Los registros del microprocesador 6510 (parte II)

El registro de estado (P)

Ningún programa se ejecuta de inicio a fin de forma incondicional. Normalmente, los programas tienen bifurcaciones del tipo IF – THEN que se ejecutan o no en función de los datos aportados o en función de las circunstancias que se den.

En el caso del ensamblador del 6510 esto se consigue gracias al registro de estado, que tiene una serie de bits llamados “flags” que señalizan la ocurrencia o no ocurrencia de determinadas circunstancias.

Registro P

Los bits/flags del registro P son:

  • Flag C o carry. Se activa cuando como consecuencia de una operación aritmética se produce acarreo, es decir, el “me llevo una”. Por ejemplo, si al sumar el acumulador A más el contenido de una posición de memoria M, la suma supera la capacidad del acumulador ($ff), entonces se activará este flag para indicar que ha habido acarreo y actuar en consecuencia.
  • Flag Z o zero. Se activa cuando el resultado de una operación es cero. Por ejemplo, si se compara el acumulador A con el contenido de una posición de memoria M, y son iguales, se activará el flag Z. Esto es así porque la comparación se instrumenta como una resta.
  • Flag I o interrupt. Se activa para deshabilitar las interrupciones de tipo IRQ. Más adelante se presentará en detalle qué son las interrupciones; de momento baste decir que las hay de dos tipos (IRQ y NMI), y que son alteraciones en el flujo normal de ejecución de un programa, normalmente para ejecutar código del sistema (rutinas de interrupción).
  • Flag D o decimal. Se activa cuando se habilita la aritmética decimal (BCD). Normalmente el microprocesador 6510 trabaja con aritmética binaria, pero también puede trabajar con aritmética decimal.
  • Flag B o break. Las interrupciones de tipo IRQ pueden tener su origen en el hardware (cuando se activa el pin IRQ del microprocesador) o en un programa (cuando se ejecuta una instrucción “brk”). En este último caso, se activa el flag B, de modo que la rutina de interrupción puede saber si su origen es hardware o software analizando este flag.
  • Flag V o overflow. Como se describió en la entrada “Números negativos”, es posible trabajar con bytes positivos (hasta 127) y negativos (hasta -128). Se da la paradoja de que, al sumar dos bytes positivos, por ejemplo, 127 y 127, el resultado podría ser negativo: 127+127=254=%11111110. Para señalizar estas situaciones (una suma que supera 127) y tratar el resultado de forma correcta se activa el flag V.
  • Flag N o negative (a veces también llamado S – sign). Siguiendo con los números negativos, si el resultado de una instrucción de carga o aritmética da lugar a un número negativo (bit 7 a 1), se activará el flag N.

Las instrucciones de salto condicional (“beq”, “bne”, “bcc”, “bcs”, “bmi”, “bpl”, “bvc” y “bvs”) producen un salto o no en el contador de programa en función de los valores de estos flags. Además, hay instrucciones específicas para activar/desactivar algunos de estos flags. Las instrucciones “sec”, “sed” y “sei” ponen el flag correspondiente a 1; las instrucciones “clc”, “cld”, “cli” y “clv” ponen el flag correspondiente a 0.

El puntero de la pila (S)

La pila o stack ocupa la página uno, es decir, desde la posición $0100 hasta la posición $01ff. Se va llenando de datos de arriba abajo, es decir, desde la posición $01ff hacia la posición $0100.

El puntero de la pila es un registro del microprocesador 6510 que apunta a la primera posición libre de la pila. Sólo necesita 8 bits, ya que se presupone que su byte más significativo es siempre $01 (página uno).

Pila

Cada vez que se llama a una subrutina con “jsr” la dirección de retorno de la subrutina se mete en la pila y se decrementa el puntero de la pila. La dirección de retorno se mete así: primero, es decir, en la posición más alta, el byte más significativo de la dirección de retorno, y luego, es decir, en la posición más baja, el byte menos significativo de la dirección de retorno.

Cuando se llega al final de la subrutina, es decir, cuando se ejecuta la instrucción “rts” se procede de manera contraria. Primero se extrae la parte menos significativa del nuevo contador de programa, y luego se extrae la parte más significativa. De este modo puede continuar la ejecución en el sitio de partida justo tras llamar a la subrutina.

La pila también se utiliza para salvaguardar la dirección de retorno y algunos registros cuando se ejecutan rutinas de interrupción. Las rutinas de interrupción terminan con la instrucción “rti”.

Por último, el programador también puede utilizar la pila para guardar y recuperar información, para lo cual dispone de las instrucciones “pha”, “pla”, “php” y “plp”. También puede intercambiar los valores de los registros X y el puntero de la pila (S) mediante las instrucciones “txs” y “tsx”.

El registro de dirección de datos (DDR) y el puerto de entrada/salida (IOP)

Un “puerto” es una conexión con el exterior que le permite al C64 intercambiar datos con su entorno. A efectos del microprocesador, el puerto suele ser una posición de memoria, de modo que escribiendo en ella se envían datos al exterior (salida) y leyendo datos de ella se leen datos desde el exterior (entrada).

Acompañando al puerto de entrada/salida (IOP) siempre hay un registro de dirección de datos (DDR) que permite configurar si cada bit del puerto es de entrada o salida. Hay una correspondencia uno a uno entre los 8 bit del IOP y los 8 bits del DDR. Si un bit del DDR está a cero, el bit correspondiente del IOP es de entrada de datos; y si está a uno, el bit correspondiente es de salida.

El microprocesador 6510 tiene un DDR y un IOP incorporados. Se manejan mediante las posiciones de memoria $0000 (DDR) y $0001 (IOP), y lo que permiten es configurar los diferentes mapas de memoria que se pueden configurar en el C64, activando y desactivando las zonas de ROM del mapa de memoria convencional que ya se describió.


Programa de ejemplo: Prog06

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