]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/apple2.sgml
68d938cf89f3fefd4d1cbd732e3ec0c51cb14410
[cc65] / doc / apple2.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4
5 <title>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific information for cc65
6 <author>Oliver Schmidt, <htmlurl url="mailto:ol.sc@web.de" name="ol.sc@web.de">
7 <date>2009-10-07
8
9 <abstract>
10 An overview over the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; runtime system as it is
11 implemented for the cc65 C 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 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; runtime system
22 as it comes with the cc65 C compiler. It describes the memory layout,
23 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific header files, available drivers, and any
24 pitfalls specific to that platform.
25
26 Please note that Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific functions are just mentioned
27 here, they are described in detail in the separate <htmlurl url="funcref.html"
28 name="function reference">. Even functions marked as "platform dependent" may
29 be available on more than one platform. Please see the function reference for
30 more information.
31
32
33
34 <sect>Binary format<p>
35
36 The standard binary file format generated by the linker for the
37 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; target is a binary program with a 4 byte DOS 3.3 header
38 containing the load address and load length. The default load address is
39 &dollar;803.
40
41 <bf/AppleCommander 1.3.5/ or later (available at <url
42 url="http://applecommander.sourceforge.net/">) includes the option <tt/-cc65/
43 that allows to put binary files with a DOS 3.3 header onto disk images
44 containing DOS 3.3 as well as ProDOS 8.
45
46 For ProDOS 8 system programs the load address is fixed to &dollar;2000 so there
47 is no need for a header. Thus the linker configuration
48 <htmlurl url="apple2-4.html#ss4.3" name="apple2-system.cfg"> for those programs
49 omits the DOS 3.3 header. The right AppleCommander option to put system files
50 without a header on a ProDOS 8 disk image is <tt/-p/.
51
52
53 <sect>Memory layout<p>
54
55 In the standard setup, cc65 generated programs use the memory from
56 &dollar;803 to &dollar;95FF, so 35.5 KB of RAM are available.
57
58 Special locations:
59
60 <descrip>
61
62   <tag/Stack/
63   The C runtime stack is located at HIMEM and grows downwards, regardless of
64   how your linker config file is setup.
65
66   <tag/Heap/
67   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
68   runtime stack.
69
70 </descrip><p>
71
72 While running <tt/main()/ the Language Card bank 2 is enabled for read access.
73 However while running module constructors/destructors the Language Card is disabled.
74
75 Enabling the Language Card allows to use it as additional memory for cc65
76 generated code. However code is never automatically placed there. Rather code
77 needs to be explicitly placed in the Language Card either per file by compiling
78 with <tt/--code-name HIGHCODE/ or per function by enclosing in <tt/#pragma
79 code-name (push, "HIGHCODE")/ and <tt/#pragma code-name (pop)/. In either case the
80 cc65 runtime system takes care of actually moving the code into the Language
81 Card.
82
83 The amount of memory available in the Language Card for generated code depends
84 on the chosen <htmlurl url="apple2-4.html" name="linker configuration">.
85
86
87
88 <sect>Linker configurations<p>
89
90 The ld65 linker comes with a builtin config file for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;,
91 which is used via <tt/-t apple2/ (and displayed via <tt/--dump-config apple2/).
92 The apple2 package comes with additional secondary linker config files, which
93 are used via <tt/-C &lt;configfile&gt;/.
94
95
96 <sect1>builtin config file<p>
97
98 Default configuration optimized for a binary program running on ProDOS 8 with
99 BASIC.SYSTEM. A plain vanilla ProDOS 8 doesn't actually use the Language Card
100 bank 2 memory from &dollar;D400 to &dollar;DFFF.
101
102 <descrip>
103
104   <tag><tt/RAM:/ Main memory area</tag>
105   From &dollar;803 to &dollar;95FF (35.5 KB)
106
107   <tag><tt/LC:/ Language Card memory area</tag>
108   From &dollar;D400 to &dollar;DFFF (3 KB)
109
110   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
111   Variable (default: &dollar;803)
112
113   <tag><tt/HEADER:/ Binary file header</tag>
114   DOS 3.3 header (address and length)
115
116 </descrip><p>
117
118
119 <sect1><tt/apple2-dos33.cfg/<p>
120
121 Configuration optimized for a binary program running on DOS 3.3. A plain
122 vanilla DOS 3.3 doesn't make use of the Language Card at all.
123
124 <descrip>
125
126   <tag><tt/RAM:/ Main memory area</tag>
127   From &dollar;803 to &dollar;95FF (35.5 KB)
128
129   <tag><tt/LC:/ Language Card memory area</tag>
130   From &dollar;D000 to &dollar;FFFF (12 KB)
131
132   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
133   Variable (default: &dollar;803)
134
135   <tag><tt/HEADER:/ Binary file header</tag>
136   DOS 3.3 header (address and length)
137
138 </descrip><p>
139
140
141 <sect1><tt/apple2-system.cfg/<p>
142
143 Configuration for a system program running on ProDOS 8.
144
145 <descrip>
146
147   <tag><tt/RAM:/ Main memory area</tag>
148   From &dollar;2000 to &dollar;BEFF (39.75 KB)
149
150   <tag><tt/LC:/ Language Card memory area</tag>
151   From &dollar;D400 to &dollar;DFFF (3 KB)
152
153   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
154   Fixed (&dollar;2000)
155
156   <tag><tt/HEADER:/ Binary file header</tag>
157   None
158
159 </descrip><p>
160
161
162 <sect1><tt/apple2-loader.cfg/<p>
163
164 Configuration optimized for a binary program running on ProDOS 8 without
165 BASIC.SYSTEM. Intended to be used with <bf/LOADER.SYSTEM - an
166 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; ProDOS 8 loader for cc65 programs/, which is available
167 in the cc65 User Contributions section.
168
169 A program loaded by LOADER.SYSTEM works like a ProDOS 8 system program but
170 isn't tied to the start adress &dollar;2000. Thus with the default start
171 address &dollar;800 the main memory area is increased by 6 KB.
172
173 <descrip>
174
175   <tag><tt/RAM:/ Main memory area</tag>
176   From &dollar;800 to &dollar;BEFF (45.75 KB)
177
178   <tag><tt/LC:/ Language Card memory area</tag>
179   From &dollar;D400 to &dollar;DFFF (3 KB)
180
181   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
182   Variable (default: &dollar;800)
183
184   <tag><tt/HEADER:/ Binary file header</tag>
185   DOS 3.3 header (address and length)
186
187 </descrip><p>
188
189
190 <sect1><tt/apple2-reboot.cfg/<p>
191
192 Configuration optimized for a binary program running on ProDOS 8 without
193 BASIC.SYSTEM. Intended to be used with <bf/LOADER.SYSTEM - an
194 Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; ProDOS 8 loader for cc65 programs/ (see above) together
195 with the function <tt/rebootafterexit()/.
196
197 If a ProDOS 8 system program doesn't quit to the ProDOS 8 dispatcher but rather
198 reboots the machine after exit then a plain vanilla ProDOS 8 doesn't make use of
199 the Language Card bank 2 at all.
200
201 This setup makes nearly 50 KB available to a cc65 program - on a 64 KB machine!
202
203 <descrip>
204
205   <tag><tt/RAM:/ Main memory area</tag>
206   From &dollar;800 to &dollar;BEFF (45.75 KB)
207
208   <tag><tt/LC:/ Language Card memory area</tag>
209   From &dollar;D000 to &dollar;DFFF (4 KB)
210
211   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
212   Variable (default: &dollar;800)
213
214   <tag><tt/HEADER:/ Binary file header</tag>
215   DOS 3.3 header (address and length)
216
217 </descrip><p>
218
219
220
221 <sect>ProDOS 8 system programs<p>
222
223 ProDOS 8 system programs are always loaded to the start adress &dollar;2000.
224 For cc65 programs this means that the 6 KB from &dollar;800 to &dollar;2000 are
225 by default unused. There are however several options to make use of that memory
226 range.
227
228
229 <sect1>LOADER.SYSTEM<p>
230
231 The easiest (and for really large programs in fact the only) way to have a cc65
232 program use the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 is to link it as binary
233 (as opposed to system) program using the linker configuration
234 <htmlurl url="apple2-4.html#ss4.4" name="apple2-loader.cfg"> with start address
235 &dollar;800 and load it with <bf/LOADER.SYSTEM - an Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;
236 ProDOS 8 loader for cc65 programs/. The program then works like a system program
237 (i.e. quits to the ProDOS dispatcher).
238
239 Using LOADER.SYSTEM is as simple as copying it to the ProDOS 8 directory of the
240 program to load under name &lt;program&gt;.SYSTEM as a system program. For
241 example the program <tt/MYPROG/ is loaded by <tt/MYPROG.SYSTEM/.
242
243
244 <sect1>Heap<p>
245
246 If the cc65 program can be successully linked as system program using the linker
247 configuration <htmlurl url="apple2-4.html#ss4.3" name="apple2-system.cfg"> but
248 uses the heap either explicitly or implicitly (i.e. by loading a driver) then
249 the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 can be added to the heap by calling
250 <tt/_heapadd ((void *) 0x0800, 0x1800);/ at the beginning of <tt/main()/.
251
252
253 <sect1>ProDOS 8 I/O buffers<p>
254
255 ProDOS 8 requires for every open file a page-aligned 1 KB I/O buffer. By default
256 these buffers are allocated by the cc65 runtime system on the heap using
257 <tt/posix_memalign()/. While this is generally the best solution it means quite
258 some overhead for (especially rather small) cc65 programs which do open files
259 but don't make use of the heap otherwise.
260
261 The apple2 package comes with the alternative ProDOS 8 I/O buffer allocation
262 module <tt/apple2-iobuf-0800.o/ which uses the memory between &dollar;800 and
263 the program start address for the 1 KB I/O buffers. For system programs (with
264 start address &dollar;2000) this results in up to 6 I/O buffers and thus up to 6
265 concurrently open files.
266
267 While using <tt/_heapadd()/ as described in the section above together with the
268 default I/O buffer allocation basically yields the same placement of I/O buffers
269 in memory the primary benefit of <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is a reduction in code
270 size - and thus program file size - of more than 1400 bytes.
271
272 Using <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is as simple as placing it on the linker command 
273 line like this:
274
275 <tscreen><verb>
276 cl65 -t apple2 -C apple2-system.cfg myprog.c apple2-iobuf-0800.o
277 </verb></tscreen>
278
279
280
281 <sect>Platform specific header files<p>
282
283 Programs containing Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific code may use the
284 <tt/apple2.h/ header file.
285
286
287 <sect1>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific functions<p>
288
289 The functions listed below are special for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;. See
290 the <htmlurl url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and
291 usage.
292
293 <itemize>
294 <item>_dos_type
295 <item>get_ostype
296 <item>rebootafterexit
297 </itemize>
298
299
300 <sect1>Hardware access<p>
301
302 There's currently no support for direct hardware access. This does not mean
303 you cannot do it, it just means that there's no help.
304
305
306
307 <sect>Loadable drivers<p>
308
309
310 <sect1>Graphics drivers<p>
311
312 <descrip>
313
314   <tag><tt/a2.lo.tgi/</tag>
315   This driver features a resolution of 40&times;48 with 16 colors.
316
317   <tag><tt/a2.hi.tgi/</tag>
318   This driver features a resolution of 280&times;192 with 8 colors and two
319   hires pages. Note that programs using this driver will have to be linked
320   with <tt/--start-addr $4000/ to reserve the first hires page or with
321   <tt/--start-addr $6000/ to reserve both hires pages.
322   
323   In memory constrained situations the memory from &dollar;803 to &dollar;1FFF
324   can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0803, 0x17FD);/
325   at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
326   doesn't use the the heap explicitly because loading the driver (and in fact
327   already opening the driver file) uses the heap implicitly.
328
329 </descrip><p>
330
331
332 <sect1>Extended memory drivers<p>
333
334 <descrip>
335
336   <tag><tt/a2.auxmem.emd/</tag>
337   Gives access to 47,5 KB RAM (190 pages of 256 bytes each) on an Extended
338   80-Column Text Card.
339   
340   Note that this driver doesn't check for the actual existence of the memory
341   and that it doesn't check for ProDOS 8 RAM disk content!
342
343 </descrip><p>
344
345
346 <sect1>Joystick drivers<p>
347
348 <descrip>
349
350   <tag><tt/a2.stdjoy.joy/</tag>
351   Supports up to two standard analog joysticks connected to the game port of
352   the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;.
353
354 </descrip><p>
355
356
357 <sect1>Mouse drivers<p>
358
359 <descrip>
360
361   <tag><tt/a2.stdmou.mou/</tag>
362   Driver for the AppleMouse&nbsp;II Card. Searches all Apple&nbsp;II slots
363   for an AppleMouse&nbsp;II Card compatible firmware. The default bounding
364   box is &lsqb;0..279,0..191&rsqb;.
365   
366   Programs using this driver will have to be linked with <tt/--start-addr $4000/
367   to reserve the first hires page if they are intended to run on an
368   Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; (in contrast to an Apple&nbsp;//e) because the
369   AppleMouse&nbsp;II Card firmware writes to the hires page when initializing
370   on that machine.
371
372   Note that the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; default mouse callbacks support text
373   mode only.
374
375 </descrip><p>
376
377
378 <sect1>RS232 device drivers<p>
379
380 <descrip>
381
382   <tag><tt/a2.ssc.ser/</tag>
383   Driver for the Apple&nbsp;II Super Serial Card. Supports up to 19200 baud,
384   hardware flow control (RTS/CTS) and interrupt driven receives. Note
385   that because of the peculiarities of the 6551 chip transmits are not
386   interrupt driven, and the transceiver blocks if the receiver asserts
387   flow control because of a full buffer.
388
389   The driver defaults to slot 2. Call <tt/ser_ioctl(0, &lt;slot&gt;)/ prior to
390   <tt/ser_open()/ in order to select a different slot. <tt/ser_ioctl()/
391   succeeds for all Apple&nbsp;II slots, but <tt/ser_open()/ fails with
392   <tt/SER_ERR_NO_DEVICE/ if there's no SSC firmware found in the selected slot.
393
394 </descrip><p>
395
396
397
398 <sect>Limitations<p>
399
400
401 <sect1>DOS 3.3<p>
402
403 Although the standard binaries generated by the linker for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;
404 generally run both on DOS 3.3 (with Applesoft BASIC) and on ProDOS 8 (with
405 BASIC.SYSTEM) there are some limitations for DOS 3.3:
406
407 <descrip>
408
409   <tag>Disk File I/O</tag>
410   There's no disk file I/O support. Any attempt to use it yields an error with
411   <tt/errno/ set to <tt/ENOSYS/. This implicitly means that loadable drivers
412   are in general not functional as they depend on disk file I/O. However they
413   may be converted to statically linked drivers using the co65 object-file
414   converter.
415
416   <tag/Interrupts/
417   There's no <tt/interruptor/ support. Any attempt to use it yields the message
418   'FAILED TO ALLOC INTERRUPT' on program startup. This implicitly means that
419   <tt/a2.stdmou.mou/ and <tt/a2.ssc.ser/ are not functional as they depend on
420   interrupts.
421   
422 </descrip><p>
423
424
425 <sect1>DIO<p>
426
427 Although <htmlurl url="dio.html" name="DIO"> generally works with all ProDOS 8
428 devices, the function <htmlurl url="dio-3.html" name="dio_query_sectcount()">
429 simply always return 280 (which is only correct for a 140 KB disk).
430
431
432 <sect1>Direct console I/O<p>
433
434 <descrip>
435
436   <tag/Color/
437   The Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; has no color text mode. Therefore the functions
438   <htmlurl url="funcref-205.html" name="textcolor()">,
439   <htmlurl url="funcref-68.html" name="bgcolor()"> and
440   <htmlurl url="funcref-69.html" name="bordercolor()"> have no effect.
441
442   <tag/Cursor/
443   The Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; has no hardware cursor. Therefore the function
444   <htmlurl url="funcref-88.html" name="cursor()"> has no effect.
445
446 </descrip><p>
447
448
449
450 <sect>Other hints<p>
451
452
453 <sect1>Passing arguments to the program<p>
454
455 Command line arguments can be passed to <tt/main()/ after BLOAD. Since this is not
456 supported by BASIC, the following syntax was chosen:
457
458 <tscreen><verb>
459 ]CALL2051:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
460 </verb></tscreen>
461
462 <enum>
463 <item>Arguments are separated by spaces.
464 <item>Arguments may be quoted.
465 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
466       a quoted argument are allowed.
467 <item>The first argument passed to <tt/main/ is the program name.
468 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
469       supported.
470 </enum>
471
472
473 <sect1>Interrupts<p>
474
475 The runtime for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; uses routines marked as <tt/.CONDES/
476 type <tt/interruptor/ for ProDOS 8 interrupt handlers. Such routines must be
477 written as simple machine language subroutines and will be called automatically
478 by the interrupt handler code when they are linked into a program. See the
479 discussion of the <tt/.CONDES/ feature in the <htmlurl url="ca65.html"
480 name="assembler manual">.
481
482
483 <sect1>DIO<p>
484
485 The function <htmlurl url="dio-1.html" name="dio_open()"> has the single parameter
486 <tt/drive_id/ to identify the drive to be opened. Therefore an Apple&nbsp;II
487 slot and drive pair is mapped to that <tt/drive_id/ according to the formula
488
489 <verb>
490     drive_id = (slot * 2) + (drive - 1)
491 </verb>
492
493 so that for example slot 6 drive 1 is mapped to <tt/drive_id/ 12.
494
495 The function <htmlurl url="dio-1.html" name="dio_open()"> succeeds only if a
496 formatted disk is present in the drive. However intentionally no check is
497 performed on the presence of a ProDOS 8 disk. Therefore access to all standard
498 16-sector disks (as for instance DOS 3.3) is possible.
499
500
501
502 <sect>Bugs/Feedback<p>
503
504 If you have problems using the library, if you find any bugs, or if you're
505 doing something interesting with it, I would be glad to hear from you. Feel
506 free to contact me by email (<htmlurl url="mailto:uz@cc65.org"
507 name="uz@cc65.org">).
508
509
510
511 <sect>License<p>
512
513 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
514 warranty. In no event will the authors be held liable for any damages
515 arising from the use of this software.
516
517 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
518 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
519 freely, subject to the following restrictions:
520
521 <enum>
522 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
523         claim that you wrote the original software. If you use this software
524         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
525         appreciated but is not required.
526 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
527         be misrepresented as being the original software.
528 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
529         distribution.
530 </enum>
531
532 </article>