088. Instrucción asl

Añadir el comportamiento de ASL dirigido a memoria.

Lección 88 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_088_instruction_asl.py

En este paso, añade la instrucción reutilizable de memoria. El comportamiento con el acumulador es el Test 089, y los wrappers de opcode comienzan en el Test 090.

Ubicación y símbolo en producción

emulator/cpu/instructions.py: `asl(cpu: CPU, addr: int)`

Por qué existe este paso

ASL en memoria es una operación de lectura-modificación-escritura. La función de instrucción recibe una dirección ya resuelta para que los manejadores de opcode posteriores puedan compartir la misma lógica.

Implementación sugerida

def asl(cpu: CPU, addr: int):
    value = cpu.bus.read(addr)
    result = value << 1
    result_8 = result & 0xFF

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

    cpu.bus.write(addr, result_8)

Invariantes importantes

Carry recibe el antiguo bit 7, antes de enmascarar el resultado
Zero y Negative reflejan el resultado final de 8 bits
se lee y escribe exactamente la dirección proporcionada; A no se modifica
todos los bits de estado salvo C, Z y N se preservan

Concepto erróneo habitual

Carry no proviene del bit 7 del resultado desplazado; captura el bit expulsado del valor original.

Fuera de alcance

asl_a, específico del acumulador (test 089)
el opcode 0x0A y los wrappers de direccionamiento en memoria (tests 090-094)
el temporizado de ciclos y las escrituras ficticias fieles al bus

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_088_instruction_asl.py -v

Implementación de ejemplo

Implementación sugerida

def asl(cpu: CPU, addr: int):
    value = cpu.bus.read(addr)
    result = value << 1
    result_8 = result & 0xFF

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

    cpu.bus.write(addr, result_8)

Ver código del testtest_088_instruction_asl.py

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


CARRY_FLAG = 1 << 0


def test_asl_memory_shifts_value_left_and_writes_result_back():
    """Objective: memory value 0b0000_0011 becomes 0b0000_0110."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0b0000_0011)

    asl(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b0000_0110


def test_asl_memory_sets_carry_from_old_bit_7():
    """Objective: old bit 7 is moved into Carry before the 8-bit wrap."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0b1000_0001)

    asl(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b0000_0010
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0


def test_asl_memory_clears_carry_when_old_bit_7_was_clear():
    """Objective: Carry is cleared when the original value did not have bit 7 set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= CARRY_FLAG
    cpu.bus.write(0x0020, 0b0100_0000)

    asl(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b1000_0000
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) == 0


def test_asl_memory_sets_zero_flag_when_result_is_zero():
    """Objective: 0x80 << 1 becomes 0x00 and sets Zero flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0x80)

    asl(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0x00
    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) == 0


def test_asl_memory_sets_negative_flag_from_result_bit_7():
    """Objective: 0x40 << 1 becomes 0x80, so Negative flag is set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0x40)

    asl(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0x80
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) == 0

Funciones de test (5)

test_asl_memory_shifts_value_left_and_writes_result_back
test_asl_memory_sets_carry_from_old_bit_7
test_asl_memory_clears_carry_when_old_bit_7_was_clear
test_asl_memory_sets_zero_flag_when_result_is_zero
test_asl_memory_sets_negative_flag_from_result_bit_7