195. Инструкция pla

реализовать поведение PLA.

Урок 195 из 356 · tests/chapter_01_cpu/test_195_instruction_pla.py

На этом шаге измените только `emulator/cpu/instructions.py, добавив pla(cpu). Предварительные условия: STACK_BASE` и установщики флагов нуля/отрицательности уже существуют.

Зачем нужен этот шаг

Извлечение сначала продвигает S к занятому слоту стека, загружает этот байт в A и вычисляет Z и N из только что загруженного аккумулятора.

Предлагаемая реализация

cpu.s = (cpu.s + 1) & 0xFF
cpu.a = cpu.bus.read(0x0100 | cpu.s)
cpu.flags.set_zero_flag(cpu.a == 0)
cpu.flags.set_negative_flag((cpu.a & 0x80) != 0)

Поместите эти инструкции в `def pla(cpu: CPU). Можно использовать STACK_BASE и эквивалентную бинарную маску 7-го бита 0b1000_0000`.

Инварианты: увеличивайте и заворачивайте S перед чтением; читайте страницу стека $0100; заменяйте A извлечённым байтом; обновляйте только Z и N, используя бит 7 для N; сохраняйте все остальные биты статуса.

Заблуждение: PLA — это не просто PHA в обратном порядке. В отличие от PHA, он обновляет Z и N из A, но не заменяет весь регистр статуса целиком.

Вне рамок: регистрация опкода $68 относится к шагу 196. PHP и PLP начинаются с шагов 197 и 199; не добавляйте их API или поведение здесь.

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_195_instruction_pla.py -v

Пример реализации

Предлагаемая реализация

cpu.s = (cpu.s + 1) & 0xFF
cpu.a = cpu.bus.read(0x0100 | cpu.s)
cpu.flags.set_zero_flag(cpu.a == 0)
cpu.flags.set_negative_flag((cpu.a & 0x80) != 0)

Показать код тестаtest_195_instruction_pla.py

from emulator.cpu.instructions import pla
from tests.helpers import make_cpu


CARRY_FLAG = 1 << 0
ZERO_FLAG = 1 << 1
OVERFLOW_FLAG = 1 << 6
NEGATIVE_FLAG = 1 << 7
STACK_BASE = 0x0100


def test_pla_pulls_value_from_stack_into_accumulator():
    """Objective: PLA reads from $0100 | incremented S and stores that value in A."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x42)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x42


def test_pla_increments_stack_pointer_before_reading():
    """
    Objective:
    PLA must increment S before reading.

    With S = $FC, the pulled byte comes from $01FD, not $01FC.
    """
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFC, 0x11)
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x22)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x22
    assert cpu.s == 0xFD


def test_pla_sets_zero_flag_when_pulled_value_is_zero():
    """Objective: PLA updates Zero from the pulled accumulator value."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x00)
    cpu.flags.set_zero_flag(False)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x00
    assert cpu.flags.get_zero_flag() is True


def test_pla_clears_zero_flag_when_pulled_value_is_not_zero():
    """Objective: PLA clears Zero when the pulled value is non-zero."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x01)
    cpu.flags.set_zero_flag(True)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x01
    assert cpu.flags.get_zero_flag() is False


def test_pla_sets_negative_flag_when_bit_7_is_set():
    """
    Objective:
    PLA updates Negative from bit 7 of the pulled value.

    $80 is binary 1000_0000, so Negative must be set.
    """
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x80)
    cpu.flags.set_negative_flag(False)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x80
    assert cpu.flags.get_negative_flag() is True


def test_pla_does_not_set_negative_flag_for_bit_6_only():
    """
    Objective:
    Catch the common mask bug: Negative is bit 7, not bit 6.

    $40 is binary 0100_0000. Bit 6 is set, but Negative must remain clear.
    """
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x40)
    cpu.flags.set_negative_flag(True)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0x40
    assert cpu.flags.get_negative_flag() is False


def test_pla_preserves_flags_other_than_zero_and_negative():
    """
    Objective:
    PLA updates only Zero and Negative.

    Carry and Overflow must keep their previous values.
    """
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFC
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0xFD, 0x01)
    cpu.p = CARRY_FLAG | ZERO_FLAG | OVERFLOW_FLAG | NEGATIVE_FLAG

    pla(cpu)

    assert cpu.flags.get_zero_flag() is False
    assert cpu.flags.get_negative_flag() is False
    assert (cpu.p & CARRY_FLAG) != 0
    assert (cpu.p & OVERFLOW_FLAG) != 0


def test_pla_stack_pointer_wraps_to_8_bits():
    """Objective: S is an 8-bit stack pointer and wraps before reading."""
    cpu = make_cpu()
    cpu.s = 0xFF
    cpu.bus.write(STACK_BASE | 0x00, 0xAB)

    pla(cpu)

    assert cpu.a == 0xAB
    assert cpu.s == 0x00

Тестовые функции (8)

test_pla_pulls_value_from_stack_into_accumulator
test_pla_increments_stack_pointer_before_reading
test_pla_sets_zero_flag_when_pulled_value_is_zero
test_pla_clears_zero_flag_when_pulled_value_is_not_zero
test_pla_sets_negative_flag_when_bit_7_is_set
test_pla_does_not_set_negative_flag_for_bit_6_only
test_pla_preserves_flags_other_than_zero_and_negative
test_pla_stack_pointer_wraps_to_8_bits