147. Cmp immediate

добавить опкод CMP immediate ``0xC9``.

Урок 147 из 356 · tests/chapter_01_cpu/test_147_CMP_immediate.py

Зачем нужен этот шаг

Непосредственная форма первой делает CMP доступной через выполнение CPU, сравнивая A с литеральным байтом, при этом вся логика флагов сравнения остаётся в общем примитиве.

На этом шаге урок 146 уже добавляет `cmp. Поскольку это первый опкод CMP, добавьте его импорт и ровно следующий обработчик/запись в таблице в emulator/cpu/opcodes.py`:

from emulator.cpu.instructions import (..., cmp)

def cmp_immediate(cpu: CPU):
    cmp(cpu, immediate(cpu))

OPCODE_TABLE = {
    ...
    0xC9: cmp_immediate,
}

`addressing_modes.immediate` возвращает извлечённое значение операнда напрямую, поэтому чтения из памяти данных не происходит. C/Z/N могут измениться; A, Overflow, X, Y и память неизменны; опкод и операнд продвигают PC на два байта.

Заблуждение: непосредственный CMP не рассматривает свой операнд как адрес и не сохраняет результат вычитания. Вне рамок урока: режимы CMP с обращением к памяти — уроки 148–154; CPX и CPY — последующие уроки.

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_147_CMP_immediate.py -v

Пример реализации

Зачем нужен этот шаг

from emulator.cpu.instructions import (..., cmp)

def cmp_immediate(cpu: CPU):
    cmp(cpu, immediate(cpu))

OPCODE_TABLE = {
    ...
    0xC9: cmp_immediate,
}

Показать код тестаtest_147_CMP_immediate.py

import inspect

from emulator.bus.cpu_bus import CpuBus
from emulator.cpu import opcodes
from emulator.cpu.cpu import CPU
from emulator.memory.fake_rom import FakeROM
from tests.helpers import NEGATIVE_FLAG, ZERO_FLAG


CARRY_FLAG = 1 << 0


def make_cpu_with_rom():
    rom = FakeROM()
    rom.write(0x7FFC, 0x00)
    rom.write(0x7FFD, 0x80)
    bus = CpuBus(program_rom=rom)
    return CPU(bus), bus, rom


def test_cmp_immediate_handler_exists_and_is_in_opcode_table():
    """Objective: create cmp_immediate(cpu) and add 0xC9 to OPCODE_TABLE."""
    assert hasattr(opcodes, "cmp_immediate")
    assert callable(opcodes.cmp_immediate)
    assert list(inspect.signature(opcodes.cmp_immediate).parameters) == ["cpu"]
    assert opcodes.OPCODE_TABLE[0xC9] is opcodes.cmp_immediate


def test_opcode_C9_cmp_immediate_compares_a_with_value():
    """Objective: C9 10 means compare A with 0x10."""
    cpu, bus, rom = make_cpu_with_rom()
    rom.write(0x0000, 0xC9)
    rom.write(0x0001, 0x10)

    cpu.reset()
    cpu.a = 0x20
    cpu.step()

    assert cpu.a == 0x20
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0
    assert cpu.pc == 0x8002


def test_opcode_C9_cmp_immediate_sets_zero_when_equal():
    """Objective: equal values set Zero and Carry."""
    cpu, bus, rom = make_cpu_with_rom()
    rom.write(0x0000, 0xC9)
    rom.write(0x0001, 0x10)

    cpu.reset()
    cpu.a = 0x10
    cpu.step()

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


def test_opcode_C9_cmp_immediate_sets_negative_when_wrapped_result_has_bit_7():
    """Objective: A=0x01 compared with 0x02 gives wrapped result 0xFF."""
    cpu, bus, rom = make_cpu_with_rom()
    rom.write(0x0000, 0xC9)
    rom.write(0x0001, 0x02)

    cpu.reset()
    cpu.a = 0x01
    cpu.step()

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

Тестовые функции (4)

test_cmp_immediate_handler_exists_and_is_in_opcode_table
test_opcode_C9_cmp_immediate_compares_a_with_value
test_opcode_C9_cmp_immediate_sets_zero_when_equal
test_opcode_C9_cmp_immediate_sets_negative_when_wrapped_result_has_bit_7