Keyboard shortcuts

Press ← or → to navigate between chapters

Press S or / to search in the book

Press ? to show this help

Press Esc to hide this help

1.3. Сборка игры Doom

1.3.1. Сборка Doom для ОС Linux с GUI

Игра Doom, выпущенная в 1993 году, написана на языке C. Разработка игры Doom велась одновременно на двух различных платформах [14], таких как:

  • Рабочая станция NeXT Computer под управлением варианта ОС NeXTSTEP с компилятором gcc.
  • Персональный компьютер с ОС MS-DOS и компилятором Watcom.

Эти платформы имели ряд существенных различий, включая разный порядок байт. В дальнейшем Doom был портирован на множество самых разных платформ, причём для обеспечения переносимости программного кода в Doom было выделено переносимое ядро и платформозависимые компоненты, как показано на рис. 6.

Рисунок 6. Переносимая архитектура Doom [14]

Платформозависимые компоненты, выделенные серым цветом на рис. 6, подключались к проекту в виде файлов с расширением .c. Компоненты переносимого ядра, выделенные белым цветом на рис. 6, использовались на всех поддерживаемых Doom платформах [14].

Рассмотрим процесс сборки переносимой версии игры Doom doomgeneric [15], отличающейся от исходной версии улучшенной переносимостью.

В этом разделе предполагается, что сборка проекта осуществляется на устройстве с архитектурой x86-64 под управлением ОС Ubuntu Linux.

При помощи СКВ git сохраним репозиторий с кодом doomgeneric на устройство с ОС Ubuntu Linux x86-64:

~$ git clone https://github.com/ozkl/doomgeneric.git
~$ cd doomgeneric/doomgeneric
~/doomgeneric/doomgeneric$ ls
am_map.c
am_map.h
config.h
...

Сборка проекта doomgeneric из его исходного кода осуществляется при помощи системы сборки GNU Make [7], сценарии сборки для поддерживаемых платформ описаны в файлах, имена которых начинаются со строки Makefile.

При помощи утилиты grep [2] отфильтруем выведенные в стандартный вывод утилитой ls имена файлов, оставим в выводе только файлы со сценариями сборки, имена которых включают подстроку Makefile. Стандартный вывод утилиты ls попадает в стандартный ввод утилиты grep за счёт использования оператора конвейера |, доступного на Unix-подобных ОС [7]:

~/doomgeneric/doomgeneric$ ls | grep Makefile
Makefile
Makefile.djgpp
Makefile.emscripten
Makefile.freebsd
Makefile.linuxvt
Makefile.sdl
Makefile.soso
Makefile.sosox

При помощи GNU Make [7] скомпилируем проект, воспользовавшись файлом Makefile со сценарием сборки по умолчанию, выполняющим компиляцию Doom с реализациями платформозависимых функций для Linux, приведёнными в файле doomgeneric_xlib.c:

~/doomgeneric/doomgeneric$ make -f Makefile
[Compiling dummy.c]
[Compiling am_map.c]
[Compiling doomdef.c]
...

По завершении компиляции в рабочей директории будет создан исполняемый файл doomgeneric. Для проверки работы Doom воспользуемся файлом с игровыми данными doom1.wad [16], запустим исполняемый файл doomgeneric, передав путь к файлу с данными игры в качестве CLI-параметра:

~/doomgeneric/doomgeneric$ ./doomgeneric doom1.wad

После запуска игры, скомпилированной с настройками по умолчанию, откроется окно с экраном заставки, показанное на рис. 7, экран заставки затем сменится приветственной анимацией.

Рисунок 7. Экран заставки игры Doom на ОС Linux с GUI

1.3.2. Сборка Doom для ОС Windows с GUI

В этом разделе предполагается, что сборка проекта doomgeneric выполняется на устройстве с архитектурой x86-64 под управлением ОС Windows.

Для сборки переносимой версии игры Doom doomgeneric с GUI на ОС Windows воспользуемся компилятором gcc, включённым в набор инструментов для разработки MinGW [5]. Перед началом работы необходимо установить MinGW и добавить путь к папке с компилятором gcc в переменную окружения PATH, а также установить СКВ git.

В терминале PowerShell [6] при помощи СКВ git сохраним репозиторий с кодом проекта doomgeneric на устройство под управлением ОС Windows x86-64:

PS C:\> git clone https://github.com/ozkl/doomgeneric.git
PS C:\> cd doomgeneric\doomgeneric
PS C:\doomgeneric\doomgeneric> ls
Length Name
------ ----
 27807 am_map.c
  1243 am_map.h
  2801 config.h
       ...

Сценарии сборки в файлах, имена которых начинаются с подстроки Makefile, адаптированы для ОС Linux. В связи с этим сборку Doom на ОС Windows выполним при помощи команды компилятора gcc, сформированной вручную на основе содержимого Makefile.

Перечень файлов с кодом на языке C для компиляции кроссплатформенного ядра Doom получим из Makefile. Дополнительно подключим файл doomgeneric_win.c, содержащий реализации платформозависимых функций для ОС Windows – сборку проекта с doomgeneric_win.c необходимо осуществлять с опцией -lgdi32, которая указывает компоновщику на необходимость подключения библиотеки GDI32 (Graphics Device Interface).

Сформируем сценарий сборки build.ps1, содержащий команду для компиляции переносимой версии Doom, на основе содержимого Makefile при помощи набора PowerShell-команд, объединённых оператором конвейера:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> Get-Content Makefile | Where-Object { $_ -match 'SRC_DOOM = *' } | ForEach-Object { $_ -replace 'SRC_DOOM = ', '' -replace '\.o', '.c' -replace 'doomgeneric_xlib.c', 'doomgeneric_win.c' } | ForEach-Object { "gcc -o doomgeneric.exe $_ -lgdi32" } | Out-File -FilePath build.ps1

PowerShell-команда Get-Content построчно читает содержимое файла с именем Makefile и передаёт прочитанные строки как объекты платформы .NET на вход команде Where-Object, для этого используется оператор конвейера |. В отличие от конвейера на Unix-подобных ОС [7], PowerShell-конвейер на ОС Windows передаёт между командами объекты платформы .NET со свойствами и методами вместо обычного текста [6].

Команда Where-Object оставляет в коллекции .NET-объектов на выходе только те строки, которые соответствуют выражению SRC_DOOM = *, где символ * соответствует произвольной последовательности символов. Выражение $_ позволяет получать доступ к очередному объекту на каждой итерации цикла.

После этого команда ForEach-Object заменяет в полученной строке $_ префикс SRC_DOOM = на пустую строку, заменяет расширения файлов .o на .c, заменяет имя файла с платформозависимыми функциями doomgeneric_xlib.c на doomgeneric_win.c. Сформированная в результате замен строка, содержащая перечень файлов для компиляции на ОС Windows, подставляется в строку с вызовом компилятора gcc с опцией -lgdi32, результат подстановки сохраняется в файл build.ps1 при помощи команды Out-File [6]. В последней команде ForEach-Object используются двойные кавычки для раскрытия значения переменной $_.

Выведем содержимое файла build.ps1 на экран:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> Get-Content build.ps1
gcc -o doomgeneric.exe dummy.c am_map.c doomdef.c doomstat.c dstrings.c d_event.c d_items.c d_iwad.c d_loop.c d_main.c d_mode.c d_net.c f_finale.c f_wipe.c g_game.c hu_lib.c hu_stuff.c info.c i_cdmus.c i_endoom.c i_joystick.c i_scale.c i_sound.c i_system.c i_timer.c memio.c m_argv.c m_bbox.c m_cheat.c m_config.c m_controls.c m_fixed.c m_menu.c m_misc.c m_random.c p_ceilng.c p_doors.c p_enemy.c p_floor.c p_inter.c p_lights.c p_map.c p_maputl.c p_mobj.c p_plats.c p_pspr.c p_saveg.c p_setup.c p_sight.c p_spec.c p_switch.c p_telept.c p_tick.c p_user.c r_bsp.c r_data.c r_draw.c r_main.c r_plane.c r_segs.c r_sky.c r_things.c sha1.c sounds.c statdump.c st_lib.c st_stuff.c s_sound.c tables.c v_video.c wi_stuff.c w_checksum.c w_file.c w_main.c w_wad.c z_zone.c w_file_stdc.c i_input.c i_video.c doomgeneric.c doomgeneric_win.c -lgdi32

Скомпилируем и запустим Doom на ОС Windows, а для проверки работы Doom воспользуемся файлом с игровыми данными doom1.wad [16]:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> .\build.ps1
PS C:\doomgeneric\doomgeneric> .\doomgeneric.exe doom1.wad

После выполнения команд на ОС Windows откроется окно с GUI игры Doom, показанное на рис. 8.

Рисунок 8. Экран заставки игры Doom на ОС Windows с GUI

1.3.3. Сборка Doom для веб-браузера с GUI

В этом разделе предполагается, что сборка проекта doomgeneric выполняется на устройстве с архитектурой x86-64 под управлением ОС Windows. Переместимся на ОС Windows x86-64 в загруженный ранее репозиторий с кодом переносимой версии игры Doom doomgeneric [15], в папку doomgeneric.

Репозиторий переносимой версии Doom doomgeneric, помимо версии Doom для ОС Linux doomgeneric_xlib.c и версии Doom для ОС Windows doomgeneric_win.c, содержит кроссплатформенную реализацию вывода графики и звука на основе библиотеки SDL2 [17] – 2-й версии библиотеки SDL. Код реализации SDL-компонентов Doom приведён в файле doomgeneric_sdl.c.

Кроссплатформенное приложение с GUI, написанное на SDL2, легко адаптировать для работы в веб-браузере, скомпилировав код на языке C при помощи компилятора Emscripten [11] с рядом незначительных исправлений. Код SDL-версии Doom, адаптированной для совместимости с компилятором Emscripten, приведён в файле doomgeneric_emscripten.c, содержащемся в репозитории.

Сравним стандартно оформленное содержимое файлов doomgeneric_sdl.c и doomgeneric_emscripten.c при помощи утилиты diff [18], использующейся в СКВ git. Опция --no-index команды git diff позволяет найти различия между двумя указанными файлами:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> git diff --no-index doomgeneric_sdl.c doomgeneric_emscripten.c
diff --git a/doomgeneric_sdl.c b/doomgeneric_emscripten.c
index ee556a2..4f93459 100644
--- a/doomgeneric_sdl.c
+++ b/doomgeneric_emscripten.c
@@ -1,4 +1,4 @@
-//doomgeneric for cross-platform development library 'Simple DirectMedia Layer'
+//doomgeneric emscripten port
 
 #include "doomkeys.h"
 #include "m_argv.h"
@@ -9,6 +9,7 @@
 
 #include <stdbool.h>
 #include <SDL.h>
+#include <emscripten.h>
 
 SDL_Window* window = NULL;
 SDL_Renderer* renderer = NULL;
@@ -196,8 +197,6 @@ void DG_SetWindowTitle(const char * title)
 
 int main(int argc, char **argv) {
     doomgeneric_Create(argc, argv);
-    for (int i = 0; ; i++) {
-        doomgeneric_Tick();
-    }
+    emscripten_set_main_loop(doomgeneric_Tick, 0, 1);
     return 0;
 }

В выводе команды git diff добавленные строки обозначены символом «+», а удалённые строки обозначены символом «-».

Из вывода команды git diff следует, что для преобразования SDL-версии Doom doomgeneric_sdl.c в SDL-версию Doom для Emscripten doomgeneric_emscripten.c главный цикл программы в функции main был реализован при помощи функции emscripten_set_main_loop вместо обычного цикла, а для использования этой функции был подключён заголовочный файл emscripten.h.

Сформируем сценарий сборки emcc-build.ps1 для PowerShell [6], содержащий команду для сборки SDL-версии Doom для веб-браузеров при помощи компилятора emcc. Перечень файлов с кодом на языке C для компиляции кроссплатформенного ядра Doom получим из Makefile, как в предыдущем разделе. Дополнительно подключим файл doomgeneric_emscripten.c, содержащий реализации платформозависимых функций для SDL и Emscripten:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> Get-Content Makefile | Where-Object { $_ -match 'SRC_DOOM = *' } | ForEach-Object { $_ -replace 'SRC_DOOM = ', '' -replace '\.o', '.c' -replace 'doomgeneric_xlib.c', 'doomgeneric_emscripten.c' } | ForEach-Object { "emcc $_ -o index.html --preload-file doom1.wad -s USE_SDL=2" } | Out-File -FilePath emcc-build.ps1

PowerShell-команды Get-Content, Where-Object, ForEach-Object и Out-File рассматривались в разделе 1.3.2. Выведем полученное в результате выполнения PowerShell-команд содержимое сценария сборки emcc-build.ps1 на экран при помощи команды Get-Content:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> Get-Content emcc-build.ps1
emcc dummy.c am_map.c doomdef.c doomstat.c dstrings.c d_event.c d_items.c d_iwad.c d_loop.c d_main.c d_mode.c d_net.c f_finale.c f_wipe.c g_game.c hu_lib.c hu_stuff.c info.c i_cdmus.c i_endoom.c i_joystick.c i_scale.c i_sound.c i_system.c i_timer.c memio.c m_argv.c m_bbox.c m_cheat.c m_config.c m_controls.c m_fixed.c m_menu.c m_misc.c m_random.c p_ceilng.c p_doors.c p_enemy.c p_floor.c p_inter.c p_lights.c p_map.c p_maputl.c p_mobj.c p_plats.c p_pspr.c p_saveg.c p_setup.c p_sight.c p_spec.c p_switch.c p_telept.c p_tick.c p_user.c r_bsp.c r_data.c r_draw.c r_main.c r_plane.c r_segs.c r_sky.c r_things.c sha1.c sounds.c statdump.c st_lib.c st_stuff.c s_sound.c tables.c v_video.c wi_stuff.c w_checksum.c w_file.c w_main.c w_wad.c z_zone.c w_file_stdc.c i_input.c i_video.c doomgeneric.c doomgeneric_emscripten.c -o index.html --preload-file doom1.wad -s USE_SDL=2

Опция -o компилятора emcc позволяет задать имя HTML-файла с результатом сборки, опция --preload-file позволяет упаковать файл с заданным именем в виртуальную файловую систему для использования веб-приложением, а значение USE_SDL=2 опции -s указывает Emscripten на необходимость подключения к компилируемому приложению библиотеки SDL2 [17].

Переместимся в папку с установленным компилятором Emscripten [11] версии 4.0.8, процесс установки которого из git-репозитория рассматривался в разделе 1.2.2, после чего воспользуемся PowerShell-сценарием emsdk.ps1 для активации окружения с компилятором emcc:

PS C:\doomgeneric\doomgeneric> cd ..\..\emsdk\
PS C:\emsdk> .\emsdk.ps1 activate latest
Resolving SDK alias 'latest' to '4.0.8'
Resolving SDK version '4.0.8' to 'sdk-releases-56f86607aeb458086e72f23188789be2ee0e971a-64bit'
Setting the following tools as active:
   node-20.18.0-64bit
   python-3.9.2-nuget-64bit
   releases-56f86607aeb458086e72f23188789be2ee0e971a-64bit
PS C:\emsdk> emcc --version
emcc (Emscripten gcc/clang-like replacement + linker emulating GNU ld) 4.0.8
Copyright (C) 2025 the Emscripten authors (see AUTHORS.txt)
This is free and open source software under the MIT license.

Вернёмся в репозиторий doomgeneric и выполним сборку проекта при помощи созданного ранее PowerShell-сценария сборки с именем emcc-build.ps1:

PS C:\emsdk> cd ..\doomgeneric\doomgeneric\
PS C:\doomgeneric\doomgeneric> .\emcc-build.ps1
ports:INFO: retrieving port: sdl2 from https://github.com/libsdl-org/SDL/archive/release-2.32.0.zip
ports:INFO: unpacking port: sdl2
cache:INFO: generating port: sysroot\lib\wasm32-emscripten\libSDL2.a...
system_libs:INFO: compiled 118 inputs in 19.77s
cache:INFO: - ok

В результате сборки в рабочей директории будет создан файл index.html и ряд вспомогательных файлов. Запустим стандартный веб-сервер на языке Python, используя порт 8000:

PS C:\> python -m http.server 8000
Serving HTTP on :: port 8000 (http://[::]:8000/) ...

Открыв в веб-браузере страницу по адресу http://127.0.0.1:8000 увидим экран заставки игры Doom и логотип проекта Emscripten (см. рис. 9).

Рисунок 9. Экран заставки игры Doom в веб-браузере