]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Merge pull request #283 from polluks/sp65
[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">
7 <date>2014-04-14
8
9 <abstract>
10 An overview over the C64 runtime system as it is implemented for the cc65 C
11 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 C64 runtime system as it comes with the
22 cc65 C compiler. It describes the memory layout, C64-specific header files,
23 available drivers, and any pitfalls specific to that platform.
24
25 Please note that C64-specific functions are just mentioned here, they are
26 described in detail in the separate <url url="funcref.html" name="function
27 reference">. Even functions marked as "platform dependent" may be available on
28 more than one platform. Please see the function reference for more
29 information.
30
31
32 <sect>Binary format<p>
33
34 The standard binary output format generated by the linker for the C64 target
35 is a machine language program with a one line BASIC stub, which calls the
36 machine language part via SYS. This means that a program can be loaded as
37 BASIC program and started with RUN. It is of course possible to change this
38 behaviour by using a modified startup file and linker config.
39
40
41 <sect>Memory layout<p>
42
43 cc65 generated programs with the default setup run with the I/O area and the
44 kernal ROM enabled (memory under the kernal may be used for graphics or as
45 extended memory - see the sections about graphics and extended memory
46 drivers). The BASIC ROM is disabled, which gives a usable memory range of
47 &dollar;0800 - &dollar;CFFF. This means that kernal entry points may be called
48 directly, but using the BASIC ROM is not possible without additional code.
49
50 Special locations:
51
52 <descrip>
53   <tag/Text screen/
54   The text screen is located at &dollar;400 (as in the standard setup).
55
56   <tag/Stack/
57   The C runtime stack is located at &dollar;CFFF and growing downwards.
58
59   <tag/Heap/
60   The C heap is located at the end of the program and grows towards the C
61   runtime stack.
62
63 </descrip><p>
64
65
66 <sect>Linker configurations<p>
67
68 The ld65 linker comes with a default config file for the Commodore&nbsp;64,
69 which is used via <tt/-t c64/. The
70 c64 package comes with additional secondary linker config files, which are
71 used via <tt/-t c64 -C &lt;configfile&gt;/.
72
73
74 <sect1>default config file (<tt/c64.cfg/)<p>
75
76 The default configuration is tailored to C programs. It supplies the load
77 address and a small BASIC stub that starts the compiled program using a SYS
78 command.
79
80
81 <sect1><tt/c64-asm.cfg/<p>
82
83 This configuration is made for assembler programmers who don't need a special
84 setup. The default start address is &dollar;801. It can be changed with the
85 linker command line option <tt/--start-addr/. All standard segments with the
86 exception of <tt/zeropage/ are written to the output file and a two byte load
87 address is prepended.
88
89 To use this config file, assemble with <tt/-t c64/ and link with <tt/-C
90 c64-asm.cfg/. The former will make sure that correct character translation is
91 in effect, while the latter supplies the actual config. When using <tt/cl65/,
92 use both command line options.
93
94 Sample command line for <tt/cl65/:
95
96 <tscreen><verb>
97 cl65 -o file.prg -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
98 </verb></tscreen>
99
100 To generate code that loads to &dollar;C000:
101
102 <tscreen><verb>
103 cl65 -o file.prg --start-addr $C000 -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
104 </verb></tscreen>
105
106 It is also possible to add a small BASIC header to the program, that uses SYS
107 to jump to the program entry point (which is the start of the code segment).
108 The advantage is that the program can be started using RUN.
109
110 To generate a program with a BASIC SYS header, use
111
112 <tscreen><verb>
113 cl65 -o file.prg -u __EXEHDR__ -t c64 -C c64-asm.cfg source.s
114 </verb></tscreen>
115
116 Please note that in this case a changed start address doesn't make sense,
117 since the program must be loaded to the BASIC start address.
118
119 <sect>Extras<p>
120
121 <sect1>80 Columns conio driver<p>
122
123 The C64 package comes with an alternative software driven 80 columns
124 module <tt/c64-soft80.o/ which uses the memory under I/O between &dollar;d000
125 and &dollar;ffff.
126
127 In memory constrained situations the memory from &dollar;400 to &dollar;7FF
128 can be made available to a program by calling <tt/_heapadd ((void *) 0x0400, 0x0400);/
129 at the beginning of <tt/main()/. Doing so is beneficial even if the program
130 doesn't use the the heap explicitly because loading a driver uses the heap implicitly.
131
132 Using <tt/c64-soft80.o/ is as simple as placing it on the linker command
133 line like this:
134
135 <tscreen><verb>
136 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80.o
137 </verb></tscreen>
138
139 Note that the soft80 conio driver is incompatible with the
140 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
141  <tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/ graphics driver.
142
143 <sect2>80 Columns conio driver (monochrome)<p>
144
145 In an (even more) memory constrained situation, a size optimized version of the
146 software driven 80 columns module may be used, which only supports one common
147 text color for the whole screen.
148
149 <tscreen><verb>
150 cl65 -t c64 myprog.c c64-soft80mono.o
151 </verb></tscreen>
152
153 <sect>Platform-specific header files<p>
154
155 Programs containing C64-specific code may use the <tt/c64.h/ or <tt/cbm.h/
156 header files. Using the later may be an option when writing code for more than
157 one CBM platform, since it includes <tt/c64.h/ and declares several functions
158 common to all CBM platforms.
159
160
161 <sect1>C64-specific functions<p>
162
163 The functions listed below are special for the C64. See the <url
164 url="funcref.html" name="function reference"> for declaration and usage.
165
166 <itemize>
167 <item>get_ostype
168 </itemize>
169
170
171 <sect1>CBM-specific functions<p>
172
173 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
174 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
175 declaration and usage.
176
177 <itemize>
178 <item>cbm_close
179 <item>cbm_closedir
180 <item>cbm_k_setlfs
181 <item>cbm_k_setnam
182 <item>cbm_k_load
183 <item>cbm_k_save
184 <item>cbm_k_open
185 <item>cbm_k_close
186 <item>cbm_k_readst
187 <item>cbm_k_chkin
188 <item>cbm_k_ckout
189 <item>cbm_k_basin
190 <item>cbm_k_bsout
191 <item>cbm_k_clrch
192 <item>cbm_load
193 <item>cbm_open
194 <item>cbm_opendir
195 <item>cbm_read
196 <item>cbm_readdir
197 <item>cbm_save
198 <item>cbm_write
199 <item>get_tv
200 </itemize>
201
202
203 <sect1>Hardware access<p>
204
205 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
206 access to hardware located in the address space. Some variables are
207 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
208
209 <descrip>
210
211   <tag><tt/VIC/</tag>
212   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
213   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
214   directory for the declaration of the structure.
215
216   <tag><tt/SID/</tag>
217   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
218   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
219   for the declaration of the structure.
220
221   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
222   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
223   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
224   is explained in <tt/_6526.h/.
225
226   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
227   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
228
229 </descrip><p>
230
231
232
233 <sect>Loadable drivers<p>
234
235 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
236
237
238 <sect1>Graphics drivers<p>
239
240 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
241 the space below the I/O area and kernal ROM, so you can have hires graphics in
242 the standard setup without any memory loss or need for a changed
243 configuration.
244
245 <descrip>
246   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
247   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
248   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
249   palette of the 16 C64 colors).
250 </descrip><p>
251
252 Note that the graphics drivers are incompatible with the
253 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
254  <tt/c64-soft80.o/ software 80 columns conio driver.
255
256 <sect1>Extended memory drivers<p>
257
258 <descrip>
259
260   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
261   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
262   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
263
264   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
265   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
266   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
267
268   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
269   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
270   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
271
272   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
273   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
274   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
275   up to 2048KB of RAM.
276
277   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
278   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
279   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
280
281   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
282   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
283   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
284   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
285
286   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
287   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
288   Will test the hardware for the available RAM.
289
290   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
291   A driver for the CBM REUs. The driver will determine from the connected REU
292   if it supports 128KB of RAM or more. In the latter case, 256KB are assumed,
293   but since there are no range checks, the application can use more memory if
294   it has better knowledge about the hardware than the driver.
295
296   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
297   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
298   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
299   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
300   pages of 256 bytes each.
301
302   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
303   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
304   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
305
306 </descrip><p>
307
308
309 <sect1>Joystick drivers<p>
310
311 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
312
313 <descrip>
314
315   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
316   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
317   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
318   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
319
320   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
321   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
322   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
323   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
324   joysticks are supported.
325
326   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
327   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
328   the C64.
329
330   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
331   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
332   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
333
334 </descrip><p>
335
336
337 <sect1>Mouse drivers<p>
338
339 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
340
341 <descrip>
342
343   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
344   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
345
346   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
347   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
348   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
349   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
350   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
351
352   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
353   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
354   #1 of the C64.
355
356   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
357   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
358   the C64.
359
360 </descrip><p>
361
362
363 <sect1>RS232 device drivers<p>
364
365 <descrip>
366
367   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
368   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
369   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
370   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
371   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
372   flow control because of a full buffer.
373
374 </descrip><p>
375
376
377
378 <sect>Limitations<p>
379
380
381
382 <sect>Other hints<p>
383
384
385 <sect1>Escape code<p>
386
387 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
388
389
390 <sect1>Passing arguments to the program<p>
391
392 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
393 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
394
395 <tscreen><verb>
396     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
397 </verb></tscreen>
398
399 <enum>
400 <item>Arguments are separated by spaces.
401 <item>Arguments may be quoted.
402 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
403       a quoted argument are allowed.
404 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
405 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
406       supported.
407 </enum>
408
409
410 <sect1>Program return code<p>
411
412 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
413 <tt/ST/ variable.
414
415
416 <sect1>Interrupts<p>
417
418 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
419 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
420 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
421 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
422 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
423
424
425
426 <sect>License<p>
427
428 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
429 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
430 arising from the use of this software.
431
432 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
433 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
434 freely, subject to the following restrictions:
435
436 <enum>
437 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
438         claim that you wrote the original software. If you use this software
439         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
440         appreciated but is not required.
441 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
442         be misrepresented as being the original software.
443 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
444         distribution.
445 </enum>
446
447 </article>