116. Instrucción and a

implementar el comportamiento de AND independiente del direccionamiento.

Lección 116 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_116_instruction_and_a.py

En este paso, añade solo `and_a a emulator/cpu/instructions.py`. Las importaciones de opcodes y los modos de direccionamiento de AND llegan en las lecciones 117-124.

Por qué existe este paso

Definir AND como una primitiva orientada a valores mantiene la semántica del acumulador y de los flags en un solo lugar para que cada handler de modo de direccionamiento pueda reutilizarlos de forma consistente.

Implementación sugerida

def and_a(cpu: CPU, value: int):
    result_8 = (cpu.a & value) & 0xFF

    # Flags:
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)
    cpu.flags.set_negative_flag((result_8 & 0b1000_0000) != 0)

    cpu.a = result_8

La firma orientada a valores mantiene la semántica de la instrucción separada de la decodificación de direcciones. El resultado queda restringido a ocho bits, se almacena en A, Zero refleja la igualdad con cero y Negative refleja el bit 7 del resultado. Carry, Overflow, la memoria, X, Y y PC son invariantes porque esta función nunca los toca.

Concepto erróneo: `value no es una dirección para leer a través de cpu.bus; los handlers de opcode realizan esas lecturas. Fuera del alcance: importar and_a en emulator/cpu/opcodes.py` y cada opcode de AND (lecciones 117-124), además de los símbolos ORA, EOR y BIT de las lecciones 125-145.

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_116_instruction_and_a.py -v

Implementación de ejemplo

Implementación sugerida

def and_a(cpu: CPU, value: int):
    result_8 = (cpu.a & value) & 0xFF

    # Flags:
    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_116_instruction_and_a.py

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


CARRY_FLAG = 1 << 0
OVERFLOW_FLAG = 1 << 6


def test_and_a_stores_bitwise_and_result_in_accumulator():
    """Objective: A becomes A & value."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b1100_1010

    and_a(cpu, 0b1010_1100)

    assert cpu.a == 0b1000_1000


def test_and_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero():
    """Objective: when A & value is 0, Zero flag is set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b0000_1111


    and_a(cpu, 0b1111_0000)


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


def test_and_a_sets_negative_flag_from_result_bit_7():
    """Objective: if result bit 7 is set, Negative flag is set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b1000_1111

    and_a(cpu, 0b1111_0000)

    assert cpu.a == 0b1000_0000
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) == 0


def test_and_a_does_not_modify_carry_or_overflow_flags():
    """Objective: AND only updates Z/N; Carry and Overflow are preserved."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0xFF
    cpu.p |= CARRY_FLAG
    cpu.p |= OVERFLOW_FLAG

    and_a(cpu, 0x0F)

    assert cpu.a == 0x0F
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & OVERFLOW_FLAG) != 0

Funciones de test (4)

test_and_a_stores_bitwise_and_result_in_accumulator
test_and_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero
test_and_a_sets_negative_flag_from_result_bit_7
test_and_a_does_not_modify_carry_or_overflow_flags