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>
This commit is contained in:
Александр Петров
2026-08-03 22:36:16 +03:00
parent b5d2a81ee3
commit 61d4255091
19 changed files with 1103 additions and 1 deletions
+129
View File
@@ -0,0 +1,129 @@
# План: модульные тесты libc и libbgi под ucsim_z80
Статус: **не начато**, задача на будущее. Обвязка уже готова и обкатана —
`testkit/` (см. `testkit/README.md`); первый потребитель —
`applications/PoP/roomtest/tests-host/`. Этот документ — про то, как накрыть
тем же способом основной продукт репозитория.
## Что это НЕ заменяет
В `tests/` уже лежат 62 каталога — это **интеграционные** тесты: одна фича =
одна программа, которая пакуется на дискету и гоняется в MAME
(`docs/mame-autotest.md`). Они проверяют, что API работает на живой машине:
ESTEX, BIOS, диск, экран, тайминги.
Модульные тесты их не отменяют, а дополняют с другой стороны:
| | `tests/` (MAME) | `tests-host` (ucsim) |
|---|---|---|
| что проверяет | работает ли на машине | верна ли логика |
| граничные случаи | 1–2 на фичу | десятки, дёшево |
| время прогона | десятки секунд | миллисекунды |
| ловит | железо, тайминги, банки | арифметику, краевые условия, регрессии |
Правило разделения то же, что уже записано для PoP: **что можно проверить
без железа — проверять в ucsim, MAME оставить железу.**
## Три группы модулей
### 1. Чистая логика — тестируется как есть, швов не нужно
Здесь можно начинать в тот же день, когда задачу возьмут в работу.
**libc:**
- `time/``_tm_is_leap`, `_tm_mdays`, `_tm_month_days`, `_tm_year_days`,
`mktime`, `gmtime`, `localtime`, `asctime`, `ctime`. Классическая
календарная арифметика: високосные годы, границы месяцев, переходы через
год, круговой прогон `mktime(gmtime(t)) == t`. Идеальный первый набор —
много краевых случаев и ноль зависимостей.
- `stdio/``dec_print`, `hex8/16/32`, `_scanf_core`, `sscanf`. Формат и
разбор: ширина, знак, переполнение, мусор на входе.
- `string/`, `stdlib/``strlwr`, `strupr`, `max`, `min`.
**libbgi/common** (115 модулей, почти всё mode-agnostic):
- `_bgi_isqrt`, `_bgi_trig` — сверить с эталонной формулой на всём
диапазоне, ровно как сделано для LCG в `t_geom` у PoP;
- `_bgi_lineseg`, `_bgi_styled_line`, `_bgi_poly_edge`, `_bgi_arc_draw`
геометрия и отсечение: линия целиком вне окна, по диагонали через угол,
вырожденная в точку;
- `_spr_ysort` — порядок сортировки спрайтов;
- `_bgi_hspan`, `_bgi_fill_span` — заливка: краевые span'ы, нулевая ширина.
### 2. Нужны швы — но швы дешёвые
**Фейковый ESTEX и BIOS прямо в тестовом crt0.** Оба вызываются через
`rst #0x10` и `rst #0x08`, то есть через фиксированные векторы в первых
байтах памяти. В тестовом бинаре эти адреса наши: можно положить туда
обработчик, который эмулирует крошечную файловую систему в ОЗУ и текстовый
экран в буфере. Это открывает:
- `file/` (32 модуля) и `io/` (21) — `fopen`/`fread`/`fwrite`/`fseek`,
буферизация (`docs/file-buffering-design.md`), поведение на EOF и
ошибках, `errno`;
- `conio/` (38) — вывод в буфер вместо экрана, проверка атрибутов,
скроллинга, границ окна.
Отдельно ценно: **гарды**, которые обязаны быть в обеих сборках. `_fd_guard`
(девятый `OPEN` вешает DSS) — это ровно тот случай, где нужен тест, а не
вера в комментарий: открыть восемь, убедиться, что девятый вернул ошибку и
не дошёл до ESTEX.
**Кадровый буфер в ОЗУ для libbgi.** Если рисующие ядра умеют писать в
обычный буфер, а не только в видеопамять, растеризацию можно проверять
снимком: нарисовать фигуру, сравнить с эталонным массивом. Начинать с
маленьких (8×8, 16×16) — эталон читаемый прямо в исходнике.
### 3. Только MAME
Банки и W-окна, EMM, реальный ESTEX/DSS, клавиатурный трамплин и IM2,
CBL-звук (`cbl/`), мышь (`mouse/`), `mem/` (это банки и страницы, а не
куча), тайминги и бюджет кадра, ускоритель.
## Обе сборки: fast и safe
Библиотеки собираются в двух вариантах (`-D*_NOCHECK` вырезает
валидацию параметров). Наборы стоит гонять **против обоих**:
- в safe — что валидация ловит мусорные аргументы и ставит `errno`;
- в fast — что вырезание валидации не поменяло поведение на корректных
входах.
Это дешёвая параметризация Makefile (тот же набор, два `OBJS_*`), и она
пресекает целый класс расхождений между вариантами.
## Фазы
1. **Календарь и формат.** `time/`, `stdio/`. Нулевые швы, максимальная
плотность краевых случаев. Цель — обкатать поток работы на libc.
2. **Геометрия libbgi.** `common/`: isqrt, тригонометрия, отсечение линий,
рёбра полигонов. Тоже без швов.
3. **Фейковые ESTEX/BIOS в crt0.** Открывает `file/`, `io/`, `conio/` и
гарды. Самый крупный кусок работы и самая большая отдача.
4. **Растр libbgi по снимкам** — если окажется, что ядра можно нацелить на
буфер в ОЗУ без правок продукта; иначе отложить.
5. **Параметризация fast/safe** — после того, как наборов станет заметно.
## Критерии
- Тест не считается написанным, пока не проверен мутацией: сломать
проверяемое место, убедиться, что набор краснеет. Пустые тесты хуже
отсутствующих.
- Каждый закрытый баг libc/libbgi получает регрессионный кейс, если он
ловится без железа.
- `make host-tests` остаётся быстрым: если суммарно перевалит за несколько
секунд, делить на быстрый и полный прогон.
## Организация
Наборы кладутся рядом с кодом, обвязка общая:
```
libc/tests-host/ наборы по областям: t_time.c, t_stdio.c, …
libbgi/tests-host/ t_geom.c, t_raster.c, …
```
Каждому — `Makefile` на пять строк (`TESTKIT`, `ENGINE_DIR`, `OBJS_*`,
`include`), и добавить каталог в `HOST_TEST_DIRS` корневого `Makefile`.
Подробности — `testkit/README.md`.