"><p>
114
115 Default configuration for a binary program.
116
117 Parameters:
118
119 <descrip>
120
121   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
122   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
123
124   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
125   Default: DOS 3.3 header (address and length). Use <tt/-D __EXEHDR__=0/ to omit
126   the header.
127
128   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
129   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
130   stack size.
131
132   <tag><tt/__HIMEM__:/ Highest usable memory address presumed at link time</tag>
133   Default: &dollar;9600. Use <tt/-D __HIMEM__=&lt;addr&gt;/ to set a different
134   highest usable address.
135
136   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
137   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
138   code address.
139
140   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
141   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
142   code size.
143
144 </descrip><p>
145
146
147 <sect1><tt/apple2-system.cfg/<label id="apple-sys-cfg"><p>
148
149 Configuration for a system program running on ProDOS 8 and using the memory from
150 &dollar;2000 to &dollar;BEFF.
151
152 <descrip>
153
154   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
155   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
156   stack size.
157
158   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
159   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
160   code address.
161
162   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
163   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
164   code size.
165
166 </descrip><p>
167
168
169 <sect1><tt/apple2-overlay.cfg/<p>
170
171 Configuration for overlay programs with the up to nine overlays. The overlay files
172 don't include the DOS 3.3 header. See <tt>samples/overlaydemo.c</tt> for more
173 information on overlays.
174
175 <descrip>
176
177   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
178   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
179
180   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
181   Default: DOS 3.3 header (address and length). Use <tt/-D __EXEHDR__=0/ to omit
182   the header.
183
184   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
185   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
186   stack size.
187
188   <tag><tt/__HIMEM__:/ Highest usable memory address presumed at link time</tag>
189   Default: &dollar;9600. Use <tt/-D __HIMEM__=&lt;addr&gt;/ to set a different
190   highest usable address.
191
192   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
193   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
194   code address.
195
196   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
197   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
198   code size.
199
200   <tag><tt/__OVERLAYSIZE__:/ Size of code in the overlays</tag>
201   Default: &dollar;1000. Use <tt/-D __OVERLAYSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
202   code size.
203
204 </descrip><p>
205
206
207 <sect1><tt/apple2-asm.cfg/<p>
208
209 Configuration for a assembler programs which don't need a special setup.
210
211 Parameters:
212
213 <descrip>
214
215   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
216   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
217
218   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
219   Default: No header. Use <tt/-u __EXEHDR__ apple2.lib/ to add a DOS 3.3 header
220   (address and length).
221
222 </descrip><p>
223
224
225
226 <sect>ProDOS 8 system programs<p>
227
228 ProDOS 8 system programs are always loaded to the start address &dollar;2000.
229 For cc65 programs this means that the 6 KB from &dollar;800 to &dollar;2000 are
230 by default unused. There are however several options to make use of that memory
231 range.
232
233
234 <sect1>LOADER.SYSTEM<p>
235
236 The easiest (and for really large programs in fact the only) way to have a cc65
237 program use the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 is to link it as binary
238 (as opposed to system) program using the default linker configuration
239 <ref id="apple-def-cfg" name="apple2.cfg"> with __HIMEM__ set to &dollar;BF00
240 and load it with the targetutil LOADER.SYSTEM. The program then works like a system
241 program (i.e. quits to the ProDOS dispatcher).
242
243 Using LOADER.SYSTEM is as simple as copying it to the ProDOS 8 directory of the
244 program to load under name &lt;program&gt;.SYSTEM as a system program. For
245 example the program <tt/MYPROG/ is loaded by <tt/MYPROG.SYSTEM/.
246
247
248 <sect1>Heap<p>
249
250 If the cc65 program can be successfully linked as system program using the linker
251 configuration <ref id="apple-sys-cfg" name="apple2-system.cfg">, but
252 uses the heap either explicitly or implicitly (i.e. by loading a driver) then
253 the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 can be added to the heap by calling
254 <tt/_heapadd ((void *) 0x0800, 0x1800);/ at the beginning of <tt/main()/.
255
256
257 <sect1>ProDOS 8 I/O buffers<p>
258
259 ProDOS 8 requires for every open file a page-aligned 1 KB I/O buffer. By default
260 these buffers are allocated by the cc65 runtime system on the heap using
261 <tt/posix_memalign()/. While this is generally the best solution it means quite
262 some overhead for (especially rather small) cc65 programs which do open files
263 but don't make use of the heap otherwise.
264
265 The apple2 package comes with the alternative ProDOS 8 I/O buffer allocation
266 module <tt/apple2-iobuf-0800.o/ which uses the memory between &dollar;800 and
267 the program start address for the 1 KB I/O buffers. For system programs (with
268 start address &dollar;2000) this results in up to 6 I/O buffers and thus up to 6
269 concurrently open files.
270
271 While using <tt/_heapadd()/ as described in the section above together with the
272 default I/O buffer allocation basically yields the same placement of I/O buffers
273 in memory the primary benefit of <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is a reduction in code
274 size - and thus program file size - of more than 1400 bytes.
275
276 Using <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is as simple as placing it on the linker command
277 line like this:
278
279 <tscreen><verb>
280 cl65 -t apple2 -C apple2-system.cfg myprog.c apple2-iobuf-0800.o
281 </verb></tscreen>
282
283
284
285 <sect>Platform specific header files<p>
286
287 Programs containing Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific code may use the
288 <tt/apple2.h/ header file.
289
290
291 <sect1>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific functions<p>
292
293 The functions listed below are special for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;. See
294 the <url url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and
295 usage.
296
297 <itemize>
298 <item>_auxtype
299 <item>_dos_type
300 <item>_filetype
301 <item>get_ostype
302 <item>rebootafterexit
303 <item>ser_apple2_slot
304 <item>tgi_apple2_mix
305 </itemize>
306
307
308 <sect1>Hardware access<p>
309
310 There's currently no support for direct hardware access. This does not mean
311 you cannot do it, it just means that there's no help.
312
313
314
315 <sect>Loadable drivers<p>
316
317 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
318
319
320 <sect1>Graphics drivers<p>
321
322 <descrip>
323
324   <tag><tt/a2.lo.tgi (a2_lo_tgi)/</tag>
325   This driver features a resolution of 40&times;48 with 16 colors.
326
327   The function <tt/tgi_apple2_mix()/ allows to activate 4 lines of text. The
328   function clears the corresponding area at the bottom of the screen.
329
330   <tag><tt/a2.hi.tgi (a2_hi_tgi)/</tag>
331   This driver features a resolution of 280&times;192 with 8 colors and two
332   hires pages. Note that programs using this driver will have to be linked
333   with <tt/-S $4000/ to reserve the first hires page or with <tt/-S $6000/
334   to reserve both hires pages.
335
336   The function <tt/tgi_apple2_mix()/ allows to activate 4 lines of text. The
337   function doesn't clear the corresponding area at the bottom of the screen.
338
339   In memory constrained situations the memory from &dollar;803 to &dollar;1FFF
340   can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0803, 0x17FD);/
341   at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
342   doesn't use the the heap explicitly because loading the driver (and in fact
343   already opening the driver file) uses the heap implicitly.
344
345 </descrip><p>
346
347
348 <sect1>Extended memory drivers<p>
349
350 <descrip>
351
352   <tag><tt/a2.auxmem.emd (a2_auxmem_emd)/</tag>
353   Gives access to 47.5 KB RAM (190 pages of 256 bytes each) on an Extended
354   80-Column Text Card.
355
356   Note that this driver doesn't check for the actual existence of the memory
357   and that it doesn't check for ProDOS 8 RAM disk content!
358
359 </descrip><p>
360
361
362 <sect1>Joystick drivers<p>
363
364 <descrip>
365
366   <tag><tt/a2.stdjoy.joy (a2_stdjoy_joy)/</tag>
367   Supports up to two standard analog joysticks connected to the game port of
368   the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;.
369
370 </descrip><p>
371
372
373 <sect1>Mouse drivers<p>
374
375 <descrip>
376
377   <tag><tt/a2.stdmou.mou (a2_stdmou_mou)/</tag>
378   Driver for the AppleMouse&nbsp;II Card. Searches all Apple&nbsp;II slots
379   for an AppleMouse&nbsp;II Card compatible firmware. The default bounding
380   box is &lsqb;0..279,0..191&rsqb;.
381
382   Programs using this driver will have to be linked with <tt/-S $4000/
383   to reserve the first hires page if they are intended to run on an
384   Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; (in contrast to an Apple&nbsp;//e) because the
385   AppleMouse&nbsp;II Card firmware writes to the hires page when initializing
386   on that machine.
387
388   Note that the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; default mouse callbacks support text
389   mode only.
390
391 </descrip><p>
392
393
394 <sect1>RS232 device drivers<p>
395
396 <descrip>
397
398   <tag><tt/a2.ssc.ser (a2_ssc_ser)/</tag>
399   Driver for the Apple&nbsp;II Super Serial Card. Supports up to 19200 baud,
400   hardware flow control (RTS/CTS) and interrupt driven receives. Note
401   that because of the peculiarities of the 6551 chip transmits are not
402   interrupt driven, and the transceiver blocks if the receiver asserts
403   flow control because of a full buffer.
404
405   The driver defaults to slot 2. Call <tt/ser_apple2_slot()/ prior to
406   <tt/ser_open()/ in order to select a different slot. <tt/ser_apple2_slot()/
407   succeeds for all Apple&nbsp;II slots, but <tt/ser_open()/ fails with
408   <tt/SER_ERR_NO_DEVICE/ if there's no SSC firmware found in the selected slot.
409
410 </descrip><p>
411
412
413
414 <sect>Limitations<p>
415
416
417 <sect1>DOS 3.3<p>
418
419 Although the standard binaries generated by the linker for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;
420 generally run both on DOS 3.3 (with Applesoft BASIC) and on ProDOS 8 (with
421 BASIC.SYSTEM) there are some limitations for DOS 3.3:
422
423 <descrip>
424
425   <tag>Disk File I/O</tag>
426   There's no disk file I/O support. Any attempt to use it yields an error with
427   <tt/errno/ set to <tt/ENOSYS/. This implicitly means that loadable drivers
428   are in general not functional as they depend on disk file I/O. Therefore the statically
429   linked drivers have to be used instead.
430
431   <tag/Interrupts/
432   There's no <tt/interruptor/ support. Any attempt to use it yields the message
433   'FAILED TO ALLOC INTERRUPT' on program startup. This implicitly means that
434   <tt/a2.stdmou.mou/ and <tt/a2.ssc.ser/ are not functional as they depend on
435   interrupts.
436
437 </descrip><p>
438
439
440 <sect1>Direct console I/O<p>
441
442 <descrip>
443
444   <tag/Color/
445   The Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; has no color text mode. Therefore the functions textcolor(),
446   bgcolor() and bordercolor() have no effect.
447
448   <tag/Cursor/
449   The Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; has no hardware cursor. Therefore the function cursor() has
450   no effect.
451
452 </descrip><p>
453
454
455
456 <sect>Other hints<p>
457
458
459 <sect1>Passing arguments to the program<p>
460
461 Command line arguments can be passed to <tt/main()/ after BLOAD. Since this is not
462 supported by BASIC, the following syntax was chosen:
463
464 <tscreen><verb>
465 ]CALL2051:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
466 </verb></tscreen>
467
468 <enum>
469 <item>Arguments are separated by spaces.
470 <item>Arguments may be quoted.
471 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
472       a quoted argument are allowed.
473 <item>The first argument passed to <tt/main/ is the program name.
474 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
475       supported.
476 </enum>
477
478
479 <sect1>Interrupts<p>
480
481 The runtime for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; uses routines marked as
482 <tt/.INTERRUPTOR/ for ProDOS 8 interrupt handlers. Such routines must be
483 written as simple machine language subroutines and will be called
484 automatically by the interrupt handler code when they are linked into a
485 program. See the discussion of the <tt/.CONDES/ feature in the <url
486 url="ca65.html" name="assembler manual">.
487
488
489 <sect1>DIO<p>
490
491 <descrip>
492
493   <tag/Drive ID/
494   The function <url url="dio.html#s1" name="dio_open()"> has the single
495   parameter <tt/device/ to identify the device to be opened. Therefore an
496   Apple&nbsp;II slot and drive pair is mapped to that <tt/device/ according
497   to the formula
498
499   <tscreen>
500     device = slot + (drive - 1) * 8
501   </tscreen>
502
503   so that for example slot 6 drive 2 is mapped to <tt/device/ 14.
504
505   <tag/Sector count/
506   The function <url url="dio.html#s3" name="dio_query_sectcount()"> returns
507   the correct sector count for all ProDOS 8 disks. However for any non-ProDOS 8
508   disk it simply always returns 280 (which is only correct for a 140 KB disk).
509   This condition is indicated by the <tt/_oserror/ value 82.
510
511 </descrip><p>
512
513
514
515 <sect>License<p>
516
517 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
518 warranty. In no event will the authors be held liable for any damages
519 arising from the use of this software.
520
521 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
522 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
523 freely, subject to the following restrictions:
524
525 <enum>
526 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
527         claim that you wrote the original software. If you use this software
528         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
529         appreciated but is not required.
530 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
531         be misrepresented as being the original software.
532 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
533         distribution.
534 </enum>
535
536 </article>