]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/atari.sgml
Fixed minor issues with the modifiers: Some modifiers where accepted (and
[cc65] / doc / atari.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4
5 <title>Atari specific information for cc65
6 <author>Shawn Jefferson, <htmlurl
7 url="mailto:shawnjefferson@24fightingchickens.com"
8 name="shawnjefferson@24fightingchickens.com"> and 
9 Christian Groessler, <htmlurl url="mailto:cpg@aladdin.de" name="cpg@aladdin.de">
10 <date>14-Sep-2004
11
12 <abstract>
13 An overview over the Atari runtime system as it is implemented for the cc65 C
14 compiler.
15 </abstract>
16
17 <!-- Table of contents -->
18 <toc>
19
20 <!-- Begin the document -->
21
22 <sect>Overview<p>
23
24 This file contains an overview of the Atari runtime system as it comes
25 with the cc65 C compiler. It describes the memory layout, Atari specific
26 header files, available drivers, and any pitfalls specific to that
27 platform.
28
29 Please note that Atari specific functions are just mentioned here, they are
30 described in detail in the separate <htmlurl url="funcref.html" name="function
31 reference">. Even functions marked as "platform dependent" may be available on
32 more than one platform. Please see the function reference for more
33 information.
34
35
36 <sect>Binary format<p>
37
38 The standard binary output format generated by the linker for the
39 Atari target is a machine language program with a standard executable
40 header (FF FF &lt;2 byte start address&gt; &lt;2 bytes end address&gt;
41 &lsqb;program bytes&rsqb;). These values are calculated in the crt0.s
42 file from the __CODE_LOAD__ and __BSS_LOAD__ values, so keep this in
43 mind if you create a custom linker config file and start moving
44 segments around (see section <ref name="Reserving a memory area inside the program" id="memhole">).  You can
45 override this behaviour by creating your own crt0.s file and linking
46 it into your program.  A run vector is added to the end of the file
47 (&dollar;02E0 &lt;run vector&gt;) and is calculated using
48 __CODE_LOAD__ in crt0.s.
49
50
51 <sect>Memory layout<p>
52
53 The default linker script assumes that the BASIC ROM is disabled (or
54 the BASIC cartridge unplugged). This gives a usable memory range from
55 &dollar;2E00 - &dollar;BC1F. The library startup code examines the
56 current memory configuration, which depends on the size of the
57 installed memory and cartridges present, by inspecting the value in
58 the MEMTOP (&dollar;2E5) variable. Then the initial stack pointer,
59 which indicates the upper bound of memory used, is adjusted. The load
60 address of &dollar;2E00 was chosen to accommodate having a DOS loaded
61 and a driver that resides in low memory such as the 850 R: handler.
62 You can override this behaviour by creating a custom linker config
63 file.
64
65 Special locations:
66
67 <descrip>
68   <tag/Text screen/
69   The text screen depends on the installed memory size and cartridges
70   and can be obtained from the SAVMSC variable (&dollar;58).
71
72   <tag/Stack/
73   The C runtime stack is located at MEMTOP and grows downwards,
74   regardless of how your linker config file is setup.  This
75   accomodates the different memory configurations of the Atari
76   machines, as well as having a cartridge installed.  You can override
77   this behaviour by writing your own crt0.s file and linking it to
78   your program (see also <ref name="Final note"
79   id="memhole_final_note">).
80
81   <tag/Heap/
82   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
83   runtime stack.
84
85 </descrip><p>
86
87
88
89 <sect>Platform specific header files<p>
90
91 Programs containing Atari specific code may use the <tt/atari.h/
92 header file.
93
94
95 <sect1>Atari specific functions<p>
96
97 The functions listed below are special for the Atari. See the <htmlurl
98 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
99
100 <itemize>
101 <item>get_ostype
102 <item>get_tv
103 <item>_gtia_mkcolor
104 <item>_getcolor
105 <item>_getdefdev
106 <item>_graphics
107 <item>_rest_vecs
108 <item>_save_vecs
109 <item>_scroll
110 <item>_setcolor
111 <item>_setcolor_low
112 </itemize>
113
114
115 <sect1>Hardware access<p>
116
117 The following pseudo variables declared in the <tt/atari.h/ header
118 file do allow access to hardware located in the address space. Some
119 variables are structures, accessing the struct fields will access the
120 chip registers.
121
122 <descrip>
123
124   <tag><tt/GTIA_READ/ and <tt/GTIA_WRITE/</tag>
125   The <tt/GTIA_READ/ structure allows read access to the GTIA. The
126   <tt/GTIA_WRITE/ structure allows write access to the GTIA.
127   See the <tt/_gtia.h/ header file located in the include directory
128   for the declaration of the structure.
129
130   <tag><tt/POKEY_READ/ and <tt/POKEY_WRITE/</tag>
131   The <tt/POKEY_READ/ structure allows read access to the POKEY. The
132   <tt/POKEY_WRITE/ structure allows write access to the POKEY.
133   See the <tt/_pokey.h/ header file located in the include directory
134   for the declaration of the structure.
135
136   <tag><tt/ANTIC/</tag>
137   The <tt/ANTIC/ structure allows read access to the ANTIC.
138   See the <tt/_antic.h/ header file located in the include directory
139   for the declaration of the structure.
140
141   <tag><tt/PIA/</tag>
142   The <tt/PIA/ structure allows read access to the PIA 6520.
143   See the <tt/_pia.h/ header file located in the include directory
144   for the declaration of the structure.
145
146 </descrip><p>
147
148
149
150 <sect>Loadable drivers<p>
151
152 <sect1>Graphics drivers<p>
153
154 Currently there are no graphics drivers available for the Atari platform.
155
156 <sect1>Extended memory drivers<p>
157
158 Currently there are no extended memory drivers available for the Atari
159 platform.
160
161 <sect1>Joystick drivers<p>
162
163 <descrip>
164
165   <tag><tt/atari-stdjoy.joy/</tag>
166   Supports up to four standard joysticks connected to the joystick ports of
167   the Atari.
168
169 </descrip><p>
170
171
172
173 <sect1>Mouse drivers<p>
174
175 Currently no drivers available (in fact, the API for loadable mouse drivers
176 does not exist). There is a static driver you can use.
177
178
179 <sect1>RS232 device drivers<p>
180
181 Currently there are no RS232 loadable drivers available for the Atari
182 platform. There is a static driver you can use.
183
184
185 <sect>Limitations<p>
186
187
188
189 <sect>Other hints<p>
190
191 <sect1>Function keys<p>
192
193 These are defined to be Atari + number key.
194
195 <sect1>Reserving a memory area inside the program<label id="memhole"><p>
196
197 The Atari 130XE maps its additional memory into CPU memory in 16K
198 chunks at address &dollar;4000 to &dollar;7FFF. One might want to
199 prevent this memory area from being used by cc65. Other reasons to
200 prevent the use of some memory area could be the buffers for display
201 lists and screen memory.
202 <p>
203 The Atari executable format allows holes inside a program, e.g. one
204 part loads into &dollar;2E00 to &dollar;3FFF, going below the reserved
205 memory area (assuming a reserved area from &dollar;4000 to
206 &dollar;7FFF), and another part loads into &dollar;8000 to
207 &dollar;BC1F.
208 <p>
209 Each load chunk of the executable starts with a 4 byte header which
210 defines its load address and size.
211 <p>
212 <sect2>Low code and high data example<p>
213 Goal: Create an executable with 2 load chunks which doesn't use the
214 memory area from &dollar;4000 to &dollar;7FFF. The CODE segment of
215 the program should go below &dollar;4000 and the DATA and RODATA
216 segments should go above &dollar;7FFF.
217 <p>
218 The main problem is that the EXE header generated by the cc65 runtine
219 lib is wrong. It defines a single load chunk with the sizes/addresses
220 of the CODE, RODATA, and DATA segments (the whole user program).
221 <p>
222 The contents of the EXE header come from the EXEHDR segment, which is
223 defined in crt0.s. This cannot be changed w/o modifiying and
224 recompiling the cc65 atari runtime lib. Therefore the original EXE
225 header must be discarded. It will be replaced by a user created
226 one.
227 <p>
228 The user needs to create a customized linker config file which adds
229 new memory areas and segments to hold the new EXE header and added
230 load chunk header data. Also an assembly source file needs to be
231 created which defines the contents of the new EXE header and the
232 second load chunk header.
233 <p>
234 <p>
235 This is a modified cc65 Atari linker configuration file (split.cfg):
236 <tscreen><verb>
237 MEMORY {
238     ZP: start = $82, size = $7E, type = rw, define = yes;
239
240     HEADER: start = $0000, size = $6, file = %O;        # first load chunk
241     RAMLO: start = $2E00, size = $1200, file = %O;
242
243     BANK: start = $4000, size = $4000, file = "";
244
245     SECHDR: start = $0000, size = $4, file = %O;        # second load chunk
246     RAM: start = $8000, size = $3C20, file = %O;        # $3C20: matches upper bound $BC1F
247 }
248 SEGMENTS {
249     EXEHDR: load = BANK, type = wprot;
250
251     NEXEHDR: load = HEADER, type = wprot;               # first load chunk
252     CODE: load = RAMLO, type = wprot, define = yes;
253
254     CHKHDR: load = SECHDR, type = wprot;                # second load chunk
255     RODATA: load = RAM, type = wprot, define = yes;
256     DATA: load = RAM, type = rw, define = yes;
257     BSS: load = RAM, type = bss, define = yes;
258
259     ZEROPAGE: load = ZP, type = zp;
260     AUTOSTRT: load = RAM, type = wprot;                 # defines program entry point
261 }
262 FEATURES {
263     CONDES: segment = RODATA,
264             type = constructor,
265             label = __CONSTRUCTOR_TABLE__,
266             count = __CONSTRUCTOR_COUNT__;
267     CONDES: segment = RODATA,
268             type = destructor,
269             label = __DESTRUCTOR_TABLE__,
270             count = __DESTRUCTOR_COUNT__;
271 }
272 SYMBOLS {
273     __STACKSIZE__ = $800;       # 2K stack
274 }
275 </verb></tscreen>
276 <p>
277
278 A new memory area BANK was added which describes the reserved area.
279 It gets loaded with the contents of the old EXEHDR segment. But the
280 memory area isn't written to the output file. This way the contents of
281 the EXEHDR segment get discarded.
282 <p>
283 The added NEXEHDR segment defines the correct EXE header. It puts only
284 the CODE segment into load chunk #1 (RAMLO memory area).
285 <p>
286 The header for the second load chunk comes from the new CHKHDR
287 segment. It puts the RODATA and DATA segments into load chunk #2 (RAM
288 memory area).
289 <p>
290 <p>
291 The contents of the new NEXEHDR and CHKHDR segments come from this
292 file (split.s):
293 <tscreen><verb>
294         .import __CODE_LOAD__, __BSS_LOAD__, __CODE_SIZE__
295         .import __DATA_LOAD__, __RODATA_LOAD__
296
297         .segment "NEXEHDR"
298         .word    $FFFF          ; EXE file magic number
299         ; 1st load chunk
300         .word    __CODE_LOAD__
301         .word    __CODE_LOAD__ + __CODE_SIZE__ - 1
302
303         .segment "CHKHDR"
304         ; 2nd load chunk (contains with AUTOSTRT in fact a 3rd load chunk)
305         .word    __RODATA_LOAD__
306         .word    __BSS_LOAD__ - 1
307 </verb></tscreen>
308 <p>
309 Compile with
310 <tscreen><verb>
311 cl65 -t atari -C split.cfg -o prog.com prog.c split.s
312 </verb></tscreen>
313
314 <sect2>Low data and high code example<p>
315
316
317 Goal: Put RODATA and DATA into low memory and CODE with BSS into high
318 memory (split2.cfg):
319
320 <tscreen><verb>
321 MEMORY {
322     ZP: start = $82, size = $7E, type = rw, define = yes;
323
324     HEADER: start = $0000, size = $6, file = %O;        # first load chunk
325     RAMLO: start = $2E00, size = $1200, file = %O;
326
327     BANK: start = $4000, size = $4000, file = "";
328
329     SECHDR: start = $0000, size = $4, file = %O;        # second load chunk
330     RAM: start = $8000, size = $3C20, file = %O;        # $3C20: matches upper bound $BC1F
331 }
332 SEGMENTS {
333     EXEHDR: load = BANK, type = wprot;                  # discarded old EXE header
334
335     NEXEHDR: load = HEADER, type = wprot;               # first load chunk
336     RODATA: load = RAMLO, type = wprot, define = yes;
337     DATA: load = RAMLO, type = rw, define = yes;
338
339     CHKHDR: load = SECHDR, type = wprot;                # second load chunk
340     CODE: load = RAM, type = wprot, define = yes;
341     BSS: load = RAM, type = bss, define = yes;
342
343     ZEROPAGE: load = ZP, type = zp;
344     AUTOSTRT: load = RAM, type = wprot;                 # defines program entry point
345 }
346 FEATURES {
347     CONDES: segment = RODATA,
348             type = constructor,
349             label = __CONSTRUCTOR_TABLE__,
350             count = __CONSTRUCTOR_COUNT__;
351     CONDES: segment = RODATA,
352             type = destructor,
353             label = __DESTRUCTOR_TABLE__,
354             count = __DESTRUCTOR_COUNT__;
355 }
356 SYMBOLS {
357     __STACKSIZE__ = $800;       # 2K stack
358 }
359 </verb></tscreen>
360
361 New contents for NEXEHDR and CHKHDR are needed (split2.s):
362 <tscreen><verb>
363         .import __CODE_LOAD__, __BSS_LOAD__, __DATA_SIZE__
364         .import __DATA_LOAD__, __RODATA_LOAD__
365
366         .segment "NEXEHDR"
367         .word    $FFFF
368         .word    __RODATA_LOAD__
369         .word    __DATA_LOAD__ + __DATA_SIZE__ - 1
370
371         .segment "CHKHDR"
372         .word    __CODE_LOAD__
373         .word    __BSS_LOAD__ - 1
374 </verb></tscreen>
375
376 Compile with
377 <tscreen><verb>
378 cl65 -t atari -C split2.cfg -o prog.com prog.c split2.s
379 </verb></tscreen>
380
381 <sect2>Final note<label id="memhole_final_note"><p>
382
383 There are two other memory areas which don't appear directly in the
384 linker script. They are the stack and the heap.
385
386 The cc65 runtime lib places the stack location at the end of available
387 memory. This is dynamically set from the MEMTOP system variable at
388 startup. The heap is located in the area between the end of the BSS
389 segment and the top of the stack as defined by __STACKSIZE__.
390
391 If BSS and/or the stack shouldn't stay at the end of the program,
392 some parts of the cc65 runtime lib need to be replaced/modified.
393
394 common/_heap.s defines the location of the heap and atari/crt0.s
395 defines the location of the stack by initializing sp.
396
397
398 <sect>Bugs/Feedback<p>
399
400 If you have problems using the library, if you find any bugs, or if you're
401 doing something interesting with it, I would be glad to hear from you. Feel
402 free to contact me by email (<htmlurl url="mailto:uz@cc65.org"
403 name="uz@cc65.org"> or <htmlurl url="mailto:cpg@aladdin.de"
404 name="cpg@aladdin.de">).
405
406
407
408 <sect>License<p>
409
410 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
411 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
412 arising from the use of this software.
413
414 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
415 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
416 freely, subject to the following restrictions:
417
418 <enum>
419 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
420         claim that you wrote the original software. If you use this software
421         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
422         appreciated but is not required.
423 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
424         be misrepresented as being the original software.
425 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
426         distribution.
427 </enum>
428
429 </article>