095. Instruction lsr

Añadir el comportamiento de la instrucción LSR en memoria.

Lección 95 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_095_instruction_lsr.py

En este paso, añade únicamente el comportamiento de LSR sobre memoria. El comportamiento con el acumulador y la conexión de opcodes llegan en los tests 096-101.

Archivo y símbolo

emulator/cpu/instructions.py: lsr

Por qué existe este paso

La capa de instrucciones debe definir una única vez la semántica de lectura/modificación/escritura y de flags de LSR antes de conectar los manejadores de modo de direccionamiento. Esta transición es solo de memoria.

Implementación sugerida para este paso

# emulator/cpu/instructions.py
def lsr(cpu: CPU, addr: int):
    value = cpu.bus.read(addr)
    result = value >> 1
    result_8 = result & 0xFF

    # Set flags
    cpu.flags.set_carry_flag((value & 0x01) != 0)
    cpu.flags.set_negative_flag(False)
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)

    cpu.bus.write(addr, result_8)

Invariantes importantes

Carry se reemplaza a partir del bit 0 original, incluyendo el caso en que se borre si no estaba presente
Zero se basa en el resultado final de 8 bits y Negative siempre se borra
se lee y se escribe exactamente la dirección de memoria suministrada; A no cambia
el desplazamiento lógico a la derecha introduce un cero en el bit 7

Error conceptual habitual

Carry no proviene del resultado y Negative no se copia del antiguo bit 7.

Fuera de alcance

el comportamiento con el acumulador en el test 096 y la conexión de opcodes en los tests 097-101
la secuenciación precisa por ciclos de lectura/modificación/escritura
limpiezas no relacionadas en asl_a

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_095_instruction_lsr.py -v

Implementación de ejemplo

Implementación sugerida para este paso

# emulator/cpu/instructions.py
def lsr(cpu: CPU, addr: int):
    value = cpu.bus.read(addr)
    result = value >> 1
    result_8 = result & 0xFF

    # Set flags
    cpu.flags.set_carry_flag((value & 0x01) != 0)
    cpu.flags.set_negative_flag(False)
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)

    cpu.bus.write(addr, result_8)

Ver código del testtest_095_instruction_lsr.py

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


CARRY_FLAG = 1 << 0


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

    lsr(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b0000_0011


def test_lsr_memory_sets_carry_from_old_bit_0():
    """Objective: old bit 0 is moved into Carry before the right shift."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0b0000_0011)

    lsr(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b0000_0001
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0


def test_lsr_memory_clears_carry_when_old_bit_0_was_clear():
    """Objective: Carry is cleared when the original value did not have bit 0 set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= CARRY_FLAG
    cpu.bus.write(0x0020, 0b0000_0010)

    lsr(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0b0000_0001
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) == 0


def test_lsr_memory_sets_zero_flag_when_result_is_zero():
    """Objective: 0x01 >> 1 becomes 0x00 and sets Zero flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.bus.write(0x0020, 0x01)

    lsr(cpu, 0x0020)

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


def test_lsr_memory_always_clears_negative_flag():
    """Objective: LSR fills bit 7 with 0, so Negative must be cleared."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= NEGATIVE_FLAG
    cpu.bus.write(0x0020, 0x80)

    lsr(cpu, 0x0020)

    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0x40
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) == 0

Funciones de test (5)

test_lsr_memory_shifts_value_right_and_writes_result_back
test_lsr_memory_sets_carry_from_old_bit_0
test_lsr_memory_clears_carry_when_old_bit_0_was_clear
test_lsr_memory_sets_zero_flag_when_result_is_zero
test_lsr_memory_always_clears_negative_flag