175. Bne 相对寻址

将 BNE 接入其相对寻址操作码。

第 175 / 356 · tests/chapter_01_cpu/test_175_BNE_relative.py

前置条件:步骤 174 已接通 BEQ。在这一步中,向 `emulator/cpu/opcodes.py` 添加以下内容:

from emulator.cpu.instructions import bne

def bne_relative(cpu: CPU):
    offset = relative(cpu)
    bne(cpu, offset)

OPCODE_TABLE[0xD0] = bne_relative

将导入项和表项合并进它们已有的分组形式中。

这一步存在的原因

操作码层负责消费并解码位移量,然后把 Zero 清零的判断交给步骤 167 的 `instructions.bne`。

不变量:`0xD0` 总是消费一个操作数字节;Zero 清零时把带符号的偏移量应用到操作数之后的 PC 上,Zero 置位时该 PC 保持不变。该处理函数不改变任何标志位或内存。常见误解:BNE 不执行比较操作,并且未跳转的分支不能让 PC 停在其操作数上。

不在本步范围内:BPL/BMI/BVC/BVS 的操作码接线在步骤 176-179 中完成。下一个寻址模式功能——间接寻址 JMP——是步骤 180。

运行本课

uv run pytest tests/chapter_01_cpu/test_175_BNE_relative.py -v

示例实现

from emulator.cpu.instructions import bne

def bne_relative(cpu: CPU):
    offset = relative(cpu)
    bne(cpu, offset)

OPCODE_TABLE[0xD0] = bne_relative

查看测试代码test_175_BNE_relative.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


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_bne_relative_handler_exists_and_is_in_opcode_table():
    """Objective: create bne_relative(cpu) and add 0xD0 to OPCODE_TABLE."""
    assert hasattr(opcodes, "bne_relative")
    assert callable(opcodes.bne_relative)
    assert list(inspect.signature(opcodes.bne_relative).parameters) == ["cpu"]
    assert opcodes.OPCODE_TABLE[0xD0] is opcodes.bne_relative


def test_opcode_D0_bne_relative_branches_when_zero_clear():
    """Objective: BNE branches when Zero is clear."""
    cpu, bus, rom = make_cpu_with_rom()
    rom.write(0x0000, 0xD0)
    rom.write(0x0001, 0x05)

    cpu.reset()
    cpu.flags.set_zero_flag(False)
    cpu.step()

    assert cpu.pc == 0x8007


def test_opcode_D0_bne_relative_does_not_branch_when_zero_set():
    """Objective: BNE does not branch when Zero is set."""
    cpu, bus, rom = make_cpu_with_rom()
    rom.write(0x0000, 0xD0)
    rom.write(0x0001, 0x05)

    cpu.reset()
    cpu.flags.set_zero_flag(True)
    cpu.step()

    assert cpu.pc == 0x8002

测试函数 (3)

test_bne_relative_handler_exists_and_is_in_opcode_table
test_opcode_D0_bne_relative_branches_when_zero_clear
test_opcode_D0_bne_relative_does_not_branch_when_zero_set