testkit: модульные тесты под ucsim_z80 + планы покрытия

Обвязка для быстрых тестов plain-C логики: секунды вместо прогона в MAME,
без образа диска.  ucsim_z80 идёт в комплекте нашего SDCC — новых
зависимостей нет.

ПОЧЕМУ ПОД Z80, А НЕ ХОСТОВЫМ GCC.  У SDCC z80 int 16 бит, у хоста 32, и
расходится это НЕ в объявлениях, а в выражениях: integer promotion
повышает операнды до int независимо от того, объявлены они как uint8_t
или uint16_t.  Перевод кода на фиксированные типы разницу не убирает —
убирает только исполнение с z80-семантикой.  Побочно проверяется
кодогенерация SDCC и модули с inline-asm, которых хостовая сборка не
видит в принципе.

Устройство: crt0_ucsim.s (SP, зануление, main, halt), tcheck.* (итог в
структуру в ОЗУ), run_ucsim.py (гоняет ucsim, дампит tc_result, печатает
отчёт), host-tests.mk (общие правила).  Вывода через printf нет: тестовый
бинарь линкуется без Sprinter-libc.  Через ucsim-simif не идём — номера
его команд плавают между версиями, halt + dump работают везде.

Наборы лежат РЯДОМ с проверяемым кодом, обвязка общая:
  testkit/t_selftest.c                     — самопроверка (sizeof(int)==2)
  applications/PoP/roomtest/tests-host/    — движок PoP

Первый содержательный набор — t_geom: сверяет рукописный asm-LCG из
pop_geom.c с наивной 32-битной формулой на 128 шагах.  Заявка «бит-в-бит
как в SDLPoP» до сих пор держалась на комментарии.  Тест проверен
мутацией: порча эталонной константы даёт красный.

Планы дальнейшего покрытия:
  docs/host-tests-plan.md                    — libc и libbgi (не начато)
  applications/PoP/docs/host_tests_plan.md   — движок PoP

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>

applications/PoP/docs/host_tests_plan.md

@@ -0,0 +1,142 @@
+# План: модульные тесты движка roomtest под ucsim_z80
+
+Обвязка общая — `testkit/` в корне репозитория (там же объяснение, почему
+прогон именно под z80, а не хостовым gcc). Наборы лежат в
+`../roomtest/tests-host/`.
+
+Задача плана: **перестать чинить одно и то же дважды**. За два прогона
+уровня 1 (2026-08-03) закрыто восемь корней, и часть из них — регрессии
+соседней механики, внесённые предыдущим фиксом. Такие вещи ловятся тестом
+за миллисекунды, а в MAME — часами ручного вождения Кида.
+
+## Что уже есть
+
+| набор | модуль | статус |
+|-------|--------|--------|
+| `t_geom` | `pop_geom.c` | 39 проверок, включая побитовую сверку asm-LCG с 32-битной формулой на 128 шагах |
+
+`pop_geom.c` выбран первым, потому что не тянет ничего за собой. Дальше
+начинаются швы.
+
+## Фаза 1. Два шва (блокирует всё остальное)
+
+### 1.1 Доступ к странице уровня
+
+`pop_level.c` ходит по абсолютным адресам: `gfx_w0_map(lvl_page)`, затем
+разыменование `(uint8_t *)(LVL_DATA_OFF + …)`. В тестовом бинаре это
+обращение в никуда.
+
+Нужен макрос `W0PTR(off)`:
+
+- на таргете — `((uint8_t *)(off))`, то есть ровно как сейчас;
+- в тестах — смещение в обычном массиве-подложке.
+
+Правка механическая и компайл-таймовая, на размер продукта не влияет.
+Заодно снимает магию абсолютных констант из тела функций.
+
+Тестовая подложка должна уметь: загрузить синтетическую комнату (10×3
+байта fg + mod) и целый синтетический уровень на 24 комнаты, чтобы
+проверять межкомнатные вещи.
+
+### 1.2 Журналирующий рендерер
+
+Вместо `pop_bg.c`/`pop_gdraw.c` в тестовый бинарь линкуется модуль с теми
+же прототипами, который **не рисует, а записывает вызовы**: какой тайл
+помечен к перерисовке, каким кодом, с каким счётчиком страниц.
+
+Это не обход проблемы, а самостоятельная ценность: `BUG-GATE-ANIM-1` был
+ровно такой формы — ворота меняли состояние, но пометка на перерисовку не
+ставилась. Проверяется утверждением, а не глазами.
+
+Минимум, который надо перехватывать: `pop_set_redraw`,
+`pop_set_redraw_above`, `pop_loose_mob_spawn`, `pop_gate_redraw`.
+
+## Фаза 2. Регрессионные кейсы из `bug_closed.md`
+
+После швов `bug_closed.md` превращается в готовую спецификацию: у каждой
+записи есть симптом и ожидаемое поведение. Кандидаты, которые ловятся
+логикой (без отрисовки и без железа):
+
+| баг | что закрепить тестом |
+|-----|----------------------|
+| `BUG-LVLSTATE-1` | запись тайла переживает выход из комнаты |
+| `BUG-RESPAWN-1` | рестарт уровня возвращает ВСЕ тайлы из эталонной копии |
+| `BUG-RESPAWN-2` | рестарт возвращает таблицу стражей; убитый снова жив |
+| `BUG-GATE-ANIM-1` | смена состояния ворот ставит пометку `POP_RD_GATE`; закрывающиеся — на обе страницы, открывающиеся — на одну |
+| `BUG-COLL-1` | `check_collisions` сканирует ряд справа налево и выбирает НАИМЕНЬШУЮ занятую колонку |
+| `BUG-STANDUP-1` | `bumped_floor` у трупа (`alive >= 0`) только выравнивает и не трогает последовательность |
+| `BUG-DEATH-1` | `hitp_curr == 0` при живом Киде переводит его в «умирает» ровно один раз |
+| `BUG-LOOSE-2` | кусок, начавший падать, долетает и кладёт щебень ПОСЛЕ смены комнаты |
+| `BUG-CEIL-2` | loose-плита ряда 2 верхнего соседа живёт как «ряд −1» |
+
+`BUG-LOOSE-2` стоит взять первым: он до сих пор помечен в `bug_list.md`
+как непроверенный именно потому, что гонку «уйти из комнаты раньше, чем
+долетит плита» через мост MAME воспроизвести не удалось. На уровне логики
+это несколько строк — заспавнить кусок, сменить комнату, тикать до
+приземления, проверить щебень в данных уровня.
+
+Не берутся (нужна картинка либо железо): `BUG-DOOR-CLIP`, `BUG-CEIL-1`,
+`BUG-CEIL-3`, `BUG-OCCL-1`, `BUG-KBD-4`, `BUG-3`.
+
+## Фаза 3. Сценарные тесты
+
+Сейчас шаг кадра размазан по `main()` в `roomtest.c`. Вынести его в
+`pop_frame_tick()` — тогда появляются тесты вида «поставить Кида в
+известное состояние, скормить N тиков ввода, проверить итог»:
+
+```
+дано:  комната 5, Кид на кнопке (0,6)
+когда: 40 тиков без ввода
+тогда: комната по-прежнему 5, Кид на полу ряда 2
+```
+
+Это тот самый BUG-STANDUP-1, который ловили потиковой трассой в MAME.
+
+Ввод подаётся не через `kbd_raw_down()`, а через подменяемый источник —
+это же даст возможность проигрывать записанные сценарии.
+
+## Фаза 4. Дифф против SDLPoP
+
+`SDLPoP/src/` лежит в дереве, собирается на хосте, и там **уже стоят
+отладочные трассы** (`DBG kidobj tilepos=…` в seg008, `DBG make_loose_fall`
+в seg007). Значит эталон можно заставить печатать потиковую трассу
+автоматически.
+
+Схема: общий формат скрипта ввода и общий формат трассы (тик, frame, x, y,
+room, col, row, action, alive, hp). Гоняем обе реализации, диффим, первое
+расхождение — номер тика и есть баг. Это ровно то, что делалось руками
+через MAME, только бесплатно и повторяемо: `BUG-COLL-1` и `BUG-STANDUP-1`
+такой дифф нашёл бы за секунды.
+
+**Лицензия.** SDLPoP — GPLv3, правило подпроекта — читать и переписывать,
+не линковать. Оракул обязан быть **отдельным исполняемым файлом**,
+общающимся через файлы трасс, а не слинкованным с нашим кодом в один
+бинарь.
+
+Требование к детерминизму: сиды PRNG должны совпадать. У нас
+`POP_PRANDOM_EXACT` даёт ту же последовательность, что в оригинале, и это
+уже закреплено тестом `geom_lcg_matches_reference`.
+
+## Чего эти тесты не поймают
+
+Отрисовку, банки и W-окна, тайминги, клавиатуру — за этим остаётся MAME.
+
+И отдельный класс: **баги порядка вызовов**. Свежий пример — окно
+fore-клипа (`pop_fore_set_clip`) одно на всех, и его ставит каждый, кто
+рисует персонажа; когда порядок «Кид/страж» стал переменным, окно осталось
+стражьим, и Кид нарисовался поверх передних столбов. Это не «функция
+вернула не то», unit-тест такое не видит. Ловится инвариантом,
+вкомпилированным в safe-сборку: «в момент `pop_fore_over_kid` окно клипа
+принадлежит Киду». Отдельный инструмент, дополняющий тесты.
+
+## Порядок работ
+
+1. Шов `W0PTR` + подложка уровня.
+2. Журналирующий рендерер.
+3. `BUG-LOOSE-2` — закрыть висящий вопрос.
+4. Остальные кейсы из таблицы фазы 2.
+5. `pop_frame_tick()` + сценарные тесты.
+6. Дифф против SDLPoP.
+
+Правило приёмки: тест не считается написанным, пока не проверен мутацией —
+сломать проверяемое место и убедиться, что набор краснеет.