Donkey Kong Country 2 давно стал культовой игрой на SNES, но далеко не все игроки знают о загадочном баге с вращающимися бочками, который проявляется при запуске игры на некоторых эмуляторах, таких как ZSNES. Этот баг влияет на игровой процесс и вызывает чрезмерное вращение бочек, что значительно повышает сложность определённых этапов. Разбираясь в тонкостях работы игры и эмуляторов, становится ясно, что корень проблемы связан с особенностью аппаратного обеспечения SNES — так называемым Open Bus, а также с архитектурой процессора 65816. Понимание этих технических деталей помогает не только объяснить баг, но и найти способы его устранения, а также дает интересный взгляд на эмуляцию ретро-игр в целом. Одной из главных причин странного поведения вращающихся бочек в Donkey Kong Country 2 является отсутствие корректной эмуляции Open Bus в старых программах-эмуляторах.
Open Bus — это аппаратная особенность, при которой при попытке чтения из неинициализированных или несуществующих областей памяти процессор получает на выходе последнее значение, присутствовавшее на шине данных, а не ноль или случайный мусор. В реальных SNES-приставках это поведение важно для правильной работы многих игр. Однако многие эмуляторы, в особенности устаревшие, не воспроизводят это корректно. В частности, ZSNES, популярный эмулятор начала 2000-х, не поддерживает Open Bus, что приводит к постоянному чтению нулевого значения при обращении к таким адресам. Сам баг заметен уже в первой стадии третьего мира игры — Кремен Квэй.
Врагом становятся вращающиеся бочки, которые должны крутиться только при удерживании кнопок влево или вправо. В ZSNES же, при нажатии на направление, бочка начинает вращаться бесконечно в соответствующем направлении и не останавливается, пока не нажать в противоположную сторону. Такое поведение кардинально меняет игровой опыт, делая прохождение намного тяжелее и менее предсказуемым. Для понимания причин бага нужно глубже взглянуть на процессор SNES — Ricoh 5A22, который базируется на 16-битном процессоре 65816. Этот чип является расширением классического 8-битного 6502 и хранит множество особенностей, которые влияют на адресацию и обработку данных.
Процессор имеет 24-битную адресную шину, но адреса задаются комбинацией 8-битного банка и 16-битного смещения. Некоторые инструкции обрабатывают адреса по-разному, а также существуют флаги состояния, влияющие на размер регистров и обрабатываемых данных. Игра Donkey Kong Country 2 в процессе работы обращается к определённым адресам памяти в банковской области $B3, в частности к адресам $2000 и $2001, где шеллы памяти не сопоставлены с действующими ячейками. При чтении из этих адресов на самом железе происходит Open Bus, и процессор получает последние байты адреса, лежащие на шине. В частности, 16-битное чтение возвращает значение 0x2020, что отчасти случайно совпадает с той логикой, которую разработчики предполагали применить.
Именно это значение используется в функции, которая вычисляет вращение бочки, как своеобразная маска для проверки изменения ориентации. Анализ демонстрирует, что в программном коде игры используется инструкция AND с адресом $2000, что означает чтение 16-битного значения из этой области. Однако, вероятно, авторы хотели использовать немедленное значение (immediate addressing) 0x2000 для операции AND, а из-за опечатки вместо этого написали обращение по адресу. Такая ошибка в самом двоичном коде игры позволяла использовать Open Bus для реализации нужной логики в условиях настоящей консоли, но эмуляторы без поддержки Open Bus возвращают значение 0, ломая работу алгоритма. Как работает алгоритм изменения ориентации бочки? Игра хранит значение текущей ориентации бочки и при каждом кадре добавляет к ней величину поворота, которая положительна или отрицательна, в зависимости от направления вращения.
Далее, путём логической операции XOR с предыдущим значением ориентации, и последующего AND с Open Bus значением, определяется, достиг ли поворот следующего фиксационного угла — одного из восьми фиксированных направлений (например, прямо вниз, влево, вверх и т.д.). Когда бочка достигает такого угла, вычисления завершают поворот, поворачивание останавливается, а ориентация округляется до ближайшего фиксированного направления. Таким образом, значение Open Bus играет роль маски, которая определяет момент остановки вращения.
При чтении 0 вместо нужного 0x2020 логическая проверка всегда возвращает ноль, и условие остановки никогда не выполняется. В результате бочка крутится бесконечно. Интересно, что данный баг не наблюдается в современных эмуляторах, таких как Snes9x, который исправил проблему путём эмуляции Open Bus или обходных решений. Это показывает, насколько важна точная имитация аппаратных особенностей для корректной работы игр на эмуляторах, особенно тех, которые используют аппаратные «фишки» и «особенности». Игры, написанные с привязкой к поведению конкретных компонентов железа, могут вести себя непредсказуемо на несовершенных эмуляторах.
Техническая сторона исправления очень проста — достаточно заменить инструкцию AND по адресу на AND с непосредственным значением 0x2000. Такой патч позволяет игре правильно обрабатывать условие остановки вращения бочки, даже если эмулятор возвращает нули при чтении из пустой области памяти. Любопытно, что в реальном железе конфигурация Open Bus такова, что дефектный код работает без сбоев, что напоминает интересный случай, когда баг превращается в особенность, на которую разработчики непреднамеренно полагаются. Open Bus — не единственная техническая особенность SNES, которая вызывает сложности у разработчиков эмуляторов. Архитектура 65816 сложна, с переменной длиной инструкций и нестандартной логикой работы с флагами состояния, которые контролируют 8- и 16-битные операции, а также банковским режимом адресации.
Все эти нюансы ставят высокие требования к точности эмуляции для сохранения аутентичности игровой механики и стабильности работы игр. Кроме того, изучение таких багов, вроде с открытой шиной в Donkey Kong Country 2, подчеркивает важность документации к железу и программному обеспечению старых платформ. Открытые исследования в этой области помогают улучшать эмуляторы, делать их универсальнее и строить лучшее понимание игровых механизмов старой эпохи. Рассмотрение проблемы Open Bus в Donkey Kong Country 2 показывает, насколько глубокая связь между аппаратными особенностями и игровым кодом может влиять на игровой процесс. Ретро игры часто создавались, используя особенности конкретной платформы, и только точное воспроизведение этих особенностей обеспечивает честный и правильный игровой опыт.
Изучение и исправление таких нюансов способствует сохранению классических игр в их оригинальном виде и делает возможным комфортное их прохождение на современных технологиях. Таким образом, баг с вращающимися бочками в ZSNES — яркий пример, как одна техническая особенность, казалось бы незаметная для конечного пользователя, способна в корне изменить механику игры. Для любителей ретро-игр и профессионалов, работающих с эмуляцией, понимание таких аспектов — ключ к качественному и аутентичному воспроизведению классического игрового опыта.
