classic-mac-c-game-sdl-port

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classic-mac-c-game-sdl-port

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把 Classic Mac (Carbon/QuickDraw/CoreFoundation) 的 C 遊戲原始碼移植成 SDL2 的 Linux + Windows 跨平台執行檔,並做繁體中文化。保留上游 C 遊戲邏輯,以 shim 取代 Mac API:QuickDraw→SDL2 (CGrafPtr→SDL_Surface/Texture)、CoreFoundation→輕量 shim、Toolbox→SDL 事件/檔案、Theme 繪字→SDL_ttf CJK。內建處理 Classic Mac→SDL 移植六大必踩雷(最關鍵:**shim 函式缺 prototype → 上游隱式宣告回 int → 64-bit 指標截斷**、`-fpascal-strings`、UTF-8 被 &0x7F 砍、上游 ISO-8859 編碼、Pascal string→UTF-8、intra-TU objcopy 失效),以及中文化文字漏斗、多平台 tileset 切換、F1 指令表/F2 顏色濾鏡/F3 圖塊切換、CFPreferences 持久化、game-tester 截圖驗證、Docker AppImage + clang mingw Windows 打包。觸發條件:使用者要把 LairWare / 1980s Mac remake / Carbon C 遊戲(出現 CGrafPtr、CopyBits、NewGWorld、CFStringRef、Pascal string `"\p..."`、UDrawThemePascalString、GetResource、FSSpec 等)跑在 Linux/Windows、用 SDL2 取代繪圖、做中文化、加復古顯示模式、或打包 AppImage/Windows zip。產出:src/compat (QuickDraw shim) + src/platform_sdl (平台層) + mac_shim.h (prototype 集中) + patches/ (上游中文化修改) + Docker build pipeline + game-tester 腳本。基於 u3-cht (Ultima III: Exodus, LairWare Mac 版 → SDL2 中文化, 2026-06) 完整移植經驗 v1.0。

Classic Mac C 遊戲 → SDL2 跨平台移植 + 中文化 Skill

何時啟用

• 「把這個 Mac (LairWare / Carbon) C 遊戲跑在 Linux/Windows」「用 SDL2 取代它的繪圖」
• 上游原始碼出現:CGrafPtr、CopyBits、NewGWorld、SetGWorld、DrawThemeTextBox、 CFStringRef、CFPreferencesCopyAppValue、Pascal 字串 "\p..."、GetResource、FSSpec
• 「Classic Mac 遊戲中文化」「resource fork 抽資料」「QTMA .mov 音樂轉檔」
• 想加復古顯示(單色/CRT 濾鏡、多平台 tileset 切換)、想打包 AppImage / Windows zip

不適用:純 QuickBasic/.bas → 用 qb64pe-game-linux-port;DOS 16-bit binary → DOSBox; ScummVM 已支援的遊戲 → 直接用 ScummVM。

移植策略(垂直切片,先打通主幹)

1. 抽出可攜 C 遊戲邏輯,剝離 Mac API 呼叫(純邏輯檔 0 改動,平台檔逐段移植)。
2. 強制 -include mac_shim.h 到所有上游 .c:集中放 Mac 型別 typedef + 所有 shim 函式 prototype。
3. QuickDraw shim (src/compat/qd_*.c):CGrafPtr→SDL_Surface、NewGWorld→SDL_CreateRGBSurfaceWithFormat(ARGB8888)、CopyBits→等尺寸 SDL_BlitSurface / 不等尺寸 SDL_BlitScaled、RectCopy→SDL_RenderCopy。
4. 平台層 (src/platform_sdl/):自寫 main.c (present 迴圈 + 影格節流)、plat_event.c (SDL→Mac event)、plat_cf.c (CoreFoundation shim)、plat_image/sound/resource.c。
5. 文字漏斗:UDrawThemePascalString/DrawThemeTextBox → SDL_ttf (CJK TTF)。
6. Docker first 全程建置;game-tester 截圖當 pass/fail loop。

⚠️ 六大必踩雷(Classic Mac → SDL,血淚)

1. 🔴 shim 函式缺 prototype → 64-bit 指標截斷(最隱蔽、最致命)

上游檔若看不到 shim 函式宣告(prototype 只在平台層 header、上游沒 include),C 會隱式宣告該函式回 int。x86-64 下,回 64-bit 指標的函式(CFArrayGetValueAtIndex、CFPreferencesCopyAppValue、Copy* 等)回傳值被截斷成 32 位 → 壞指標 → 各種詭異行為(掃描錯亂、隨機崩潰、資料錯位)。

u3-cht 實例:GetGraphics() 用 CFArrayGetValueAtIndex 掃 tileset 目錄,該函式 prototype 只在 plat.h(上游不 include),CFArrayGetCount 等完全沒宣告 → 上游隱式回 int → 指標截斷 → 目錄掃描只比對 1 次、即使檔案存在也載不進 → tileset 渲染成青條紋。耗 ~17 輪才定位。

• clang -Wno-implicit-function-declaration(為壓上游雜訊常設)會把警告壓掉,所以編得過、跑起來壞,極難察覺。
• 鐵律:所有 shim 函式(尤其回指標 / CFIndex / handle 者)的 prototype 必須集中在被 -include 到所有上游檔的 header (mac_shim.h)。移植初期就把它們補齊,別等出怪事。
• 診斷:暫時拿掉 -Wno-implicit-function-declaration 編譯,看哪些函式報 implicit declaration。

2. 🔴 -fpascal-strings(clang 必須,GCC 不支援)

上游大量 "\p..." Classic Mac Pascal 字串字面值(長度前綴)。clang 需 -fpascal-strings;GCC 不支援 → 把 \p 當普通字元 'p',首位元組 0x70=112 被當 Str255 長度 → 讀 112 byte 亂碼。故上游檔用 clang 編(compat/平台層可 gcc,混合連結)。clang 較嚴需 -Wno-implicit-function-declaration -Wno-int-conversion -Wno-incompatible-pointer-types*。

3. UTF-8 高位元被 & 0x7F 砍掉

上游文字處理常見 char & 0x7F(假設單位元組 ASCII / MacRoman)。中文 UTF-8 多位元組的高位元被砍 → 亂碼。需逐一找出文字路徑上的 & 0x7F,在 UTF-8 化後移除(但 talk/resource 解碼端的 & 0x7F 可能是必要的還原,要分辨)。

4. 上游檔 ISO-8859 / MacRoman 編碼

GNU grep 預設把含高位元組的檔當 binary 靜默跳過 → 一律用 grep -a。Edit 工具寫回時會把遠處註解的高位元組 transcode(純註解無妨,但產 patch 要手動只留目標 hunk)。

5. intra-TU 呼叫無法 objcopy weaken

想用 objcopy --weaken-symbol 重導向某函式時,同一 translation unit 內的呼叫已在編譯期綁定,weaken 無效 → 必須直接實作該函式(或改用 -include 注入)。

6. Pascal string → UTF-8 邊界

Str255 長度前綴(255 byte 上限)、單位元組寬度假設。中文化要:Pascal↔UTF-8 轉換加長度安全截斷;CJK-aware 換行/寬度(RewrapString/PixelsWideString 餵全形 2 倍寬)。

文字中文化

• 字串外部化:上游 STR# / plist / GetIndString → 抽成自家格式(每行一字串 + lang 目錄),載入器一個函式(GetPascalStringFromArrayByIndex)重寫即可,取字程式不動。
• 單一繪字漏斗:定位 UDrawThemePascalString / UPrintChar / DrawThemeTextBox → 全部導向 SDL_ttf (TTF_RenderUTF8_Blended)。換行/寬度邏輯餵 CJK 寬度。
• 「名稱首字 = 代碼」陷阱:種族/職業表常以「名稱首字母」當比對代碼(load-bearing)。中文化名稱會破壞比對 → 解耦:表改中文,另立 char codes[] 陣列供比對。

資產

• tileset / 美術:多半已是 PNG/GIF → SDL_image 直載。多平台 tileset 切換機制(<name>-Tiles/-Mini/-Mask/-Font/-UI 前綴)只要修好雷#1 就能用。
• 音樂:QuickTime Music (.mov, QTMA 'musi' 音符序列,非取樣) → 解析 mdat 事件轉 MIDI → fluidsynth (GM soundfont) → ogg。樂器在 stsd tune header 的 ToneDescription (gmNum)。
• 音效:wav/mp3 → SDL_mixer Mix_LoadWAV 直用(不必轉 ogg)。
• resource fork (.rsrc):殘留資料走 GetResource('CONS'/'snd '/…) → 抽出轉一般檔(注意程式的 BASERES 與資源編號可能差 ±100)。

功能增強(present 迴圈是注入點)

• 影格節流:上游每輪詢都 present → 快 GPU 達上千 fps → 回合/動畫過快。U3_PlatPresent 加 SDL_Delay 補足固定 fps(可調速檔位存偏好)。
• F1 指令表 overlay:在 RenderCopy(gameTex) 後、RenderPresent 前,於 renderer 層疊半透明面板 + TTF 指令表。截圖要從 SDL_RenderReadPixels 讀(才含 overlay)。
• F2 顏色濾鏡(復古單色/CRT):present 上傳 texture 前逐像素 y=(77R+150G+29B)>>8 取亮度再上色(綠磷光/琥珀/灰階)。不依賴 tileset,中文一併單色 → 風格統一。
• F3 多平台 tileset 切換:改 tileset 偏好 + 重新呼叫上游 GetGraphics() 重載;世界狀態即時重畫。
• 放大視窗滑鼠修正:RenderCopy(NULL,NULL) 等比填滿後,滑鼠座標要依 畫布/視窗 比例換算。

偏好持久化(CFPreferences shim)

• CFPreferences* → 文字檔(key value 每行,鍵→long)。白名單只存遊戲選項(音效/音樂/速度/顏色…);Mac 顯示/視窗偏好(FullScreen/座標/DisplayMode)維持 no-op,避免污染。
• 字串型偏好用「索引」存:如 tileset 名含空格,存 int 索引(TileSetIdx)避開 fscanf 空格解析問題,讀取時索引→名稱查表。

測試與驗證(Docker first)

• game-tester 腳本:env 指定腳本檔,內容逐 byte 當鍵盤注入 + 控制指令(等待 gUpdateWhere、合成點擊、切換熱鍵)。截圖比對為決定性 pass/fail loop。
• env 測試鉤子(env-gated,一般遊玩無影響):teleport 座標、強制 tileset/顏色、dump 狀態、*_DBG_*。printf 需程式乾淨退出(MAX_FRAMES)才 flush。
• 載入序列 debug 是利器:在 IMG_Load 包裝印 [IMG] path -> WxH pitch,改 tileset/資產類問題優先用它看「實際載入了什麼」。
• 對照法排除變因:cp 原生資產 改名 測試,排除「檔名/編碼」假設,鎖定真正異常點。
• ASan:會誤報上游良性溢位,真崩潰看 NULL deref。
• 截圖陷阱:U3_SHOT_DIR 須先 mkdir(否則 IMG_SavePNG 靜默失敗 = 0 截圖,易誤判凍結);timeout 殺進程時最後一張 PNG 可能半毀,取倒數第二張。
• wine smoke:Windows exe 用 xvfb-run wine,腳本時序可能與真機不同 → 驗渲染用 env 直接設狀態(別只靠腳本熱鍵)。
• AppImage headless 驗證:無 FUSE 時用 --appimage-extract-and-run;務必從「非 AppImage 所在目錄」啟動(如 cd /tmp 再跑絕對路徑 AppImage),否則驗不到上面的「雙擊閃退」修法對 AppImage 是否生效;同時驗「不設字型 env 時中文是否仍正常」(font fallback)。Windows zip 同理:解壓後 cd /tmp 再用絕對路徑跑 exe + 不設 U3_FONT,才是最接近真機雙擊的測法。兩個交付物(*.AppImage / *-windows-x64.zip)都在 dist/(gitignore,靠重新打包產生)。

打包(Docker first)

• AppImage:Ubuntu 22.04 容器建置(求 glibc 相容),含資料 + Noto CJK 字型,AppRun 設字型/語言;排除 libc/GPU 驅動,其餘 .so 自含。
• Windows:clang --target=x86_64-w64-mingw32 -fuse-ld=lld -fpascal-strings + binutils-mingw + gcc-mingw CRT + libsdl.org SDL2/image/ttf/mixer mingw devel;cp -r assets(含全部 tileset)+ .bat 啟動腳本(設語言/字型)。檔名含空格/& 的資產走目錄列舉不經 shell,安全。
• 🔴 雙擊 exe 閃退陷阱(必修):exe 用相對路徑讀 assets/,依賴啟動工作目錄。Windows 雙擊 exe、.bat 的 start、或從別處啟動時 cwd ≠ 解壓目錄 → 找不到 assets/ → 資源載入後 NULL deref 閃退 (signal 11)。wine 從解壓目錄 cd 進去再跑不會重現(工作目錄剛好對),要 cd /tmp 再用絕對路徑跑 exe 才複現。修:main() 啟動時若「exe 旁有 assets/」(SDL_GetBasePath+stat)就 chdir 過去(條件式 → 不破壞 exe 在 build/、assets 在 repo 根的開發/測試);AppImage 任意路徑啟動同樣受惠。
• 🔴 字型 fallback:未設字型環境變數時,別只落到 Linux 系統字型路徑(Windows 不存在 → 中文變方塊)。fallback 到 exe 旁打包的字型(chdir 後相對路徑即可);.bat 雖設了字型 env,但使用者常直接雙擊 exe 繞過 bat。

上游修改納管(patch 流)

• 上游目錄唯讀;中文化/修正放 patches/*.patch,build 腳本開頭 idempotent 套用(git apply --reverse --check 偵測已套用則略過)。重新 clone 上游仍可還原。
• 手寫 patch hunk 起始 context 易被 GNU patch 拒 → 用 git apply 套用後 git diff 重生標準格式(對 ISO-8859 檔的 transcode 雜訊 hunk 要手動剔除)。

Reference

• 完整實作範例:u3-cht repo (github.com/wicanr2/u3-cht) — Ultima III: Exodus LairWare Mac 版 → SDL2 中文化。
• 關鍵檔:src/compat/mac_shim.h (prototype 集中)、src/compat/qd_*.c (QuickDraw shim)、src/platform_sdl/plat_cf.c (CoreFoundation shim)、docs/單色模式評估.md (CF prototype 截斷根因記錄)。