146. Instruction cmp

implementar el comportamiento de CMP independiente del direccionamiento.

Lección 146 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_146_instruction_cmp.py

Por qué existe este paso

CMP necesita una única definición orientada al valor de la semántica de Carry sin préstamo, Zero por igualdad y Negative por resta envuelta, antes de añadir ningún modo de direccionamiento.

En este paso, antes de las lecciones de comparación específicas de direccionamiento, añade exactamente este símbolo a `emulator/cpu/instructions.py`:

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

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

CMP realiza una comparación sin signo, usando la resta envuelta solo para N. C significa que no hay préstamo (A >= value), Z significa igualdad, y N es el bit 7 del resultado. A, Overflow, memoria, X, Y y PC son invariantes.

Concepto erróneo: Carry se activa, no se borra, cuando A es al menos igual al operando, y el resultado de la resta nunca se almacena. Fuera de alcance: importar `cmp` y los opcodes de CMP son la lección 147 en adelante; CPX/CPY son las lecciones 155-162.

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_146_instruction_cmp.py -v

Implementación de ejemplo

Por qué existe este paso

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

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

Ver código del testtest_146_instruction_cmp.py

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


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


def test_cmp_sets_carry_when_a_is_greater_than_value():
    """Objective: Carry means A >= value for CMP."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x10

    cmp(cpu, 0x01)

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


def test_cmp_sets_carry_and_zero_when_a_equals_value():
    """Objective: A == value sets both Carry and Zero."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x10

    cmp(cpu, 0x10)

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


def test_cmp_clears_carry_and_sets_negative_when_a_is_less_than_value():
    """Objective: A < value clears Carry; wrapped subtraction can set Negative."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x01

    cmp(cpu, 0x02)

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


def test_cmp_does_not_modify_accumulator_or_overflow_flag():
    """Objective: CMP only updates C/Z/N; A and Overflow are preserved."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x10
    cpu.p |= OVERFLOW_FLAG

    cmp(cpu, 0x01)

    assert cpu.a == 0x10
    assert (cpu.p & OVERFLOW_FLAG) != 0

Funciones de test (4)

test_cmp_sets_carry_when_a_is_greater_than_value
test_cmp_sets_carry_and_zero_when_a_equals_value
test_cmp_clears_carry_and_sets_negative_when_a_is_less_than_value
test_cmp_does_not_modify_accumulator_or_overflow_flag