]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/c64.sgml
Added C64 Chameleon accelerator code and documentation.
[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_c128
179 <item>detect_c64dtv
180 <item>detect_chameleon
181 <item>detect_scpu
182 <item>get_c128_speed
183 <item>get_c64dtv_speed
184 <item>get_chameleon_speed
185 <item>get_scpu_speed
186 <item>set_c128_speed
187 <item>set_c64dtv_speed
188 <item>set_chameleon_speed
189 <item>set_scpu_speed
190 </itemize>
191
192
193 <sect1>CBM-specific functions<p>
194
195 Some functions are available for all (or at least most) of the Commodore
196 machines. See the <url url="funcref.html" name="function reference"> for
197 declaration and usage.
198
199 <itemize>
200 <item>cbm_close
201 <item>cbm_closedir
202 <item>cbm_k_setlfs
203 <item>cbm_k_setnam
204 <item>cbm_k_load
205 <item>cbm_k_save
206 <item>cbm_k_open
207 <item>cbm_k_close
208 <item>cbm_k_readst
209 <item>cbm_k_chkin
210 <item>cbm_k_ckout
211 <item>cbm_k_basin
212 <item>cbm_k_bsout
213 <item>cbm_k_clrch
214 <item>cbm_load
215 <item>cbm_open
216 <item>cbm_opendir
217 <item>cbm_read
218 <item>cbm_readdir
219 <item>cbm_save
220 <item>cbm_write
221 <item>get_tv
222 </itemize>
223
224
225 <sect1>Hardware access<p>
226
227 The following pseudo variables declared in the <tt/c64.h/ header file do allow
228 access to hardware located in the address space. Some variables are
229 structures, accessing the struct fields will access the chip registers.
230
231 <descrip>
232
233   <tag><tt/VIC/</tag>
234   The <tt/VIC/ structure allows access to the VIC II (the graphics
235   controller). See the <tt/_vic2.h/ header file located in the include
236   directory for the declaration of the structure.
237
238   <tag><tt/SID/</tag>
239   The <tt/SID/ structure allows access to the SID (the sound interface
240   device). See the <tt/_sid.h/ header file located in the include directory
241   for the declaration of the structure.
242
243   <tag><tt/CIA1, CIA2/</tag>
244   Access to the two CIA (complex interface adapter) chips is available via
245   the <tt/CIA1/ and <tt/CIA2/ variables. The structure behind these variables
246   is explained in <tt/_6526.h/.
247
248   <tag><tt/COLOR_RAM/</tag>
249   A character array that mirrors the color RAM of the C64 at &dollar;D800.
250
251 </descrip><p>
252
253
254
255 <sect>Loadable drivers<p>
256
257 The names in the parentheses denote the symbols to be used for static linking of the drivers.
258
259
260 <label id="graphics-drivers">
261 <sect1>Graphics drivers<p>
262
263 <em>Note:</em> All available graphics drivers for the TGI interface will use
264 the space below the I/O area and Kernal ROM; so, you can have hires graphics in
265 the standard setup without any memory loss or need for a changed configuration.
266
267 You can use a mouse driver at the same time that you use a TGI driver.  But, if
268 you want to see the default mouse pointer on the graphics screen, then you
269 explicitly must link a special object file into your program.  It will put the
270 arrow into the "high RAM" area where the bitmaps are put.  Its name is
271 "<tt/c64-tgimousedata.o/".  Example:
272
273 <tscreen><verb>
274 cl65 -t c64 -o program-file main-code.c subroutines.s c64-tgimousedata.o
275 </verb></tscreen>
276
277 <descrip>
278   <tag><tt/c64-hi.tgi (c64_hi_tgi)/</tag>
279   This driver features a resolution of 320*200 with two colors and an
280   adjustable palette (that means that the two colors can be chosen out of a
281   palette of the 16 C64 colors).
282 </descrip><p>
283
284 Note that the graphics drivers are incompatible with the
285 <tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/ extended memory driver and the
286  <tt/c64-soft80.o/ software 80-columns conio driver.
287
288
289 <sect1>Extended memory drivers<p>
290
291 <descrip>
292
293   <tag><tt/c64-65816.emd (c64_65816_emd)/</tag>
294   Extended memory driver for 65816 (eg SCPU) based extra RAM.
295   Written and contributed by Marco van den Heuvel.
296
297   <tag><tt/c64-c256k.emd (c64_c256k_emd)/</tag>
298   A driver for the C64 256K memory expansion. This driver offers 768 pages of
299   256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
300
301   <tag><tt/c64-dqbb.emd (c64_dqbb_emd)/</tag>
302   A driver for the Double Quick Brown Box cartridge. This driver offers
303   64 pages of 256 bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
304
305   <tag><tt/c64-georam.emd (c64_georam_emd)/</tag>
306   A driver for the Berkeley Softworks GeoRam cartridge. The driver will
307   determine the available RAM from the connected cartridge. It supports 64KB
308   up to 2048KB of RAM.
309
310   <tag><tt/c64-isepic.emd (c64_isepic_emd)/</tag>
311   A driver for the ISEPIC cartridge. This driver offers just 8 pages of 256
312   bytes each. Written and contributed by Marco van den Heuvel.
313
314   <tag><tt/c64-ram.emd (c64_ram_emd)/</tag>
315   A driver for the hidden RAM below the I/O area and kernal ROM. Supports 48
316   256 byte pages. Please note that this driver is incompatible with any of the
317   graphics drivers, or the soft80 conio driver!
318
319   <tag><tt/c64-ramcart.emd (c64_ramcart_emd)/</tag>
320   A driver for the RamCart 64/128 written and contributed by Maciej Witkowiak.
321   Will test the hardware for the available RAM.
322
323   <tag><tt/c64-reu.emd (c64_reu_emd)/</tag>
324   A driver for the CBM REUs. The driver will test the connected REU to find
325   out how much RAM is present.
326
327   <tag><tt/c64-vdc.emd (c64_vdc_emd)/</tag>
328   A driver for the VDC memory of the C128. Written and contributed by Maciej
329   Witkowiak. Can be used if the program is running in C64 mode of the C128.
330   Autodetects the amount of memory available (16 or 64K) and offers 64 or 256
331   pages of 256 bytes each.
332
333   <tag><tt/dtv-himem.emd (dtv_himem_emd)/</tag>
334   A driver for the C64 D2TV (the second or PAL version). This driver offers
335   indeed 7680 pages of 256 bytes each.
336
337 </descrip><p>
338
339
340 <sect1>Joystick drivers<p>
341
342 The default drivers, <tt/joy_stddrv (joy_static_stddrv)/, point to <tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/.
343
344 <descrip>
345
346   <tag><tt/c64-hitjoy.joy (c64_hitjoy_joy)/</tag>
347   Driver for the Digital Excess &amp; Hitmen adapter contributed by Groepaz.
348   See <url url="http://www.digitalexcess.de/downloads/productions.php"> on
349   instructions how to build one. Up to four joysticks are supported.
350
351   <tag><tt/c64-ptvjoy.joy (c64_ptvjoy_joy)/</tag>
352   Driver for the Protovision 4-player adapter contributed by Groepaz. See
353   <url url="http://www.protovision-online.de/hardw/4_player.php?language=en"
354   name="Protovision shop"> for prices and building instructions. Up to four
355   joysticks are supported.
356
357   <tag><tt/c64-stdjoy.joy (c64_stdjoy_joy)/</tag>
358   Supports up to two standard joysticks connected to the joysticks port of
359   the C64.
360
361   <tag><tt/c64-numpad.joy (c64_numpad_joy)/</tag>
362   Supports one joystick emulated by the numberpad of the C128 in C64 mode,
363   the firebutton is labeled &dquot;5&dquot; and ENTER.
364
365 </descrip><p>
366
367
368 <sect1>Mouse drivers<p>
369
370 You can use these drivers in text-mode or graphics-mode (TGI) programs.  See
371 the description of <ref id="graphics-drivers" name="the graphics drivers">.
372
373 The default drivers, <tt/mouse_stddrv (mouse_static_stddrv)/, point to <tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/.
374
375 <descrip>
376
377   <tag><tt/c64-1351.mou (c64_1351_mou)/</tag>
378   Supports a standard mouse connected to port #0 of the C64.
379
380   <tag><tt/c64-inkwell.mou (c64_inkwell_mou)/</tag>
381   Supports the Inkwell Systems lightpens, connected to port #0 of the C64.
382   It can read both the one-button 170-C and the two-button 184-C pens.  (It can
383   read other lightpens and light-guns that send their button signal to the
384   joystick left-button pin or the paddle Y [up/down] pin.)
385
386   <tag><tt/c64-joy.mou (c64_joy_mou)/</tag>
387   Supports a mouse emulated by a standard joystick, e.g. 1350 mouse, in port
388   #1 of the C64.
389
390   <tag><tt/c64-pot.mou (c64_pot_mou)/</tag>
391   Supports a potentiometer device, e.g. Koala Pad, connected to port #1 of
392   the C64.
393
394 </descrip><p>
395
396
397 <sect1>RS232 device drivers<p>
398
399 <descrip>
400
401   <tag><tt/c64-swlink.ser (c64_swlink_ser)/</tag>
402   Driver for the SwiftLink cartridge. Supports up to 38400 BPS, hardware flow
403   control (RTS/CTS), and interrupt-driven receives. Note that, because of the
404   peculiarities of the 6551 chip, together with the use of the NMI, transmits
405   are not interrupt driven; and, the transceiver blocks if the receiver asserts
406   flow control because of a full buffer.
407
408 </descrip><p>
409
410
411
412 <sect>Limitations<p>
413
414
415
416 <sect>Other hints<p>
417
418
419 <sect1>Escape code<p>
420
421 For an Esc, press CTRL and the <tt/[/ key.
422
423
424 <sect1>Passing arguments to the program<p>
425
426 Command-line arguments can be passed to <tt/main()/. Since this is not
427 supported directly by BASIC, the following syntax was chosen:
428
429 <tscreen><verb>
430     RUN:REM ARG1 " ARG2 IS QUOTED" ARG3 "" ARG5
431 </verb></tscreen>
432
433 <enum>
434 <item>Arguments are separated by spaces.
435 <item>Arguments may be quoted.
436 <item>Leading and trailing spaces around an argument are ignored. Spaces within
437       a quoted argument are allowed.
438 <item>The first argument passed to <tt/main()/ is the program name.
439 <item>A maximum number of 10 arguments (including the program name) are
440       supported.
441 </enum>
442
443
444 <sect1>Program return code<p>
445
446 The program return code (low byte) is passed back to BASIC by use of the
447 <tt/ST/ variable.
448
449
450 <sect1>Interrupts<p>
451
452 The runtime for the C64 uses routines marked as <tt/.INTERRUPTOR/ for
453 interrupt handlers. Such routines must be written as simple machine language
454 subroutines and will be called automatically by the interrupt handler code
455 when they are linked into a program. See the discussion of the <tt/.CONDES/
456 feature in the <url url="ca65.html" name="assembler manual">.
457
458
459
460 <sect>License<p>
461
462 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
463 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
464 arising from the use of this software.
465
466 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
467 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
468 freely, subject to the following restrictions:
469
470 <enum>
471 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
472         claim that you wrote the original software. If you use this software
473         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
474         appreciated but is not required.
475 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
476         be misrepresented as being the original software.
477 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
478         distribution.
479 </enum>
480
481 </article>