]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
remote TABs in doc/ and test/
[cc65] / doc / c64.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4 <title>Commodore 64-specific information for cc65
5 <author><url url="mailto:uz@cc65.org" name="Ullrich von Bassewitz"><newline>
6 <url url="mailto:greg.king5@verizon.net" name="Greg King">
7
8 <abstract>
9 An overview over the C64 runtime system as it is implemented for the cc65 C
10 compiler.
11 </abstract>
12
13 <!-- Table of contents -->
14 <toc>
15
16 <!-- Begin the document -->
17
18 <sect>Overview<p>
19
20 This file contains an overview of the C64 runtime system as it comes with the
21 cc65 C compiler. It describes the memory layout, C64-specific header files,
22 available drivers, and any pitfalls specific to that platform.
23
24 Please note that C64-specific functions are just mentioned here, they are
25 described in detail in the separate <url url="funcref.html" name="function
26 reference">. Even functions marked as "platform dependent" may be available on
27 more than one platform. Please see the function reference for more
28 information.
29
30
31 <sect>Binary format<p>
32
33 The standard binary output format generated by the linker for the C64 target
34 is a machine language program with a one line BASIC stub, which calls the
35 machine language part via SYS. This means that a program can be loaded as
36 BASIC program and started with RUN. It is of course possible to change this
37 behaviour by using a modified startup file and linker config.
38
39
40 <sect>Memory layout<p>
41
42 cc65 generated programs with the default setup run with the I/O area and the
43 kernal ROM enabled (memory under the kernal may be used for graphics or as
44 extended memory - see the sections about graphics and extended memory
45 drivers). The BASIC ROM is disabled, which gives a usable memory range of
46 &dollar;0800 - &dollar;CFFF. This means that kernal entry points may be called
47 directly, but using the BASIC ROM is not possible without additional code.
48
49 Special locations:
50
51 <descrip>
52   <tag/Text screen/
53   The text screen is located at &dollar;400 (as in the standard setup).
54
55   <tag/Stack/
56   The C runtime stack is located at &dollar;CFFF and growing downwards.
57
58   <tag/Heap/
59   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
60   runtime stack.
61
62 </descrip><p>
63
64
65 <sect>Linker configurations<p>
66
67 The ld65 linker comes with a default config file for the Commodore&nbsp;64,
68 which is used via <tt/-t c64/. The
69 c64 package comes with additional secondary linker config files, which are
70 used via <tt/-t c64 -C &lt;configfile&gt;/.
71
72
73 <sect1>default config file (<tt/c64.cfg/)<p>
74
75 The default configuration is tailored to C programs. It supplies the load
76 address and a small BASIC stub that starts the compiled program using a SYS
77 command.
78
79
80 <sect1><tt/c64-asm.cfg/<p>
81
82 This configuration is made for assembler programmers who don't need a special
83 setup. The default start address is &dollar;801. It can be changed with the
84 linker command line option <tt/--start-addr/. All standard segments with the
85 exception of <tt/zeropage/ are written to the output file and a two byte load
86 address is prepended.
87
88 To use this config file, assemble with <tt/-t c64/ and link with <tt/-C
89 c64-asm.cfg/. The former will make sure that correct character translation is
90 in effect, while the latter supplies the actual config. When using <tt/cl65/,
91 use both command line options.
92
93 Sample command line for <tt/cl65/:
94
95 <tscreen><verb>
96 cl65 -o file.prg -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
97 </verb></tscreen>
98
99 To generate code that loads to &dollar;C000:
100
101 <tscreen><verb>
102 cl65 -o file.prg --start-addr $C000 -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
103 </verb></tscreen>
104
105 It is also possible to add a small BASIC header to the program, that uses SYS
106 to jump to the program entry point (which is the start of the code segment).
107 The advantage is that the program can be started using RUN.
108
109 To generate a program with a BASIC SYS header, use
110
111 <tscreen><verb>
112 cl65 -o file.prg -u __EXEHDR__ -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
113 </verb></tscreen>
114
115 Please note that in this case a changed start address doesn't make sense,
116 since the program must be loaded to the BASIC start address.
117
118 <sect>Extras<p>
119
120 <sect1>80 Columns conio driver<p>
121
122 The C64 package comes with an alternative software driven 80 columns
123 module <tt/c64-soft80.o/ which uses the memory under I/O between &dollar;D000
124 and &dollar;FF3F.
125
126 In memory constrained situations the memory from &dollar;400 to &dollar;7FF
127 can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0400, 0x0400);/
128 at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
129 doesn't use the the heap explicitly because loading a driver uses the heap implicitly.
130
131 Using <tt/c64-soft80.o/ is as simple as placing it on the linker command
132 line like this:
133
134 <tscreen><verb>
135 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80.o
136 </verb></tscreen>
137
138 Note that the soft80 conio driver is incompatible with the
139 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
140  <tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/ graphics driver.
141
142 <sect2>80 Columns conio driver (monochrome)<p>
143
144 In an (even more) memory constrained situation, a size optimized version of the
145 software driven 80 columns module may be used, which only supports one common
146 text color for the whole screen.
147
148 <tscreen><verb>
149 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80mono.o
150 </verb></tscreen>
151
152 <sect>Platform-specific header files<p>
153
154 Programs containing C64-specific code may use the <tt/c64.h/ or <tt/cbm.h/
155 header files. Using the later may be an option when writing code for more than
156 one CBM platform, since it includes <tt/c64.h/ and declares several functions
157 common to all CBM platforms.
158
159
160 <sect1>C64-specific functions<p>
161
162 The functions listed below are special for the C64. See the <url
163 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
164
165 <itemize>
166 <item>get_ostype
167 </itemize>
168
169
170 <sect1>C64-specific accelerator functions<p>
171
172 The functions listed below are accelerator functions for the C64. See the <url
173 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
174
175 <itemize>
176 <item>detect_c128
177 <item>detect_c64dtv
178 <item>detect_c65
179 <item>detect_chameleon
180 <item>detect_scpu
181 <item>detect_turbomaster
182 <item>get_c128_speed
183 <item>get_c64dtv_speed
184 <item>get_c65_speed
185 <item>get_chameleon_speed
186 <item>get_scpu_speed
187 <item>get_turbomaster_speed
188 <item>set_c128_speed
189 <item>set_c64dtv_speed
190 <item>set_c65_speed
191 <item>set_chameleon_speed
192 <item>set_scpu_speed
193 <item>set_turbomaster_speed
194 </itemize>
195
196
197 <sect1>CBM-specific functions<p>
198
199 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
200 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
201 declaration and usage.
202
203 <itemize>
204 <item>cbm_close
205 <item>cbm_closedir
206 <item>cbm_k_setlfs
207 <item>cbm_k_setnam
208 <item>cbm_k_load
209 <item>cbm_k_save
210 <item>cbm_k_open
211 <item>cbm_k_close
212 <item>cbm_k_readst
213 <item>cbm_k_chkin
214 <item>cbm_k_ckout
215 <item>cbm_k_basin
216 <item>cbm_k_bsout
217 <item>cbm_k_clrch
218 <item>cbm_k_tksa
219 <item>cbm_k_second
220 <item>cbm_load
221 <item>cbm_open
222 <item>cbm_opendir
223 <item>cbm_read
224 <item>cbm_readdir
225 <item>cbm_save
226 <item>cbm_write
227 <item>get_tv
228 </itemize>
229
230
231 <sect1>Hardware access<p>
232
233 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
234 access to hardware located in the address space. Some variables are
235 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
236
237 <descrip>
238
239   <tag><tt/VIC/</tag>
240   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
241   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
242   directory for the declaration of the structure.
243
244   <tag><tt/SID/</tag>
245   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
246   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
247   for the declaration of the structure.
248
249   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
250   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
251   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
252   is explained in <tt/_6526.h/.
253
254   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
255   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
256
257 </descrip><p>
258
259
260
261 <sect>Loadable drivers<p>
262
263 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
264
265
266 <label id="graphics-drivers">
267 <sect1>Graphics drivers<p>
268
269 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
270 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
271 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
272
273 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
274 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
275 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
276 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
277 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
278
279 <tscreen><verb>
280 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
281 </verb></tscreen>
282
283 <descrip>
284   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
285   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
286   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
287   palette of the 16 C64 colors).
288 </descrip><p>
289
290 Note that the graphics drivers are incompatible with the
291 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
292  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
293
294
295 <sect1>Extended memory drivers<p>
296
297 <descrip>
298
299   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
300   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
301   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
302
303   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
304   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
305   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
306
307   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
308   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
309   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
310
311   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
312   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
313   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
314   up to 2048KB of RAM.
315
316   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
317   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
318   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
319
320   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
321   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 47
322   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
323   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
324
325   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
326   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
327   Will test the hardware for the available RAM.
328
329   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
330   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
331   out how much RAM is present.
332
333   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
334   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
335   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
336   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
337   pages of 256 bytes each.
338
339   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
340   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
341   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
342
343 </descrip><p>
344
345
346 <sect1>Joystick drivers<p>
347
348 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
349
350 <descrip>
351
352   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
353   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
354   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
355   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
356
357   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
358   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
359   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
360   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
361   joysticks are supported.
362
363   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
364   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
365   the C64.
366
367   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
368   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
369   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
370
371 </descrip><p>
372
373
374 <sect1>Mouse drivers<p>
375
376 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
377 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
378
379 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
380
381 <descrip>
382
383   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
384   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
385
386   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
387   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
388   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
389   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
390   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
391
392   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
393   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
394   #1 of the C64.
395
396   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
397   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
398   the C64.
399
400 </descrip><p>
401
402
403 <sect1>RS232 device drivers<p>
404
405 <descrip>
406
407   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
408   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
409   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
410   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
411   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
412   flow control because of a full buffer.
413
414 </descrip><p>
415
416
417
418 <sect>Limitations<p>
419
420
421 <sect1>Realtime clock<p>
422
423 The realtime clock functions use the CIA1 TOD clock. As that clock only stores
424 the time but not the date, the date set by <tt/clock_settime()/ is simply stored
425 inside the C library for retrieval in the same program via <tt/clock_gettime()/.
426
427
428
429 <sect>Other hints<p>
430
431
432 <sect1>Escape code<p>
433
434 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
435
436
437 <sect1>Passing arguments to the program<p>
438
439 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
440 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
441
442 <tscreen><verb>
443     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
444 </verb></tscreen>
445
446 <enum>
447 <item>Arguments are separated by spaces.
448 <item>Arguments may be quoted.
449 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
450       a quoted argument are allowed.
451 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
452 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
453       supported.
454 </enum>
455
456
457 <sect1>Program return code<p>
458
459 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
460 <tt/ST/ variable.
461
462
463 <sect1>Interrupts<p>
464
465 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
466 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
467 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
468 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
469 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
470
471
472
473 <sect>License<p>
474
475 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
476 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
477 arising from the use of this software.
478
479 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
480 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
481 freely, subject to the following restrictions:
482
483 <enum>
484 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
485         claim that you wrote the original software. If you use this software
486         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
487         appreciated but is not required.
488 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
489         be misrepresented as being the original software.
490 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
491         distribution.
492 </enum>
493
494 </article>