143. Instruction bit

реализовать независимое от режима адресации поведение BIT.

Урок 143 из 356 · tests/chapter_01_cpu/test_143_instruction_bit.py

Зачем нужен этот шаг

BIT имеет необычную семантику флагов: Z определяется как A AND value, тогда как N и V копируют биты операнда, поэтому один общий примитив предотвращает расхождение обработчиков разных режимов адресации.

На этом шаге, после уроков по EOR, добавьте в `emulator/cpu/instructions.py` ровно следующий символ:

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

    # Flags:
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)
    cpu.flags.set_negative_flag((value & 0b1000_0000) != 0)
    cpu.flags.set_overflow_flag((value & 0b0100_0000) != 0)

BIT разделяет проверку на ноль и два копируемых бита операнда: Z отражает `A & value`, тогда как N и V отражают биты 7 и 6 значения. A, Carry, память, X, Y и PC неизменны; перезаписываются только Z/N/V.

Заблуждение: BIT не сохраняет `A & value в A и не вычисляет N/V по результату этого AND. Вне рамок урока: импорт bit в emulator/cpu/opcodes.py` и подключение опкодов для нулевой страницы и абсолютного режима — уроки 144–145.

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_143_instruction_bit.py -v

Пример реализации

Зачем нужен этот шаг

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

    # Flags:
    cpu.flags.set_zero_flag(result_8 == 0)
    cpu.flags.set_negative_flag((value & 0b1000_0000) != 0)
    cpu.flags.set_overflow_flag((value & 0b0100_0000) != 0)

Показать код тестаtest_143_instruction_bit.py

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


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


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

    bit(cpu, 0b1111_0000)

    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) != 0


def test_bit_clears_zero_flag_when_a_and_value_is_not_zero():
    """Objective: if A & value is nonzero, Zero flag is cleared."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= ZERO_FLAG
    cpu.a = 0b0000_1111

    bit(cpu, 0b0000_0001)

    assert (cpu.p & ZERO_FLAG) == 0


def test_bit_sets_negative_flag_from_value_bit_7():
    """Objective: BIT copies value bit 7 into Negative flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x00

    bit(cpu, 0b1000_0000)

    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) != 0


def test_bit_sets_overflow_flag_from_value_bit_6():
    """Objective: BIT copies value bit 6 into Overflow flag."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0x00

    bit(cpu, 0b0100_0000)

    assert (cpu.p & OVERFLOW_FLAG) != 0


def test_bit_clears_negative_and_overflow_when_value_bits_are_clear():
    """Objective: N and V follow value bits 7 and 6, including clearing them."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.p |= NEGATIVE_FLAG
    cpu.p |= OVERFLOW_FLAG
    cpu.a = 0xFF

    bit(cpu, 0b0011_1111)

    assert (cpu.p & NEGATIVE_FLAG) == 0
    assert (cpu.p & OVERFLOW_FLAG) == 0


def test_bit_does_not_modify_accumulator_or_carry_flag():
    """Objective: BIT only updates Z/N/V; A and Carry are preserved."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.a = 0b1010_1010
    cpu.p |= CARRY_FLAG

    bit(cpu, 0b1111_0000)

    assert cpu.a == 0b1010_1010
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0

Тестовые функции (6)

test_bit_sets_zero_flag_when_a_and_value_is_zero
test_bit_clears_zero_flag_when_a_and_value_is_not_zero
test_bit_sets_negative_flag_from_value_bit_7
test_bit_sets_overflow_flag_from_value_bit_6
test_bit_clears_negative_and_overflow_when_value_bits_are_clear
test_bit_does_not_modify_accumulator_or_carry_flag