]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/internal.txt
Fixed type in target name (it is not supposed to be "geos-apple2") and adjusted the...
[cc65] / doc / internal.txt
1
2
3                             Internals doc for CC65
4
5
6
7 Stacks:
8 -------
9
10 The program stack used by programs compiled with CC65 is located in high
11 memory.  The stack starts there and grows down.  Arguments to functions, local
12 data etc are allocated on this stack, and deallocated when functions exit.
13
14 The program code and data is located in low memory. The heap is located
15 between the program code and the stack. The default size for the parameter
16 stack is 2K, you may change this for most platforms in the linker
17 configuration.
18
19 Note: The size of the stack is only needed if you use the heap, or if you
20 call the stack checking routine (_stkcheck) from somewhere in your program.
21
22 When calling other functions, the return address goes on the normal 6502
23 stack, *not* on the parameter stack.
24
25
26
27 Registers:
28 ----------
29
30 Since CC65 is a member of the Small-C family of compilers, it uses the notion
31 of a 'primary register'.  In the CC65 implementation, I used the AX register
32 pair as the primary register.  Just about everything interesting that the
33 library code does is done by somehow getting a value into AX, and then calling
34 some routine or other.  In places where Small-C would use a secondary
35 register, top-of-stack is used, so for instance two argument function like
36 integer-multiply work by loading AX, pushing it on the stack, loading the
37 second value, and calling the internal function.  The stack is popped, and the
38 result comes back in AX.
39
40
41
42 Calling sequences:
43 ------------------
44
45 C functions are called by pushing their args on the stack, and JSR'ing to the
46 entry point.  (See ex 1, below) If the function returns a value, it comes back
47 in AX.  NOTE!!!  A potentially significant difference between the CC65
48 environment and other C environments is that the CALLEE pops arguments, not
49 the CALLER.  (This is done so as to generate more compact code) In normal use,
50 this doesn't cause any problems, as the normal function entry/exit conventions
51 take care of popping the right number of things off the stack, but you may
52 have to worry about it when doing things like writing hand-coded assembly
53 language routines that take variable numbers of arguments.  More about that
54 later.
55
56 Ex 1:  Function call:  Assuming 'i' declared int and 'c' declared
57        char, the following C code
58
59         i = baz(i, c);
60
61        in absence of a prototype generates this assembler code.  I've added
62        the comments.
63
64         lda     _i              ; get 'i', low byte
65         ldx     _i+1            ; get 'i', hi byte
66         jsr     pushax          ; push it
67         lda     _c              ; get 'c'
68         ldx     #0              ; fill hi byte with 0
69         jsr     pushax          ; push it
70         ldy     #4              ; arg size
71         jsr     _baz            ; call the function
72         sta     _i              ; store the result
73         stx     _i+1
74
75        In presence of a prototype, the picture changes slightly, since the
76        compiler is able to do some optimizations:
77
78         lda     _i              ; get 'i', low byte
79         ldx     _i+1            ; get 'i', hi byte
80         jsr     pushax          ; push it
81         lda     _c              ; get 'c'
82         jsr     pusha           ; push it
83         jsr     _baz            ; call the function
84         sta     _i              ; store the result
85         stx     _i+1
86
87
88 Note that the two words of arguments to baz were popped before it exitted.
89 The way baz could tell how much to pop was by the argument count in Y at call
90 time.  Thus, even if baz had been called with 3 args instead of the 2 it was
91 expecting, that would not cause stack corruption.
92
93 There's another tricky part about all this, though.  Note that the args to baz
94 are pushed in FORWARD order, ie the order they appear in the C statement.
95 That means that if you call a function with a different number of args than it
96 was expecting, they wont end up in the right places, ie if you call baz, as
97 above, with 3 args, it'll operate on the LAST two, not the first two.
98
99
100
101 Symbols:
102 --------
103
104 CC65 does the usual trick of prepending an underbar ('_') to symbol names when
105 compiling them into assembler.  Therefore if you have a C function named
106 'bar', CC65 will define and refer to it as '_bar'.
107
108
109
110 Systems:
111 --------
112
113 Supported systems at this time are: C64, C128, Plus/4, CBM 500, CBM 600/700,
114 the newer PET machines (not 2001), Atari 8bit, and the Apple ][ (thanks to
115 Kevin Ruland, who did the port).
116
117 C16:    Works with unexpanded or memory expanded C16 and C116 machines.
118         However, a maximum of 32KB from the total memory is used. The Plus/4
119         target supports up to 64K of memory, but has a small code overhead
120         because of the banking routines involved. Apart from this additional
121         overhead, the Plus/4 target and the C16 target are the same. 16K
122         machines (unexpanded C16) have 12K of memory for C programs available,
123         machines with 32K or more have 28K available. The actual amount of
124         memory is auto detected.
125
126 C64:    The program runs in a memory configuration, where only the kernal ROM
127         is enabled. The text screen is expected at the usual place ($400), so
128         50K of memory are available to the program.
129
130 C128:   The startup code will reprogram the MMU, so that only the kernal ROM
131         is enabled. This means, there are 41K of memory available to the
132         program.
133
134 Plus/4: Works with bank switching so 59K of memory are available to the 
135         program.
136
137 CBM 500:
138         The C program runs in bank #0 and has a total of 48K memory available.
139         This is less than what is available on its bigger brothers (CBM
140         600/700) because the character data and video RAM is placed in the
141         execution bank (#0) to allow the use of sprites.
142
143 CBM 600/700:
144         The C program runs in a separate segment and has almost full 64K of
145         memory available.
146
147 PET:    The startup code will adjust the upper memory limit to the installed
148         memory. However, only linear memory is used, this limits the top to
149         $8000, so on a 8032 or similar machine, 31K of memory are available to
150         the program.
151
152 Apple ][:
153         The program starts at $803, end of RAM is $95FF, so 35.5K of memory
154         (including stack) are available to the program.
155
156 Atari:  The startup code will adjust the upper memory limit to the installed
157         memory detected at runtime. The programmer can adjust the upper memory
158         limit by setting the __RESERVED_MEMORY__ variable at link time. The
159         given __RESERVED_MEMORY__ value will be subtracted from the upper
160         memory limit used by the runtine. This memory could be used as graphics
161         memory, for example.
162         In the default case (no setting of __RESERVED_MEMORY__) the upper
163         memory limit is $9C1F (with Basic cartridge) and $BC1F (without
164         cartridge). The program starts at $2E00 by default.
165         These values are for a 48K or 64K machine.
166
167 Note: The above numbers do not mean that the remaining memory is unusable.
168 However, it is not linear memory and must be accessed by other, nonportable
169 methods. I'm thinking about a library extension that allows access to the
170 additional memory as a far heap, but these routines do not exist until now.
171
172
173
174 Inline Assembly:
175 ----------------
176
177 CC65 allows inline assembly by a special keyword named "asm". Inline assembly
178 looks like a function call. The string in parenthesis is output in the
179 assembler file.
180
181 Example, insert a break instruction into the code:
182
183         asm ("brk")
184
185 Beware: Be careful when inserting inline code since this may collide with
186 the work of the optimizer.
187
188
189
190 Pseudo variables:
191 -----------------
192
193 There are two special variables available named __AX__ and __EAX__. These
194 variables must never be declared (this gives an error), but may be used as any
195 other variable. However, accessing these variables will access the primary
196 register that is used by the compiler to evaluate expressions, return
197 functions results and pass parameters.
198
199 This feature is useful with inline assembly and macros. For example, a macro
200 that reads a CRTC register may be written like this:
201
202 #define wr(idx) (__AX__=(idx),          \
203                 asm ("sta $2000"),      \
204                 asm ("lda $2000"),      \
205                 asm ("ldx #$00"),       \
206                 __AX__)
207