]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Merge pull request #706 from xlar54/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>2018-05-14
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;FF3F.
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_c65
181 <item>detect_chameleon
182 <item>detect_scpu
183 <item>detect_turbomaster
184 <item>get_c128_speed
185 <item>get_c64dtv_speed
186 <item>get_c65_speed
187 <item>get_chameleon_speed
188 <item>get_scpu_speed
189 <item>get_turbomaster_speed
190 <item>set_c128_speed
191 <item>set_c64dtv_speed
192 <item>set_c65_speed
193 <item>set_chameleon_speed
194 <item>set_scpu_speed
195 <item>set_turbomaster_speed
196 </itemize>
197
198
199 <sect1>CBM-specific functions<p>
200
201 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
202 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
203 declaration and usage.
204
205 <itemize>
206 <item>cbm_close
207 <item>cbm_closedir
208 <item>cbm_k_setlfs
209 <item>cbm_k_setnam
210 <item>cbm_k_load
211 <item>cbm_k_save
212 <item>cbm_k_open
213 <item>cbm_k_close
214 <item>cbm_k_readst
215 <item>cbm_k_chkin
216 <item>cbm_k_ckout
217 <item>cbm_k_basin
218 <item>cbm_k_bsout
219 <item>cbm_k_clrch
220 <item>cbm_k_tksa
221 <item>cbm_k_second
222 <item>cbm_load
223 <item>cbm_open
224 <item>cbm_opendir
225 <item>cbm_read
226 <item>cbm_readdir
227 <item>cbm_save
228 <item>cbm_write
229 <item>get_tv
230 </itemize>
231
232
233 <sect1>Hardware access<p>
234
235 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
236 access to hardware located in the address space. Some variables are
237 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
238
239 <descrip>
240
241   <tag><tt/VIC/</tag>
242   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
243   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
244   directory for the declaration of the structure.
245
246   <tag><tt/SID/</tag>
247   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
248   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
249   for the declaration of the structure.
250
251   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
252   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
253   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
254   is explained in <tt/_6526.h/.
255
256   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
257   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
258
259 </descrip><p>
260
261
262
263 <sect>Loadable drivers<p>
264
265 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
266
267
268 <label id="graphics-drivers">
269 <sect1>Graphics drivers<p>
270
271 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
272 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
273 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
274
275 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
276 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
277 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
278 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
279 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
280
281 <tscreen><verb>
282 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
283 </verb></tscreen>
284
285 <descrip>
286   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
287   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
288   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
289   palette of the 16 C64 colors).
290 </descrip><p>
291
292 Note that the graphics drivers are incompatible with the
293 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
294  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
295
296
297 <sect1>Extended memory drivers<p>
298
299 <descrip>
300
301   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
302   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
303   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
304
305   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
306   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
307   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
308
309   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
310   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
311   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
312
313   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
314   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
315   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
316   up to 2048KB of RAM.
317
318   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
319   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
320   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
321
322   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
323   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 47
324   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
325   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
326
327   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
328   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
329   Will test the hardware for the available RAM.
330
331   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
332   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
333   out how much RAM is present.
334
335   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
336   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
337   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
338   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
339   pages of 256 bytes each.
340
341   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
342   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
343   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
344
345 </descrip><p>
346
347
348 <sect1>Joystick drivers<p>
349
350 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
351
352 <descrip>
353
354   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
355   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
356   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
357   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
358
359   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
360   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
361   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
362   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
363   joysticks are supported.
364
365   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
366   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
367   the C64.
368
369   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
370   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
371   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
372
373 </descrip><p>
374
375
376 <sect1>Mouse drivers<p>
377
378 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
379 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
380
381 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
382
383 <descrip>
384
385   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
386   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
387
388   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
389   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
390   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
391   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
392   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
393
394   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
395   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
396   #1 of the C64.
397
398   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
399   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
400   the C64.
401
402 </descrip><p>
403
404
405 <sect1>RS232 device drivers<p>
406
407 <descrip>
408
409   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
410   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
411   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
412   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
413   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
414   flow control because of a full buffer.
415
416 </descrip><p>
417
418
419
420 <sect>Limitations<p>
421
422
423
424 <sect>Other hints<p>
425
426
427 <sect1>Escape code<p>
428
429 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
430
431
432 <sect1>Passing arguments to the program<p>
433
434 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
435 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
436
437 <tscreen><verb>
438     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
439 </verb></tscreen>
440
441 <enum>
442 <item>Arguments are separated by spaces.
443 <item>Arguments may be quoted.
444 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
445       a quoted argument are allowed.
446 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
447 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
448       supported.
449 </enum>
450
451
452 <sect1>Program return code<p>
453
454 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
455 <tt/ST/ variable.
456
457
458 <sect1>Interrupts<p>
459
460 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
461 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
462 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
463 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
464 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
465
466
467
468 <sect>License<p>
469
470 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
471 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
472 arising from the use of this software.
473
474 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
475 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
476 freely, subject to the following restrictions:
477
478 <enum>
479 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
480         claim that you wrote the original software. If you use this software
481         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
482         appreciated but is not required.
483 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
484         be misrepresented as being the original software.
485 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
486         distribution.
487 </enum>
488
489 </article>