Sprinter-SDCC/applications/PoP/docs/l9_invert_plan.md

# L9-INVERT — план реализации зелья переворота (уровень 9)

Рабочий план, по которому задача делается с чистого контекста.  Доска —
[`../roomtest/TASKS_OPEN.md#l9-invert`](../roomtest/TASKS_OPEN.md); правила
подпроекта — `../CLAUDE.md` (SDLPoP = источник истины, диагноз железа —
только артефактом).

## 0. Что и зачем

Зелья типа 4 на уровне 9 (комната 7 тайл `(1,7)`, комната 10 тайл `(0,4)`)
переворачивают картинку вверх ногами.  В оригинале это `toggle_upside()`
(seg000:15E9): `upside_down = ~upside_down`, `need_redraw_because_flipped = 1`.
Больше зелье не делает НИЧЕГО — ни вспышки, ни урона (seg006:1885, ветка
`case 4`).  Снимается: смертью Кида (seg000:1224, при `alive >= 0`) и стартом
уровня (seg003:38/188).  Управление НЕ инвертируется.  Второе зелье
переворачивает обратно.

Оригинал переворачивает готовый offscreen на выводе (`flip_screen` перед
копированием прямоугольников на экран, seg000:939/946).  Нам этот путь
закрыт: страниц ровно две (`gfx_set_visible_page` → ESTEX $54 SELPAGE, бит 0),
рабочей третьей нет.  Поэтому:

- **уже нарисованное** переворачиваем ОДИН РАЗ построчной копией
  акселератора (решение пользователя 2026-08-12);
- **всё, что рисуется дальше**, рисуем зеркально: фон (row-major) — новыми
  vflip-блитами, персонажи (column-major) — заранее подготовленными
  зеркальными кадрами.

Полоса HP и лейбл комнаты живут в борту (`y = 194 + POP_YOFF`, поле —
`POP_PLAYFIELD_H = 192`) и не переворачиваются, как и в оригинале.

---

# Часть I — libbgi

## I.0 РАЗВЕДКА ЖЕЛЕЗА — ЗАКРЫТА 2026-08-12

**Оба факта подтверждены, ядро и обёртка написаны и проверены в MAME**
(`tests/pageflip`, 5/5 PASS — прямая копия, vflip, целость рамки, широкая
копия 320 = два прохода, неприкосновенность источника).

- **Р1 подтверждён**: Port_Y можно менять между read- и write-триггером,
  если ПЕРЕД вторым OUT стоит STOP (`LD B,B`) — он разоружает accel, и fetch
  immediate-операнда OUT уже безопасен.  Приём не новый: ровно так работает
  `_bgi_scroll_cols_raw` (ядро `gfx_scroll_v`), то есть он был в проде
  задолго до этой задачи — указал пользователь.  Значит и обходной путь
  через ОЗУ-буфер не нужен;
- **Р2 подтверждён**: обе страницы адресуемы одновременно, копия между ними
  идёт по разнице баз (`_gfx_addr_shadow_base` / `_gfx_addr_base`), строку
  выбирает Port_Y.

Сделано: `libbgi/bgi256/_bgi_flip_rows_raw.c` (ядро) +
`libbgi/common/gfx_copy_page.c` (обёртка, режимы `GFX_COPY_DIRECT` /
`GFX_COPY_VFLIP`) + `tests/pageflip`.  Пункты I.1 и I.3 ниже — ЗАКРЫТЫ этим
же коммитом; описание оставлено как контракт.

### Исходный текст разведки (для истории)

Два факта, на которых стоит вся схема, сейчас НЕ подтверждены артефактом.
Пока их нет, остальные пункты не начинать (memory `defer_unexplained_quirks`).

**Р1. Смена Port_Y между burst-чтением и burst-записью.**  Схема требует:
армировать копию, `LD A,(HL)` (burst-чтение строки src), сменить Y,
`LD (DE),A` (burst-запись в другую строку).  Между триггерами НЕЛЬЗЯ
выполнять инструкции, читающие ОПЕРАНД из памяти — fetch операнда
перезабивает буфер акселератора кодом (memory `accel_operand_fetch_retrigger`).
Значит:

- смена порта — только `out (c),a` (ED 79, регистровая форма); `out (#89),a`
  (D3 89) читает immediate байт и УБЬЁТ буфер;
- новое значение Y — только из регистра (`ld a,d`), не `ld a,#n` и не из
  памяти;
- `C` = 0x89 и оба значения Y должны лежать в регистрах ДО триггера чтения.

Проверка: `tests/accflip` по образцу `tests/accop` — заполнить строку
источника известным паттерном, скопировать в другую строку со сменой Y,
прочитать VRAM побайтно и сравнить.  Отрицательный результат — стоп-сигнал:
переворот придётся делать через промежуточный ОЗУ-буфер (строка 320 Б), и
бюджет вырастет примерно вдвое.

**Р2. Адресация двух страниц в одном окне W3.**  `gfx.h` утверждает, что
страница 1 «начинается на 320 байт дальше (0xC140)», но это комментарий, а не
замер.  Нужно снять дампом: как адрес строки складывается из Port_Y и
смещения в окне, и видны ли обе страницы одновременно.  От ответа зависит,
делается ли копия A→B одним проходом или через смену видеобанка.

Итог разведки записать в `libbgi/docs` (или `docs/new/06-accel.md`
дополнением) и в memory — это знание переиспользуется во всех будущих
экранных эффектах.

## I.1 Ядро копии с реверсом Y

`libbgi/bgi256/_bgi_copy_rows_raw.c` умеет только ИНКРЕМЕНТ Port_Y на строку
(`y0` + шаг вперёд; страйды патчатся SMC при входе).  Нужен вариант, где
одна сторона идёт вниз, другая вверх.

- предпочтительно: новый leaf `_bgi_flip_rows_raw.c` (правило «1 функция =
  1 модуль»), а не флаг в существующем — горячий путь блиттера трогать не
  надо, и DCE не потащит лишнего в программы без переворота;
- вход тот же (`__sdcccall(1)`: src→HL, dst→DE, дальше стек), плюс
  `y0_src` / `y0_dst` и признак направления;
- DI-окно — одна строка, как в остальных ядрах (арминг в каждой скобке:
  в окне EI между чанками CBL-ISR армирует акселератор своим размером,
  см. `docs/accel-fill-budget.md`).

## I.2 Публичные vflip-блиты для row-major — СДЕЛАНО 2026-08-12

Ассемблера не потребовалось вовсе: у row-major картинки вертикальное
зеркало — это порядок строк, а он задаётся ЗНАКОМ src-страйда, который
`_bgi_blit_rows_raw` и так принимает знаковым (`int sstride`) и патчит SMC
в adc-цепочку.  Обёртки просто дают адрес ПОСЛЕДНЕЙ строки и `-stride`,
цена кадра та же, что у обычного блита.

Написаны `gfx_blit_noclip_vflip`, `gfx_blit_part_noclip_vflip`,
`gfx_blit_part_vflip`; `tests/pageflip` расширен до 8 проверок, все PASS.

Грабли, которые поймал тест: у клипающего варианта первая строка источника
обязана считаться от высоты ДО клипа (`h0`), иначе обрезка сверху экрана
сдвигает картинку — сначала формула брала уже укороченную `h`.

### Контракт (исходное описание)

Все row-major блиты приложения идут ровно через три функции (`pop_tile.c:281`,
`:283`, `:286`, `:325`, `:327`):

| есть | нужен vflip-двойник |
|---|---|
| `gfx_blit_noclip` | `gfx_blit_noclip_vflip` |
| `gfx_blit_part_noclip` | `gfx_blit_part_noclip_vflip` |
| `gfx_blit_part` (с клипом) | `gfx_blit_part_vflip` |

Семантика: `(x,y)` — левый ВЕРХНИЙ угол результата на экране (как у обычных
блитов), строки источника выводятся снизу вверх.  Это позволяет вызывающему
не менять арифметику позиции, а только пересчитать `y` под поле.

`gfx_blit_cols*` (column-major) vflip-двойников НЕ получают: реверс идёт
внутри колонки, а accel копирует блок только вперёд.  Для персонажей —
часть II.4.

`gfx_heal*` не трогаем: heal симметричен, он восстанавливает прямоугольник из
ОЗУ-копии по экранным координатам, а координаты вызывающий уже даёт
перевёрнутые.

Тест: `tests/blitvflip` — эталонный спрайт, побайтная сверка VRAM.

## I.3 Копия прямоугольника экран→экран

```c
#define GFX_COPY_DIRECT  0
#define GFX_COPY_VFLIP   1
void gfx_copy_rect(uint8_t src_page, int sx, int sy,
                   uint8_t dst_page, int dx, int dy,
                   uint16_t w, uint16_t h, uint8_t mode);
```

- `w > 256` режется на burst'ы вызывающим ядром (320 = 160+160 либо 256+64 —
  выбрать по замеру, разницы в тактах на строку почти нет);
- **горизонтального флипа не будет**: accel копирует блок только вперёд,
  побайтовый реверс дал бы 320 burst'ов на строку вместо двух.  Если он
  когда-нибудь понадобится — только через ОЗУ-буфер с CPU-реверсом;
- клип не нужен (вызывающий гарантирует границы), но проверка «прямоугольник
  в пределах экрана» в safe-варианте библиотеки — обязательна.

Тест: `tests/pagecopy` — прямой режим и VFLIP, побайтная сверка.

## I.4 Чего в списке пользователя не хватало

1. **Размерный регресс**: после каждого шага `make size-check`; новые модули
   не должны утянуть за собой рост в программах, которые их не зовут (проверка
   на `examples/` и `tests/`).
2. **Обе сборки библиотеки** — fast и safe (`sprinter-cc --safe`): гарды
   параметров в safe, критичные — в обеих.
3. **Документация**: `docs/sprite-api-design.md` (раздел про блиттер),
   `docs/TODO.md`, справочник API; факты разведки I.0 — в `docs/new/06-accel.md`.
4. **IM2/CBL**: длинные серии коротких DI-окон не должны ломать кадровые
   прерывания и клавиатуру — проверить `tests/kbdpoll`-сценарием после
   внедрения (клавиатура вычерпывается idle-хуком, а переворот идёт вне
   ожидания кадра).
5. **Порядок «страница ↔ ОЗУ-копия»**: копия должна идти банком
   `GFX_BANK_NORMAL`, иначе перевёрнутый фон не попадёт в ОЗУ-копию и heal
   начнёт восстанавливать старую картинку.  Это ключевой инвариант всей
   схемы — вынести отдельным утверждением в тест.

---

# Часть II — приложение (roomtest)

## II.1 Состояние и момент переключения — СДЕЛАНО 2026-08-12

Проверено в MAME (уровень 9, комната 7): нажатие чита переворачивает всю
комнату целиком за один кадр, повторное — возвращает.  Персонажи и
анимируемые тайлы (факелы) пока рисуются НЕ зеркально — это шаги II.3/II.4.

Что появилось:

- `pop_upside` + `pop_upside_dirty` (порт `upside_down` и
  `need_redraw_because_flipped`) в `pop_map.c`;
- ветка `case 4` в `pop_proc_get_object`: только тоггл, без вспышки и урона
  (как seg006:1885);
- сброс в `pop_start_level` (seg003:38/188) и по смерти Кида (seg000:1224);
- `pop_flip_screen()` в банке 8: `gfx_copy_page(VFLIP)` в скрытую страницу →
  показать её → `gfx_copy_page(DIRECT)` во вторую → инвалидация слотов
  персонажей, метки «фон трогали» и полосы HP;
- **чит-клавиша U** — это ПОРТ, а не костыль: в оригинале переворот тоже
  висит на чит-клавише (seg000:0793).  Без неё эффект проверяется только
  честным проходом уровня 9 до комнаты 7 — чит-телепорт до зелья не
  дотягивается (оно на `(1,7)`, а навигация ставит Кида на нижний ряд).

Цена: резидент +602 Б (новые функции libbgi линкуются в него), куча
1707 → 1050 Б.  Это аргумент за [MEM-COLD2](../roomtest/TASKS_OPEN.md#mem-cold2)
до начала II.4.

### Контракт (исходное описание шага)

- `pop_upside` (uint8_t) — рядом с `pop_feather` в `pop_map.c`, экспорт в
  `pop_map.h`;
- тоггл — в `pop_proc_get_object`, ветка `potion_type == 4` (сейчас там TODO,
  как было у пера).  Ничего кроме тоггла: ни вспышки, ни звука — так в
  оригинале;
- сброс: `pop_start_level` (уже переехал в `roomtest_cold.c`) и смерть Кида —
  по образцу seg000:1224 (в `kid_phys`/там, где ловится `alive >= 0`);
- переключение (функция `pop_flip_screen()`, банк 8 — холодный код):
  1. `gfx_copy_rect(front, …, back, …, GFX_COPY_VFLIP)` — скрытая страница
     получает перевёрнутый чистый фон (accel читает ОЗУ-копию, персонажей в
     ней нет);
  2. флип страниц, чтобы игрок сразу увидел результат;
  3. `gfx_copy_rect(new_front, …, new_back, …, GFX_COPY_DIRECT)` — вторая
     страница дабл-буфера получает то же;
  4. инвалидация: `pop_cd[].valid = 0` для обоих слотов, `pop_mirror_heal`
     -состояние, `pop_hp_invalidate()`, метки «фон трогали» (`pop_cd_touch`)
     на обе страницы, `seam_sig` — чтобы шов перерисовался.

## II.2 Геометрия — единая точка пересчёта

```c
/* pop_bg.h рядом с POP_YOFF/POP_PLAYFIELD_H */
#define POP_FLIP_Y(y, h)  (2 * POP_YOFF + POP_PLAYFIELD_H - (y) - (h))
```

Применяется ТОЛЬКО к тому, что внутри поля.  Правило: любая функция,
получающая экранный `y`, либо сама зеркалит его по флагу, либо принимает уже
зеркальный — смешивать нельзя, иначе получим двойной переворот (это самый
вероятный класс багов здесь).  Решение: зеркалит ВЫЗЫВАЮЩИЙ, у примитивов
семантика не меняется.

## II.3 Фон — СДЕЛАНО 2026-08-12

Флаг проведён в ЕДИНСТВЕННУЮ точку — `pop_blit_b`/`blit_b_clip`
(`pop_tile.c`): позиция пересчитывается макросом `FLIP_TOP` (он один на весь
слой — дублировать нельзя, иначе двойной переворот), а блит выбирает
vflip-двойник.  Тем самым зеркалятся и полная отрисовка комнаты, и точечные
редрои, и анимации trob, и fore-слой, и кладка — все они ходят через эту
функцию.

Тонкость клипованного пути: при зеркале обрезка СВЕРХУ экрана съедает
НИЖНИЕ строки источника, поэтому кусок пересчитывается как
`sy' = h - sy - dh`.

Проверено в MAME (уровень 9, чит U): комната перевёрнута целиком — пол
вверху, дверь уровня и кладка вверх ногами.  Персонажи пока обычные (II.4).

Цена: три функции libbgi ушли в резидент, куча 1574 → 450 Б, поэтому тем же
заходом сделан **MEM-COLD2 п.1** — `enter_room_side`/`enter_room` уехали в
банк 8 (куча вернулась к **1231 Б**, банк занят на 14.6%).  Рабочие массивы
комнаты остались в `_DATA` и видны обеим половинам; `enter_room` обязана быть
`__banked` — её зовёт главный цикл.

### Контракт (исходное описание)

Одна точка: `pop_tile.c` (блит куска атласа) выбирает vflip-двойник по
`pop_upside` и пересчитывает `y`.  Тогда автоматически попадают:

- полная отрисовка комнаты (`pop_room.c`);
- точечные редрои (`pop_redraw.c`: ворота, пики, кнопки, дверь уровня,
  дрожащие плиты);
- анимации `pop_trob` (факелы, пузырьки зелий);
- fore-слой и оверлеи кромки, кладка стены (`pop_bg.c`);
- падающие куски loose (`pop_room.c`, `pop_loose_mob_*`).

Проверить отдельно: `wall_pattern` (кладка рисуется своей геометрией) и
оверлеи кромки — у них позиция считается от ряда, а не от `y` спрайта.

## II.4 Персонажи (column-major)

Нужны зеркальные кадры: 34 атласа, 228 563 Б (kid0..27 + sword, guard g0..g4).

- реверс колонки — через стек (`pop`/`push`), ~10 тактов номинала на байт;
- источник маппится в W0, приёмник — новая EMM-страница; на спрайт: прочитать
  колонки в буфер W2 (максимальный кадр — 40×16 ≈ 640 Б), развернуть, писать
  в приёмник (перемаппинг W0 на спрайт — один OUT);
- `pop_cdraw.c` выбирает набор атласов (оригинал/зеркальный) по `pop_upside`;
- **кэш ключуется по СТРАНИЦЕ атласа**, а не по кадру: страница = 8 кадров,
  3-10 КБ, ~0.2-0.4 растрового кадра на переворот.

**Стратегия наполнения — ЛЕНИВЫЙ ПОСТРАНИЧНЫЙ** (решение пользователя
2026-08-12): страница переворачивается при первом обращении к ней в
перевёрнутом режиме.  Реально в ходу 5-10 страниц из 34, и если игрок зелье не
трогал, не тратится ни такта, ни страницы.

**Время жизни кэша — ДО КОНЦА УРОВНЯ**: освобождаем страницы при смене
уровня, а не при снятии эффекта.  На уровне 9 переворот случается минимум
дважды (второе зелье возвращает всё назад), плюс его снимает смерть Кида —
готовить пачку заново каждый раз было бы обидно.

После [UI-SPRITES](../roomtest/TASKS_OPEN.md#ui-sprites) страницы `kid27` и
`g0` станут чисто «полевыми» (деления HP уедут в константы резидента), и
исключений в кэше не останется — эту задачу логично сделать ДО II.4.

## II.5 Клип — ЧАСТЬ СДЕЛАНА 2026-08-12 (поле), остаётся clip_char

**Клип ПОЛЯ сделан.**  Симптом (нашёл пользователь): после телепорта в
перевёрнутом виде ниже поля — мусор.  Причина: спрайты, которые в обычном
виде торчат ВЫШЕ поля (полоса кладки у потолка, её режет `pop_t_clip_top`),
после отражения торчат НИЖЕ и лезут в борт, где живёт полоса HP.

Фикс в `blit_b_clip`: при перевороте режем по ОБЕИМ границам поля всегда, а
не по `pop_t_clip_top` — зеркальный спрайт может вылезти и там, где в
обычном виде клип не ставили.  Плюс в `pop_blit_b` быстрый путь (без клипа)
теперь пропускает в клипующий всё, что выходит за поле.

Проверено в MAME: телепорт по комнатам в перевёрнутом виде — борта чистые,
комнаты рисуются зеркально (факелы, чомперы, пол).  То есть **переходы
между комнатами в перевёрнутом виде работают**.

Осталось из этого пункта: `clip_char` (верх поля ↔ низ) и клип падающей
плиты — они про ПЕРСОНАЖЕЙ и падающие объекты, то есть идут вместе с II.4.

### Контракт (исходное описание)

- `clip_char` (`pop_map.c:2287`, таблица `y_clip[5] = {-60,3,66,129,192}`) —
  режет верх спрайта по линии ряда; при перевороте линия становится нижней.
  Симметрия сама не сойдётся: нужен зеркальный расчёт `y_clip` и обмен
  «сверху/снизу» местами;
- то же для зеркала уровня 4 (`pop_map.c:2732`) — на уровне 9 зеркал нет, но
  код общий, поэтому ветку надо хотя бы не сломать;
- `pop_clip_sprite` (`pop_room.c:1069`) — клип падающей плиты;
- `pop_room_clip_borders` — борта симметричны (28 сверху и снизу), но
  проверить, что чистится именно поле.

## II.6 Проверка

- **хост-тест** (`tests-host`): арифметика `POP_FLIP_Y` и зеркальный `y_clip`
  — сцена «Кид у верхней кромки» в обычном и перевёрнутом режиме даёт
  симметричные значения клипа.  Логику отрисовки хост-тесты не видят, поэтому
  здесь проверяем только счёт;
- **MAME**: уровень 9, комната 7 — выпить зелье `(1,7)`, проверить: картинка
  перевернулась целиком, Кид ходит и цепляется корректно, факелы анимируются
  перевёрнуто, ворота/пики перерисовываются перевёрнуто, полоса HP осталась
  внизу и не зеркальная; второе зелье (комната 10) возвращает как было;
  смерть Кида снимает эффект;
- **регресс**: обычные уровни (1-8) не должны измениться ни на пиксель —
  прогнать пару комнат и сверить скриншоты с прежними.

---

# Часть III — ENTER-ROOM-FAST — СДЕЛАНО 2026-08-12

Комната теперь рисуется ОДИН раз — в скрытую страницу, — тут же
показывается флипом, а вторая страница получает её `gfx_copy_page(DIRECT)`.
Процесс рисования тайлов больше не виден: игрок получает готовый кадр.
Проверено в MAME: старт уровня и чит-переход между комнатами, два
последовательных снимка идентичны (обе страницы синхронны, мерцания нет).

Побочно понадобилось: видимую страницу главный цикл больше не ведёт сам, а
перечитывает у железа в начале кадра (`front = gfx_get_visible_page()`) —
её меняют и вход в комнату, и переворот, причём оба из банка, где локальные
переменные `main` недоступны.

# Часть III (исходное описание)

Идея пользователя, самостоятельная ценность (сейчас при входе в комнату видно,
как рисуются тайлы): рисовать комнату ОДИН раз в скрытую страницу, показать её
флипом, а во вторую страницу залить `gfx_copy_rect(…, GFX_COPY_DIRECT)`.

- сейчас `enter_room_side` рисует комнату дважды (цикл `for (pg = 0; pg < 2)`)
  — вторая отрисовка (~полмиллиона тактов) меняется на копию (~115-200 К);
- процесс рисования перестаёт быть виден: игрок видит только готовый кадр;
- делается тем же `gfx_copy_rect`, что и I.3, то есть ничего дополнительно
  писать не надо.

Проверять отдельно: состояние ОЗУ-копии второй страницы после копии
(инвариант из I.4 п.5), метки «фон трогали», и что heal на второй странице
работает.

---

# Порядок работ

1. I.0 разведка (`tests/accflip`) → факты в docs + memory.
2. I.1 ядро + I.3 `gfx_copy_rect` (+ `tests/pagecopy`).
3. II.1 состояние и `pop_flip_screen` — уже можно посмотреть в MAME:
   картинка обязана перевернуться целиком, дальше она «поедет» по мере
   перерисовок (это ожидаемо на этом шаге).
4. Часть III (ENTER-ROOM-FAST) — дешёвый выигрыш на том же кирпиче,
   заодно обкатывает копию в бою.
5. I.2 vflip-блиты (+ `tests/blitvflip`) → II.3 фон.  После этого сцена
   должна выглядеть правильно во всём, кроме персонажей.
6. UI-SPRITES (деления HP в резидент) → II.4 зеркальные кадры персонажей.
7. II.5 клип → II.6 проверка и регресс.

Критерий готовности каждого шага — артефакт (побайтный тест в MAME либо
скриншот сцены), а не «код написан».

# Риски

- **Р1 не подтвердится** (нельзя менять Y между триггерами) — переворот
  пойдёт через ОЗУ-буфер строки, бюджет вырастет вдвое (всё ещё ≈0.5
  логического кадра), схема в целом выживает;
- **двойной переворот координат** — самый вероятный баг: часть кода зеркалит
  `y` сама, часть получает уже зеркальный.  Лечится правилом из II.2 и тем,
  что зеркалит только вызывающий;
- **кэш зеркальных кадров и память**: 34 страницы EMM в худшем случае; по
  `sprinter_emm_budget` на старте свободно 215 — влезает, но проверить
  фактический остаток на уровне 9 (там уже загружены атласы фона, Кида,
  стража и уровень);
- **fore-слой поверх персонажа**: он рисуется по футпринту спрайта, а
  футпринт после переворота другой — проверить именно на сцене с колоннами.

# Решения пользователя (2026-08-12)

1. **Кэш зеркальных кадров — ленивый постраничный**, наполняется по первому
   обращению (см. II.4).
2. **Живёт до конца уровня**, освобождается при смене уровня.
3. **ENTER-ROOM-FAST делается сразу**, шагом 4 — на готовом `gfx_copy_rect`,
   до того как на копию завяжется переворот.

Открытых вопросов не осталось: план исполняется как есть, новые развилки —
только если разведка I.0 даст отрицательный результат по Р1.