]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Merge pull request #623 from blackystardust/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>2017-01-18
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;ffff.
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_scpu
179 <item>scpu_get_speed
180 <item>scpu_set_speed
181 </itemize>
182
183
184 <sect1>CBM-specific functions<p>
185
186 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
187 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
188 declaration and usage.
189
190 <itemize>
191 <item>cbm_close
192 <item>cbm_closedir
193 <item>cbm_k_setlfs
194 <item>cbm_k_setnam
195 <item>cbm_k_load
196 <item>cbm_k_save
197 <item>cbm_k_open
198 <item>cbm_k_close
199 <item>cbm_k_readst
200 <item>cbm_k_chkin
201 <item>cbm_k_ckout
202 <item>cbm_k_basin
203 <item>cbm_k_bsout
204 <item>cbm_k_clrch
205 <item>cbm_load
206 <item>cbm_open
207 <item>cbm_opendir
208 <item>cbm_read
209 <item>cbm_readdir
210 <item>cbm_save
211 <item>cbm_write
212 <item>get_tv
213 </itemize>
214
215
216 <sect1>Hardware access<p>
217
218 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
219 access to hardware located in the address space. Some variables are
220 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
221
222 <descrip>
223
224   <tag><tt/VIC/</tag>
225   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
226   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
227   directory for the declaration of the structure.
228
229   <tag><tt/SID/</tag>
230   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
231   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
232   for the declaration of the structure.
233
234   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
235   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
236   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
237   is explained in <tt/_6526.h/.
238
239   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
240   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
241
242 </descrip><p>
243
244
245
246 <sect>Loadable drivers<p>
247
248 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
249
250
251 <label id="graphics-drivers">
252 <sect1>Graphics drivers<p>
253
254 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
255 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
256 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
257
258 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
259 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
260 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
261 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
262 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
263
264 <tscreen><verb>
265 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
266 </verb></tscreen>
267
268 <descrip>
269   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
270   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
271   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
272   palette of the 16 C64 colors).
273 </descrip><p>
274
275 Note that the graphics drivers are incompatible with the
276 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
277  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
278
279
280 <sect1>Extended memory drivers<p>
281
282 <descrip>
283
284   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
285   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
286   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
287
288   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
289   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
290   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
291
292   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
293   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
294   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
295
296   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
297   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
298   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
299   up to 2048KB of RAM.
300
301   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
302   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
303   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
304
305   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
306   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
307   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
308   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
309
310   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
311   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
312   Will test the hardware for the available RAM.
313
314   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
315   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
316   out how much RAM is present.
317
318   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
319   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
320   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
321   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
322   pages of 256 bytes each.
323
324   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
325   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
326   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
327
328 </descrip><p>
329
330
331 <sect1>Joystick drivers<p>
332
333 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
334
335 <descrip>
336
337   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
338   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
339   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
340   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
341
342   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
343   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
344   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
345   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
346   joysticks are supported.
347
348   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
349   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
350   the C64.
351
352   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
353   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
354   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
355
356 </descrip><p>
357
358
359 <sect1>Mouse drivers<p>
360
361 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
362 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
363
364 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
365
366 <descrip>
367
368   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
369   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
370
371   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
372   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
373   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
374   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
375   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
376
377   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
378   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
379   #1 of the C64.
380
381   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
382   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
383   the C64.
384
385 </descrip><p>
386
387
388 <sect1>RS232 device drivers<p>
389
390 <descrip>
391
392   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
393   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
394   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
395   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
396   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
397   flow control because of a full buffer.
398
399 </descrip><p>
400
401
402
403 <sect>Limitations<p>
404
405
406
407 <sect>Other hints<p>
408
409
410 <sect1>Escape code<p>
411
412 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
413
414
415 <sect1>Passing arguments to the program<p>
416
417 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
418 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
419
420 <tscreen><verb>
421     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
422 </verb></tscreen>
423
424 <enum>
425 <item>Arguments are separated by spaces.
426 <item>Arguments may be quoted.
427 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
428       a quoted argument are allowed.
429 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
430 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
431       supported.
432 </enum>
433
434
435 <sect1>Program return code<p>
436
437 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
438 <tt/ST/ variable.
439
440
441 <sect1>Interrupts<p>
442
443 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
444 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
445 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
446 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
447 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
448
449
450
451 <sect>License<p>
452
453 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
454 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
455 arising from the use of this software.
456
457 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
458 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
459 freely, subject to the following restrictions:
460
461 <enum>
462 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
463         claim that you wrote the original software. If you use this software
464         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
465         appreciated but is not required.
466 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
467         be misrepresented as being the original software.
468 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
469         distribution.
470 </enum>
471
472 </article>