]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Merge pull request #1 from cc65/master
[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">
7 <date>2014-04-14
8
9 <abstract>
10 An overview over the C64 runtime system as it is implemented for the cc65 C
11 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 C64 runtime system as it comes with the
22 cc65 C compiler. It describes the memory layout, C64-specific header files,
23 available drivers, and any pitfalls specific to that platform.
24
25 Please note that C64-specific functions are just mentioned here, they are
26 described in detail in the separate <url url="funcref.html" name="function
27 reference">. Even functions marked as "platform dependent" may be available on
28 more than one platform. Please see the function reference for more
29 information.
30
31
32 <sect>Binary format<p>
33
34 The standard binary output format generated by the linker for the C64 target
35 is a machine language program with a one line BASIC stub, which calls the
36 machine language part via SYS. This means that a program can be loaded as
37 BASIC program and started with RUN. It is of course possible to change this
38 behaviour by using a modified startup file and linker config.
39
40
41 <sect>Memory layout<p>
42
43 cc65 generated programs with the default setup run with the I/O area and the
44 kernal ROM enabled (memory under the kernal may be used for graphics or as
45 extended memory - see the sections about graphics and extended memory
46 drivers). The BASIC ROM is disabled, which gives a usable memory range of
47 &dollar;0800 - &dollar;CFFF. This means that kernal entry points may be called
48 directly, but using the BASIC ROM is not possible without additional code.
49
50 Special locations:
51
52 <descrip>
53   <tag/Text screen/
54   The text screen is located at &dollar;400 (as in the standard setup).
55
56   <tag/Stack/
57   The C runtime stack is located at &dollar;CFFF and growing downwards.
58
59   <tag/Heap/
60   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
61   runtime stack.
62
63 </descrip><p>
64
65
66 <sect>Linker configurations<p>
67
68 The ld65 linker comes with a default config file for the Commodore&nbsp;64,
69 which is used via <tt/-t c64/. The
70 c64 package comes with additional secondary linker config files, which are
71 used via <tt/-t c64 -C &lt;configfile&gt;/.
72
73
74 <sect1>default config file (<tt/c64.cfg/)<p>
75
76 The default configuration is tailored to C programs. It supplies the load
77 address and a small BASIC stub that starts the compiled program using a SYS
78 command.
79
80
81 <sect1><tt/c64-asm.cfg/<p>
82
83 This configuration is made for assembler programmers who don't need a special
84 setup. The default start address is &dollar;801. It can be changed with the
85 linker command line option <tt/--start-addr/. All standard segments with the
86 exception of <tt/zeropage/ are written to the output file and a two byte load
87 address is prepended.
88
89 To use this config file, assemble with <tt/-t c64/ and link with <tt/-C
90 c64-asm.cfg/. The former will make sure that correct character translation is
91 in effect, while the latter supplies the actual config. When using <tt/cl65/,
92 use both command line options.
93
94 Sample command line for <tt/cl65/:
95
96 <tscreen><verb>
97 cl65 -o file.prg -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
98 </verb></tscreen>
99
100 To generate code that loads to &dollar;C000:
101
102 <tscreen><verb>
103 cl65 -o file.prg --start-addr $C000 -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
104 </verb></tscreen>
105
106 It is also possible to add a small BASIC header to the program, that uses SYS
107 to jump to the program entry point (which is the start of the code segment).
108 The advantage is that the program can be started using RUN.
109
110 To generate a program with a BASIC SYS header, use
111
112 <tscreen><verb>
113 cl65 -o file.prg -u __EXEHDR__ -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
114 </verb></tscreen>
115
116 Please note that in this case a changed start address doesn't make sense,
117 since the program must be loaded to the BASIC start address.
118
119 <sect>Extras<p>
120
121 <sect1>80 Columns conio driver<p>
122
123 The C64 package comes with an alternative software driven 80 columns
124 module <tt/c64-soft80.o/ which uses the memory under I/O between &dollar;d000
125 and &dollar;ffff.
126
127 In memory constrained situations the memory from &dollar;400 to &dollar;7FF
128 can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0400, 0x0400);/
129 at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
130 doesn't use the the heap explicitly because loading a driver uses the heap implicitly.
131
132 Using <tt/c64-soft80.o/ is as simple as placing it on the linker command
133 line like this:
134
135 <tscreen><verb>
136 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80.o
137 </verb></tscreen>
138
139 Note that the soft80 conio driver is incompatible with the
140 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
141  <tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/ graphics driver.
142
143 <sect2>80 Columns conio driver (monochrome)<p>
144
145 In an (even more) memory constrained situation, a size optimized version of the
146 software driven 80 columns module may be used, which only supports one common
147 text color for the whole screen.
148
149 <tscreen><verb>
150 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80mono.o
151 </verb></tscreen>
152
153 <sect>Platform-specific header files<p>
154
155 Programs containing C64-specific code may use the <tt/c64.h/ or <tt/cbm.h/
156 header files. Using the later may be an option when writing code for more than
157 one CBM platform, since it includes <tt/c64.h/ and declares several functions
158 common to all CBM platforms.
159
160
161 <sect1>C64-specific functions<p>
162
163 The functions listed below are special for the C64. See the <url
164 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
165
166 <itemize>
167 <item>get_ostype
168 </itemize>
169
170
171 <sect1>CBM-specific functions<p>
172
173 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
174 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
175 declaration and usage.
176
177 <itemize>
178 <item>cbm_close
179 <item>cbm_closedir
180 <item>cbm_k_setlfs
181 <item>cbm_k_setnam
182 <item>cbm_k_load
183 <item>cbm_k_save
184 <item>cbm_k_open
185 <item>cbm_k_close
186 <item>cbm_k_readst
187 <item>cbm_k_chkin
188 <item>cbm_k_ckout
189 <item>cbm_k_basin
190 <item>cbm_k_bsout
191 <item>cbm_k_clrch
192 <item>cbm_load
193 <item>cbm_open
194 <item>cbm_opendir
195 <item>cbm_read
196 <item>cbm_readdir
197 <item>cbm_save
198 <item>cbm_write
199 <item>get_tv
200 </itemize>
201
202
203 <sect1>Hardware access<p>
204
205 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
206 access to hardware located in the address space. Some variables are
207 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
208
209 <descrip>
210
211   <tag><tt/VIC/</tag>
212   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
213   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
214   directory for the declaration of the structure.
215
216   <tag><tt/SID/</tag>
217   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
218   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
219   for the declaration of the structure.
220
221   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
222   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
223   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
224   is explained in <tt/_6526.h/.
225
226   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
227   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
228
229 </descrip><p>
230
231
232
233 <sect>Loadable drivers<p>
234
235 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
236
237
238 <sect1>Graphics drivers<p>
239
240 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
241 the space below the I/O area and kernal ROM, so you can have hires graphics in
242 the standard setup without any memory loss or need for a changed
243 configuration.
244
245 <descrip>
246   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
247   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
248   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
249   palette of the 16 C64 colors).
250 </descrip><p>
251
252 Note that the graphics drivers are incompatible with the
253 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
254  <tt/c64-soft80.o/ software 80 columns conio driver.
255
256 <sect1>Extended memory drivers<p>
257
258 <descrip>
259
260   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
261   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
262   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
263
264   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
265   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
266   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
267
268   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
269   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
270   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
271   up to 2048KB of RAM.
272
273   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
274   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
275   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
276
277   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
278   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
279   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
280   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
281
282   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
283   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
284   Will test the hardware for the available RAM.
285
286   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
287   A driver for the CBM REUs. The driver will determine from the connected REU
288   if it supports 128KB of RAM or more. In the latter case, 256KB are assumed,
289   but since there are no range checks, the application can use more memory if
290   it has better knowledge about the hardware than the driver.
291
292   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
293   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
294   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
295   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
296   pages of 256 bytes each.
297
298   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
299   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
300   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
301
302 </descrip><p>
303
304
305 <sect1>Joystick drivers<p>
306
307 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
308
309 <descrip>
310
311   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
312   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
313   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
314   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
315
316   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
317   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
318   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/hardwstart.htm"> for prices and
319   building instructions. Up to four joysticks are supported.
320
321   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
322   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
323   the C64.
324
325   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
326   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
327   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
328
329 </descrip><p>
330
331
332 <sect1>Mouse drivers<p>
333
334 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
335
336 <descrip>
337
338   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
339   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
340
341   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
342   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
343   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
344   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
345   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
346
347   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
348   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
349   #1 of the C64.
350
351   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
352   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
353   the C64.
354
355 </descrip><p>
356
357
358 <sect1>RS232 device drivers<p>
359
360 <descrip>
361
362   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
363   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
364   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
365   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
366   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
367   flow control because of a full buffer.
368
369 </descrip><p>
370
371
372
373 <sect>Limitations<p>
374
375
376
377 <sect>Other hints<p>
378
379
380 <sect1>Escape code<p>
381
382 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
383
384
385 <sect1>Passing arguments to the program<p>
386
387 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
388 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
389
390 <tscreen><verb>
391     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
392 </verb></tscreen>
393
394 <enum>
395 <item>Arguments are separated by spaces.
396 <item>Arguments may be quoted.
397 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
398       a quoted argument are allowed.
399 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
400 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
401       supported.
402 </enum>
403
404
405 <sect1>Program return code<p>
406
407 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
408 <tt/ST/ variable.
409
410
411 <sect1>Interrupts<p>
412
413 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
414 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
415 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
416 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
417 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
418
419
420
421 <sect>License<p>
422
423 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
424 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
425 arising from the use of this software.
426
427 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
428 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
429 freely, subject to the following restrictions:
430
431 <enum>
432 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
433         claim that you wrote the original software. If you use this software
434         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
435         appreciated but is not required.
436 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
437         be misrepresented as being the original software.
438 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
439         distribution.
440 </enum>
441
442 </article>