]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Added c64dtv accelerator code and documentation.
[cc65] / doc / c64.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4
5 <title>Commodore 64-specific information for cc65
6 <author><url url="mailto:uz@cc65.org" name="Ullrich von Bassewitz"><newline>
7 <url url="mailto:greg.king5@verizon.net" name="Greg King">
8 <date>2017-01-18
9
10 <abstract>
11 An overview over the C64 runtime system as it is implemented for the cc65 C
12 compiler.
13 </abstract>
14
15 <!-- Table of contents -->
16 <toc>
17
18 <!-- Begin the document -->
19
20 <sect>Overview<p>
21
22 This file contains an overview of the C64 runtime system as it comes with the
23 cc65 C compiler. It describes the memory layout, C64-specific header files,
24 available drivers, and any pitfalls specific to that platform.
25
26 Please note that C64-specific functions are just mentioned here, they are
27 described in detail in the separate <url url="funcref.html" name="function
28 reference">. Even functions marked as "platform dependent" may be available on
29 more than one platform. Please see the function reference for more
30 information.
31
32
33 <sect>Binary format<p>
34
35 The standard binary output format generated by the linker for the C64 target
36 is a machine language program with a one line BASIC stub, which calls the
37 machine language part via SYS. This means that a program can be loaded as
38 BASIC program and started with RUN. It is of course possible to change this
39 behaviour by using a modified startup file and linker config.
40
41
42 <sect>Memory layout<p>
43
44 cc65 generated programs with the default setup run with the I/O area and the
45 kernal ROM enabled (memory under the kernal may be used for graphics or as
46 extended memory - see the sections about graphics and extended memory
47 drivers). The BASIC ROM is disabled, which gives a usable memory range of
48 &dollar;0800 - &dollar;CFFF. This means that kernal entry points may be called
49 directly, but using the BASIC ROM is not possible without additional code.
50
51 Special locations:
52
53 <descrip>
54   <tag/Text screen/
55   The text screen is located at &dollar;400 (as in the standard setup).
56
57   <tag/Stack/
58   The C runtime stack is located at &dollar;CFFF and growing downwards.
59
60   <tag/Heap/
61   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
62   runtime stack.
63
64 </descrip><p>
65
66
67 <sect>Linker configurations<p>
68
69 The ld65 linker comes with a default config file for the Commodore&nbsp;64,
70 which is used via <tt/-t c64/. The
71 c64 package comes with additional secondary linker config files, which are
72 used via <tt/-t c64 -C &lt;configfile&gt;/.
73
74
75 <sect1>default config file (<tt/c64.cfg/)<p>
76
77 The default configuration is tailored to C programs. It supplies the load
78 address and a small BASIC stub that starts the compiled program using a SYS
79 command.
80
81
82 <sect1><tt/c64-asm.cfg/<p>
83
84 This configuration is made for assembler programmers who don't need a special
85 setup. The default start address is &dollar;801. It can be changed with the
86 linker command line option <tt/--start-addr/. All standard segments with the
87 exception of <tt/zeropage/ are written to the output file and a two byte load
88 address is prepended.
89
90 To use this config file, assemble with <tt/-t c64/ and link with <tt/-C
91 c64-asm.cfg/. The former will make sure that correct character translation is
92 in effect, while the latter supplies the actual config. When using <tt/cl65/,
93 use both command line options.
94
95 Sample command line for <tt/cl65/:
96
97 <tscreen><verb>
98 cl65 -o file.prg -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
99 </verb></tscreen>
100
101 To generate code that loads to &dollar;C000:
102
103 <tscreen><verb>
104 cl65 -o file.prg --start-addr $C000 -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
105 </verb></tscreen>
106
107 It is also possible to add a small BASIC header to the program, that uses SYS
108 to jump to the program entry point (which is the start of the code segment).
109 The advantage is that the program can be started using RUN.
110
111 To generate a program with a BASIC SYS header, use
112
113 <tscreen><verb>
114 cl65 -o file.prg -u __EXEHDR__ -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
115 </verb></tscreen>
116
117 Please note that in this case a changed start address doesn't make sense,
118 since the program must be loaded to the BASIC start address.
119
120 <sect>Extras<p>
121
122 <sect1>80 Columns conio driver<p>
123
124 The C64 package comes with an alternative software driven 80 columns
125 module <tt/c64-soft80.o/ which uses the memory under I/O between &dollar;d000
126 and &dollar;ffff.
127
128 In memory constrained situations the memory from &dollar;400 to &dollar;7FF
129 can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0400, 0x0400);/
130 at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
131 doesn't use the the heap explicitly because loading a driver uses the heap implicitly.
132
133 Using <tt/c64-soft80.o/ is as simple as placing it on the linker command
134 line like this:
135
136 <tscreen><verb>
137 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80.o
138 </verb></tscreen>
139
140 Note that the soft80 conio driver is incompatible with the
141 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
142  <tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/ graphics driver.
143
144 <sect2>80 Columns conio driver (monochrome)<p>
145
146 In an (even more) memory constrained situation, a size optimized version of the
147 software driven 80 columns module may be used, which only supports one common
148 text color for the whole screen.
149
150 <tscreen><verb>
151 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80mono.o
152 </verb></tscreen>
153
154 <sect>Platform-specific header files<p>
155
156 Programs containing C64-specific code may use the <tt/c64.h/ or <tt/cbm.h/
157 header files. Using the later may be an option when writing code for more than
158 one CBM platform, since it includes <tt/c64.h/ and declares several functions
159 common to all CBM platforms.
160
161
162 <sect1>C64-specific functions<p>
163
164 The functions listed below are special for the C64. See the <url
165 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
166
167 <itemize>
168 <item>get_ostype
169 </itemize>
170
171
172 <sect1>C64-specific accelerator functions<p>
173
174 The functions listed below are accelerator functions for the C64. See the <url
175 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
176
177 <itemize>
178 <item>detect_c64dtv
179 <item>detect_scpu
180 <item>get_c64dtv_speed
181 <item>get_scpu_speed
182 <item>set_c64dtv_speed
183 <item>set_scpu_speed
184 </itemize>
185
186
187 <sect1>CBM-specific functions<p>
188
189 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
190 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
191 declaration and usage.
192
193 <itemize>
194 <item>cbm_close
195 <item>cbm_closedir
196 <item>cbm_k_setlfs
197 <item>cbm_k_setnam
198 <item>cbm_k_load
199 <item>cbm_k_save
200 <item>cbm_k_open
201 <item>cbm_k_close
202 <item>cbm_k_readst
203 <item>cbm_k_chkin
204 <item>cbm_k_ckout
205 <item>cbm_k_basin
206 <item>cbm_k_bsout
207 <item>cbm_k_clrch
208 <item>cbm_load
209 <item>cbm_open
210 <item>cbm_opendir
211 <item>cbm_read
212 <item>cbm_readdir
213 <item>cbm_save
214 <item>cbm_write
215 <item>get_tv
216 </itemize>
217
218
219 <sect1>Hardware access<p>
220
221 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
222 access to hardware located in the address space. Some variables are
223 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
224
225 <descrip>
226
227   <tag><tt/VIC/</tag>
228   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
229   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
230   directory for the declaration of the structure.
231
232   <tag><tt/SID/</tag>
233   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
234   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
235   for the declaration of the structure.
236
237   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
238   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
239   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
240   is explained in <tt/_6526.h/.
241
242   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
243   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
244
245 </descrip><p>
246
247
248
249 <sect>Loadable drivers<p>
250
251 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
252
253
254 <label id="graphics-drivers">
255 <sect1>Graphics drivers<p>
256
257 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
258 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
259 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
260
261 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
262 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
263 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
264 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
265 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
266
267 <tscreen><verb>
268 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
269 </verb></tscreen>
270
271 <descrip>
272   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
273   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
274   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
275   palette of the 16 C64 colors).
276 </descrip><p>
277
278 Note that the graphics drivers are incompatible with the
279 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
280  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
281
282
283 <sect1>Extended memory drivers<p>
284
285 <descrip>
286
287   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
288   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
289   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
290
291   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
292   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
293   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
294
295   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
296   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
297   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
298
299   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
300   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
301   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
302   up to 2048KB of RAM.
303
304   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
305   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
306   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
307
308   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
309   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
310   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
311   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
312
313   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
314   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
315   Will test the hardware for the available RAM.
316
317   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
318   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
319   out how much RAM is present.
320
321   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
322   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
323   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
324   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
325   pages of 256 bytes each.
326
327   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
328   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
329   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
330
331 </descrip><p>
332
333
334 <sect1>Joystick drivers<p>
335
336 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
337
338 <descrip>
339
340   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
341   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
342   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
343   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
344
345   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
346   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
347   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
348   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
349   joysticks are supported.
350
351   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
352   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
353   the C64.
354
355   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
356   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
357   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
358
359 </descrip><p>
360
361
362 <sect1>Mouse drivers<p>
363
364 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
365 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
366
367 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
368
369 <descrip>
370
371   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
372   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
373
374   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
375   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
376   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
377   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
378   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
379
380   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
381   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
382   #1 of the C64.
383
384   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
385   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
386   the C64.
387
388 </descrip><p>
389
390
391 <sect1>RS232 device drivers<p>
392
393 <descrip>
394
395   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
396   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
397   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
398   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
399   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
400   flow control because of a full buffer.
401
402 </descrip><p>
403
404
405
406 <sect>Limitations<p>
407
408
409
410 <sect>Other hints<p>
411
412
413 <sect1>Escape code<p>
414
415 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
416
417
418 <sect1>Passing arguments to the program<p>
419
420 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
421 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
422
423 <tscreen><verb>
424     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
425 </verb></tscreen>
426
427 <enum>
428 <item>Arguments are separated by spaces.
429 <item>Arguments may be quoted.
430 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
431       a quoted argument are allowed.
432 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
433 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
434       supported.
435 </enum>
436
437
438 <sect1>Program return code<p>
439
440 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
441 <tt/ST/ variable.
442
443
444 <sect1>Interrupts<p>
445
446 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
447 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
448 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
449 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
450 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
451
452
453
454 <sect>License<p>
455
456 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
457 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
458 arising from the use of this software.
459
460 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
461 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
462 freely, subject to the following restrictions:
463
464 <enum>
465 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
466         claim that you wrote the original software. If you use this software
467         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
468         appreciated but is not required.
469 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
470         be misrepresented as being the original software.
471 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
472         distribution.
473 </enum>
474
475 </article>