]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/apple2.sgml
Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into creativision
[cc65] / doc / apple2.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4
5 <title>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific information for cc65
6 <author><url url="mailto:ol.sc@web.de" name="Oliver Schmidt">
7 <date>2014-04-10
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 <url 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 <ref id="apple-sys-cfg" 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 LC/ or per function by enclosing in <tt/#pragma code-name
79 (push, "LC")/ and <tt/#pragma code-name (pop)/. In either case the cc65 runtime
80 system takes care of actually moving the code into the Language Card.
81
82 The amount of memory available in the Language Card for generated code depends
83 on the <ref id="link-configs" name="linker configuration"> parameters. There are
84 several usefull settings:
85
86 <descrip>
87
88   <tag>LC address: &dollar;D400, LC size: &dollar;C00</tag>
89   For plain vanilla ProDOS 8 which doesn't actually use the Language Card bank 2
90   memory from &dollar;D400 to &dollar;DFFF. This is the default setting.
91
92   <tag>LC address: &dollar;D000, LC size: &dollar;1000</tag>
93   For ProDOS 8 together with the function <tt/rebootafterexit()/. If a program
94   doesn't quit to the ProDOS 8 dispatcher but rather reboots the machine after
95   exit then a plain vanilla ProDOS 8 doesn't make use of the Language Card bank
96   2 at all.
97
98   <tag>LC address: &dollar;D000, LC size: &dollar;3000</tag>
99   For plain vanilla DOS 3.3 which doesn't make use of the Language Card at all.
100
101 </descrip><p>
102
103
104
105 <sect>Linker configurations<label id="link-configs"><p>
106
107 The ld65 linker comes with a default config file for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;,
108 which is used via <tt/-t apple2/.
109 The apple2 package comes with additional secondary linker config files, which
110 are used via <tt/-t apple2 -C &lt;configfile&gt;/.
111
112
113 <sect1>default config file (<tt/apple2.cfg/)<label id="apple-def-cfg"><p>
114
115 Default configuration for a binary program.
116
117 Parameters:
118
119 <descrip>
120
121   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
122   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
123
124   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
125   Default: DOS 3.3 header (address and length). Use <tt/-D __EXEHDR__=0/ to omit
126   the header.
127
128   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
129   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
130   stack size.
131
132   <tag><tt/__HIMEM__:/ Highest usable memory address presumed at link time</tag>
133   Default: &dollar;9600. Use <tt/-D __HIMEM__=&lt;addr&gt;/ to set a different
134   highest usable address.
135
136   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
137   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
138   code address.
139
140   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
141   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
142   code size.
143
144 </descrip><p>
145
146
147 <sect1><tt/apple2-system.cfg/<label id="apple-sys-cfg"><p>
148
149 Configuration for a system program running on ProDOS 8 and using the memory from
150 &dollar;2000 to &dollar;BEFF.
151
152 Parameters:
153
154 <descrip>
155
156   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
157   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
158   stack size.
159
160   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
161   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
162   code address.
163
164   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
165   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
166   code size.
167
168 </descrip><p>
169
170
171 <sect1><tt/apple2-overlay.cfg/<p>
172
173 Configuration for overlay programs with the up to nine overlays. The overlay files
174 don't include the DOS 3.3 header. See <tt>samples/overlaydemo.c</tt> for more
175 information on overlays.
176
177 Parameters:
178
179 <descrip>
180
181   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
182   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
183
184   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
185   Default: DOS 3.3 header (address and length). Use <tt/-D __EXEHDR__=0/ to omit
186   the header.
187
188   <tag><tt/__STACKSIZE__:/ C runtime stack size</tag>
189   Default: &dollar;800. Use <tt/-D __STACKSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
190   stack size.
191
192   <tag><tt/__HIMEM__:/ Highest usable memory address presumed at link time</tag>
193   Default: &dollar;9600. Use <tt/-D __HIMEM__=&lt;addr&gt;/ to set a different
194   highest usable address.
195
196   <tag><tt/__LCADDR__:/ Address of code in the Language Card</tag>
197   Default: &dollar;D400. Use <tt/-D __LCADDR__=&lt;addr&gt;/ to set a different
198   code address.
199
200   <tag><tt/__LCSIZE__:/ Size of code in the Language Card</tag>
201   Default: &dollar;C00. Use <tt/-D __LCSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
202   code size.
203
204   <tag><tt/__OVERLAYSIZE__:/ Size of code in the overlays</tag>
205   Default: &dollar;1000. Use <tt/-D __OVERLAYSIZE__=&lt;size&gt;/ to set a different
206   code size.
207
208 </descrip><p>
209
210
211 <sect1><tt/apple2-asm.cfg/<p>
212
213 Configuration for a assembler programs which don't need a special setup.
214
215 Parameters:
216
217 <descrip>
218
219   <tag><tt/STARTADDRESS:/ Program start address</tag>
220   Default: &dollar;803. Use <tt/-S &lt;addr&gt;/ to set a different start address.
221
222   <tag><tt/__EXEHDR__:/ Executable file header</tag>
223   Default: No header. Use <tt/-u __EXEHDR__ apple2.lib/ to add a DOS 3.3 header
224   (address and length).
225
226 </descrip><p>
227
228
229
230 <sect>ProDOS 8 system programs<p>
231
232 ProDOS 8 system programs are always loaded to the start address &dollar;2000.
233 For cc65 programs this means that the 6 KB from &dollar;800 to &dollar;2000 are
234 by default unused. There are however several options to make use of that memory
235 range.
236
237
238 <sect1>LOADER.SYSTEM<p>
239
240 The easiest (and for really large programs in fact the only) way to have a cc65
241 program use the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 is to link it as binary
242 (as opposed to system) program using the default linker configuration
243 <ref id="apple-def-cfg" name="apple2.cfg"> with <tt/__HIMEM__/ set to &dollar;BF00
244 and load it with the LOADER.SYSTEM utility. The program then works like a system
245 program (i.e. quits to the ProDOS dispatcher).
246
247 Using LOADER.SYSTEM is as simple as copying it to the ProDOS 8 directory of the
248 program to load under name &lt;program&gt;.SYSTEM as a system program. For
249 example the program <tt/MYPROG/ is loaded by <tt/MYPROG.SYSTEM/.
250
251
252 <sect1>Heap<p>
253
254 If the cc65 program can be successfully linked as system program using the linker
255 configuration <ref id="apple-sys-cfg" name="apple2-system.cfg">, but
256 uses the heap either explicitly or implicitly (i.e. by loading a driver) then
257 the memory from &dollar;800 to &dollar;2000 can be added to the heap by calling
258 <tt/_heapadd ((void *) 0x0800, 0x1800);/ at the beginning of <tt/main()/.
259
260
261 <sect1>ProDOS 8 I/O buffers<p>
262
263 ProDOS 8 requires for every open file a page-aligned 1 KB I/O buffer. By default
264 these buffers are allocated by the cc65 runtime system on the heap using
265 <tt/posix_memalign()/. While this is generally the best solution it means quite
266 some overhead for (especially rather small) cc65 programs which do open files
267 but don't make use of the heap otherwise.
268
269 The apple2 package comes with the alternative ProDOS 8 I/O buffer allocation
270 module <tt/apple2-iobuf-0800.o/ which uses the memory between &dollar;800 and
271 the program start address for the 1 KB I/O buffers. For system programs (with
272 start address &dollar;2000) this results in up to 6 I/O buffers and thus up to 6
273 concurrently open files.
274
275 While using <tt/_heapadd()/ as described in the section above together with the
276 default I/O buffer allocation basically yields the same placement of I/O buffers
277 in memory the primary benefit of <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is a reduction in code
278 size - and thus program file size - of more than 1400 bytes.
279
280 Using <tt/apple2-iobuf-0800.o/ is as simple as placing it on the linker command
281 line like this:
282
283 <tscreen><verb>
284 cl65 -t apple2 -C apple2-system.cfg myprog.c apple2-iobuf-0800.o
285 </verb></tscreen>
286
287
288
289 <sect>Platform specific header files<p>
290
291 Programs containing Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific code may use the
292 <tt/apple2.h/ header file.
293
294
295 <sect1>Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; specific functions<p>
296
297 The functions listed below are special for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;. See
298 the <url url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and
299 usage.
300
301 <itemize>
302 <item>_auxtype
303 <item>_dos_type
304 <item>_filetype
305 <item>get_ostype
306 <item>rebootafterexit
307 <item>ser_apple2_slot
308 <item>tgi_apple2_mix
309 </itemize>
310
311
312 <sect1>Hardware access<p>
313
314 There's currently no support for direct hardware access. This does not mean
315 you cannot do it, it just means that there's no help.
316
317
318
319 <sect>Loadable drivers<p>
320
321 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
322
323
324 <sect1>Graphics drivers<p>
325
326 <descrip>
327
328   <tag><tt/a2.lo.tgi (a2_lo_tgi)/</tag>
329   This driver features a resolution of 40&times;48 with 16 colors.
330
331   The function <tt/tgi_apple2_mix()/ allows to activate 4 lines of text. The
332   function clears the corresponding area at the bottom of the screen.
333
334   <tag><tt/a2.hi.tgi (a2_hi_tgi)/</tag>
335   This driver features a resolution of 280&times;192 with 8 colors and two
336   hires pages. Note that programs using this driver will have to be linked
337   with <tt/-S $4000/ to reserve the first hires page or with <tt/-S $6000/
338   to reserve both hires pages.
339
340   The function <tt/tgi_apple2_mix()/ allows to activate 4 lines of text. The
341   function doesn't clear the corresponding area at the bottom of the screen.
342
343   In memory constrained situations the memory from &dollar;803 to &dollar;1FFF
344   can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0803, 0x17FD);/
345   at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
346   doesn't use the the heap explicitly because loading the driver (and in fact
347   already opening the driver file) uses the heap implicitly.
348
349 </descrip><p>
350
351
352 <sect1>Extended memory drivers<p>
353
354 <descrip>
355
356   <tag><tt/a2.auxmem.emd (a2_auxmem_emd)/</tag>
357   Gives access to 47.5 KB RAM (190 pages of 256 bytes each) on an Extended
358   80-Column Text Card.
359
360   Note that this driver doesn't check for the actual existence of the memory
361   and that it doesn't check for ProDOS 8 RAM disk content!
362
363 </descrip><p>
364
365
366 <sect1>Joystick drivers<p>
367
368 <descrip>
369
370   <tag><tt/a2.stdjoy.joy (a2_stdjoy_joy)/</tag>
371   Supports up to two standard analog joysticks connected to the game port of
372   the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;.
373
374 </descrip><p>
375
376
377 <sect1>Mouse drivers<p>
378
379 <descrip>
380
381   <tag><tt/a2.stdmou.mou (a2_stdmou_mou)/</tag>
382   Driver for the AppleMouse&nbsp;II Card. Searches all Apple&nbsp;II slots
383   for an AppleMouse&nbsp;II Card compatible firmware. The default bounding
384   box is &lsqb;0..279,0..191&rsqb;.
385
386   Programs using this driver will have to be linked with <tt/-S $4000/
387   to reserve the first hires page if they are intended to run on an
388   Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; (in contrast to an Apple&nbsp;//e) because the
389   AppleMouse&nbsp;II Card firmware writes to the hires page when initializing
390   on that machine.
391
392   Note that the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; default mouse callbacks support text
393   mode only.
394
395 </descrip><p>
396
397
398 <sect1>RS232 device drivers<p>
399
400 <descrip>
401
402   <tag><tt/a2.ssc.ser (a2_ssc_ser)/</tag>
403   Driver for the Apple&nbsp;II Super Serial Card. Supports up to 19200 baud,
404   hardware flow control (RTS/CTS) and interrupt driven receives. Note
405   that because of the peculiarities of the 6551 chip transmits are not
406   interrupt driven, and the transceiver blocks if the receiver asserts
407   flow control because of a full buffer.
408
409   The driver defaults to slot 2. Call <tt/ser_apple2_slot()/ prior to
410   <tt/ser_open()/ in order to select a different slot. <tt/ser_apple2_slot()/
411   succeeds for all Apple&nbsp;II slots, but <tt/ser_open()/ fails with
412   <tt/SER_ERR_NO_DEVICE/ if there's no SSC firmware found in the selected slot.
413
414 </descrip><p>
415
416
417
418 <sect>Limitations<p>
419
420
421 <sect1>DOS 3.3<p>
422
423 Although the standard binaries generated by the linker for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb;
424 generally run both on DOS 3.3 (with Applesoft BASIC) and on ProDOS 8 (with
425 BASIC.SYSTEM) there are some limitations for DOS 3.3:
426
427 <descrip>
428
429   <tag>Disk File I/O</tag>
430   There's no disk file I/O support. Any attempt to use it yields an error with
431   <tt/errno/ set to <tt/ENOSYS/. This implicitly means that loadable drivers
432   are in general not functional as they depend on disk file I/O. Therefore the statically
433   linked drivers have to be used instead.
434
435   <tag/Interrupts/
436   There's no <tt/interruptor/ support. Any attempt to use it yields the message
437   'FAILED TO ALLOC INTERRUPT' on program startup. This implicitly means that
438   <tt/a2.stdmou.mou/ and <tt/a2.ssc.ser/ are not functional as they depend on
439   interrupts.
440
441 </descrip><p>
442
443
444 <sect1>Direct console I/O<p>
445
446 <descrip>
447
448   <tag/Color/
449   The Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; has no color text mode. Therefore the functions textcolor(),
450   bgcolor() and bordercolor() have no effect.
451
452 </descrip><p>
453
454
455
456 <sect>Other hints<p>
457
458
459 <sect1>Passing arguments to the program<p>
460
461 Command line arguments can be passed to <tt/main()/ after BLOAD. Since this is not
462 supported by BASIC, the following syntax was chosen:
463
464 <tscreen><verb>
465 ]CALL2051:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
466 </verb></tscreen>
467
468 <enum>
469 <item>Arguments are separated by spaces.
470 <item>Arguments may be quoted.
471 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
472       a quoted argument are allowed.
473 <item>The first argument passed to <tt/main/ is the program name.
474 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
475       supported.
476 </enum>
477
478
479 <sect1>Interrupts<p>
480
481 The runtime for the Apple&nbsp;&rsqb;&lsqb; uses routines marked as
482 <tt/.INTERRUPTOR/ for ProDOS 8 interrupt handlers. Such routines must be
483 written as simple machine language subroutines and will be called
484 automatically by the interrupt handler code when they are linked into a
485 program. See the discussion of the <tt/.CONDES/ feature in the <url
486 url="ca65.html" name="assembler manual">.
487
488
489 <sect1>DIO<p>
490
491 <descrip>
492
493   <tag/Drive ID/
494   The function <url url="dio.html#s1" name="dio_open()"> has the single
495   parameter <tt/device/ to identify the device to be opened. Therefore an
496   Apple&nbsp;II slot and drive pair is mapped to that <tt/device/ according
497   to the formula
498
499   <tscreen>
500     device = slot + (drive - 1) * 8
501   </tscreen>
502
503   so that for example slot 6 drive 2 is mapped to <tt/device/ 14.
504
505   <tag/Sector count/
506   The function <url url="dio.html#s3" name="dio_query_sectcount()"> returns
507   the correct sector count for all ProDOS 8 disks. However for any non-ProDOS 8
508   disk it simply always returns 280 (which is only correct for a 140 KB disk).
509   This condition is indicated by the <tt/_oserror/ value 82.
510
511 </descrip><p>
512
513
514
515 <sect>License<p>
516
517 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
518 warranty. In no event will the authors be held liable for any damages
519 arising from the use of this software.
520
521 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
522 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
523 freely, subject to the following restrictions:
524
525 <enum>
526 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
527         claim that you wrote the original software. If you use this software
528         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
529         appreciated but is not required.
530 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
531         be misrepresented as being the original software.
532 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
533         distribution.
534 </enum>
535
536 </article>