]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Merge pull request #629 from blackystardust/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"><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_c128
179 <item>detect_c64dtv
180 <item>detect_scpu
181 <item>get_c128_speed
182 <item>get_c64dtv_speed
183 <item>get_scpu_speed
184 <item>set_c128_speed
185 <item>set_c64dtv_speed
186 <item>set_scpu_speed
187 </itemize>
188
189
190 <sect1>CBM-specific functions<p>
191
192 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
193 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
194 declaration and usage.
195
196 <itemize>
197 <item>cbm_close
198 <item>cbm_closedir
199 <item>cbm_k_setlfs
200 <item>cbm_k_setnam
201 <item>cbm_k_load
202 <item>cbm_k_save
203 <item>cbm_k_open
204 <item>cbm_k_close
205 <item>cbm_k_readst
206 <item>cbm_k_chkin
207 <item>cbm_k_ckout
208 <item>cbm_k_basin
209 <item>cbm_k_bsout
210 <item>cbm_k_clrch
211 <item>cbm_load
212 <item>cbm_open
213 <item>cbm_opendir
214 <item>cbm_read
215 <item>cbm_readdir
216 <item>cbm_save
217 <item>cbm_write
218 <item>get_tv
219 </itemize>
220
221
222 <sect1>Hardware access<p>
223
224 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
225 access to hardware located in the address space. Some variables are
226 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
227
228 <descrip>
229
230   <tag><tt/VIC/</tag>
231   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
232   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
233   directory for the declaration of the structure.
234
235   <tag><tt/SID/</tag>
236   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
237   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
238   for the declaration of the structure.
239
240   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
241   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
242   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
243   is explained in <tt/_6526.h/.
244
245   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
246   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
247
248 </descrip><p>
249
250
251
252 <sect>Loadable drivers<p>
253
254 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
255
256
257 <label id="graphics-drivers">
258 <sect1>Graphics drivers<p>
259
260 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
261 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
262 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
263
264 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
265 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
266 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
267 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
268 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
269
270 <tscreen><verb>
271 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
272 </verb></tscreen>
273
274 <descrip>
275   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
276   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
277   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
278   palette of the 16 C64 colors).
279 </descrip><p>
280
281 Note that the graphics drivers are incompatible with the
282 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
283  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
284
285
286 <sect1>Extended memory drivers<p>
287
288 <descrip>
289
290   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
291   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
292   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
293
294   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
295   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
296   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
297
298   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
299   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
300   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
301
302   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
303   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
304   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
305   up to 2048KB of RAM.
306
307   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
308   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
309   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
310
311   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
312   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
313   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
314   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
315
316   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
317   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
318   Will test the hardware for the available RAM.
319
320   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
321   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
322   out how much RAM is present.
323
324   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
325   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
326   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
327   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
328   pages of 256 bytes each.
329
330   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
331   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
332   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
333
334 </descrip><p>
335
336
337 <sect1>Joystick drivers<p>
338
339 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
340
341 <descrip>
342
343   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
344   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
345   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
346   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
347
348   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
349   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
350   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
351   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
352   joysticks are supported.
353
354   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
355   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
356   the C64.
357
358   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
359   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
360   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
361
362 </descrip><p>
363
364
365 <sect1>Mouse drivers<p>
366
367 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
368 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
369
370 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
371
372 <descrip>
373
374   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
375   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
376
377   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
378   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
379   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
380   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
381   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
382
383   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
384   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
385   #1 of the C64.
386
387   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
388   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
389   the C64.
390
391 </descrip><p>
392
393
394 <sect1>RS232 device drivers<p>
395
396 <descrip>
397
398   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
399   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
400   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
401   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
402   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
403   flow control because of a full buffer.
404
405 </descrip><p>
406
407
408
409 <sect>Limitations<p>
410
411
412
413 <sect>Other hints<p>
414
415
416 <sect1>Escape code<p>
417
418 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
419
420
421 <sect1>Passing arguments to the program<p>
422
423 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
424 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
425
426 <tscreen><verb>
427     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
428 </verb></tscreen>
429
430 <enum>
431 <item>Arguments are separated by spaces.
432 <item>Arguments may be quoted.
433 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
434       a quoted argument are allowed.
435 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
436 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
437       supported.
438 </enum>
439
440
441 <sect1>Program return code<p>
442
443 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
444 <tt/ST/ variable.
445
446
447 <sect1>Interrupts<p>
448
449 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
450 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
451 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
452 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
453 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
454
455
456
457 <sect>License<p>
458
459 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
460 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
461 arising from the use of this software.
462
463 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
464 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
465 freely, subject to the following restrictions:
466
467 <enum>
468 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
469         claim that you wrote the original software. If you use this software
470         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
471         appreciated but is not required.
472 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
473         be misrepresented as being the original software.
474 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
475         distribution.
476 </enum>
477
478 </article>