103. Instrucción rol a

implementar ROL dirigido al acumulador.

Lección 103 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_103_instruction_rol_a.py

En este paso, usa el `rol` de memoria de la lección 102 como prerrequisito y añade únicamente la variante de registro. El despacho se pospone a la lección 104.

Implementación de ejemplo completa en la ubicación de producción

`emulator/cpu/instructions.py::rol_a`::

def rol_a(cpu: CPU):
    value = cpu.a
    old_carry = int(cpu.flags.get_carry_flag())

    result = (value << 1) | old_carry
    result_8 = result & 0xFF

    # Set flags

    cpu.flags.set_carry_flag((value & 0b1000_0000) != 0)
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)
    cpu.flags.set_negative_flag((result_8 & 0b1000_0000) != 0)

    cpu.a = result_8

Por qué existe este paso

El modo de acumulador no tiene dirección de memoria efectiva, así que una primitiva dedicada conserva la misma semántica de rotación mientras escribe en `cpu.a`.

Invariantes: el antiguo Carry se muestrea primero y entra en el bit 0; el bit 7 original de A pasa a ser Carry; A queda restringido a ocho bits; Z/N describen la nueva A; no ocurre ninguna escritura en el bus.

Concepto erróneo: `cpu.a es un valor, no una dirección para pasar a rol`. Hacerlo mutaría la memoria en la dirección A y dejaría el registro sin cambios.

Fuera de alcance: mapear el opcode `0x2A` es la lección 104, los modos de memoria son 105-108, ROR empieza en 109, y la fidelidad de temporización/ciclos es trabajo posterior.

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_103_instruction_rol_a.py -v

Implementación de ejemplo

Implementación de ejemplo completa en la ubicación de producción

def rol_a(cpu: CPU):
    value = cpu.a
    old_carry = int(cpu.flags.get_carry_flag())

    result = (value << 1) | old_carry
    result_8 = result & 0xFF

    # Set flags

    cpu.flags.set_carry_flag((value & 0b1000_0000) != 0)
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)
    cpu.flags.set_negative_flag((result_8 & 0b1000_0000) != 0)

    cpu.a = result_8

Ver código del testtest_103_instruction_rol_a.py

from emulator.cpu.instructions import rol_a
from tests.helpers import NEGATIVE_FLAG, ZERO_FLAG, make_cpu


CARRY_FLAG = 1 << 0


def test_rol_a_rotates_accumulator_left_with_old_carry_clear():
    """Objective: old Carry=0 means new A bit 0 becomes 0."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b0000_0011

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0110
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) == 0


def test_rol_a_rotates_accumulator_left_with_old_carry_set():
    """Objective: old Carry=1 is inserted into result bit 0."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= CARRY_FLAG
    cpu.a = 0b0000_0010

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0101
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) == 0


def test_rol_a_sets_carry_from_old_accumulator_bit_7():
    """Objective: old A bit 7 becomes the new Carry flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b1000_0001

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0010
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0


def test_rol_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero():
    """Objective: A=0x80 with old Carry=0 becomes 0x00 and sets Zero."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x80

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0x00
    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) == 0
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0


def test_rol_a_sets_negative_flag_from_result_bit_7():
    """Objective: A=0x40 with old Carry=0 becomes 0x80 and sets Negative."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x40

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0x80
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) == 0


def test_rol_a_does_not_write_rotated_result_to_memory():
    """Objective: ROL A writes to A only; it must not treat A as a memory address."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x20
    cpu.bus.write(0x0020, 0x99)

    rol_a(cpu)

    assert cpu.a == 0x40
    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0x99

Funciones de test (6)

test_rol_a_rotates_accumulator_left_with_old_carry_clear
test_rol_a_rotates_accumulator_left_with_old_carry_set
test_rol_a_sets_carry_from_old_accumulator_bit_7
test_rol_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero
test_rol_a_sets_negative_flag_from_result_bit_7
test_rol_a_does_not_write_rotated_result_to_memory