096. Instruction lsr a

Añadir el comportamiento de la instrucción LSR sobre el acumulador.

Lección 96 de 356 · tests/chapter_01_cpu/test_096_instruction_lsr_a.py

En este paso, añade el comportamiento de LSR dirigido al acumulador después de la primitiva de memoria del test 095.

Archivo y símbolo

emulator/cpu/instructions.py: lsr_a

Por qué existe este paso

LSR sobre el acumulador comparte el desplazamiento y los flags del test 095, pero tiene un destino de datos distinto, por lo que debe actualizar cpu.a sin tratar ese registro como una dirección.

Implementación sugerida para este paso

# emulator/cpu/instructions.py
def lsr_a(cpu: CPU):
    value = cpu.a
    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.a = result_8

Invariantes importantes

el antiguo bit 0 de A reemplaza a Carry
Zero sigue el valor final de A y Negative siempre se borra
no se produce ninguna lectura ni escritura en el bus
la memoria en una dirección numéricamente igual al antiguo valor de A permanece sin cambios

Error conceptual habitual

cpu.a es el valor y el destino, no una dirección que pasar al lsr de memoria.

Fuera de alcance

la conexión del opcode 0x4A en el test 097
los opcodes de direccionamiento a memoria en los tests 098-101
refactorizar la lógica compartida de LSR o añadir precisión de ciclos

Ejecutar esta lección

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_096_instruction_lsr_a.py -v

Implementación de ejemplo

Implementación sugerida para este paso

# emulator/cpu/instructions.py
def lsr_a(cpu: CPU):
    value = cpu.a
    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.a = result_8

Ver código del testtest_096_instruction_lsr_a.py

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


CARRY_FLAG = 1 << 0


def test_lsr_a_shifts_accumulator_right():
    """Objective: A value 0b0000_0110 becomes 0b0000_0011."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b0000_0110

    lsr_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0011


def test_lsr_a_sets_carry_from_old_accumulator_bit_0():
    """Objective: old A bit 0 is moved into Carry before the right shift."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b0000_0011

    lsr_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0001
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0


def test_lsr_a_clears_carry_when_old_accumulator_bit_0_was_clear():
    """Objective: Carry is cleared when original A did not have bit 0 set."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= CARRY_FLAG
    cpu.a = 0b0000_0010

    lsr_a(cpu)

    assert cpu.a == 0b0000_0001
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) == 0


def test_lsr_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero():
    """Objective: A=0x01 shifts to 0x00 and sets Zero flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x01

    lsr_a(cpu)

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


def test_lsr_a_always_clears_negative_flag():
    """Objective: LSR A fills bit 7 with 0, so Negative must be cleared."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= NEGATIVE_FLAG
    cpu.a = 0x80

    lsr_a(cpu)

    assert cpu.a == 0x40
    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) == 0


def test_lsr_a_does_not_write_shifted_result_to_memory():
    """Objective: LSR 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)

    lsr_a(cpu)

    assert cpu.a == 0x10
    assert cpu.bus.read(0x0020) == 0x99

Funciones de test (6)

test_lsr_a_shifts_accumulator_right
test_lsr_a_sets_carry_from_old_accumulator_bit_0
test_lsr_a_clears_carry_when_old_accumulator_bit_0_was_clear
test_lsr_a_sets_zero_flag_when_result_is_zero
test_lsr_a_always_clears_negative_flag
test_lsr_a_does_not_write_shifted_result_to_memory