ごちゃログぴこっ

はなまるデジタル創作紀行(DTM、TAS、いろいろな技術)

なぜTASはdesyncする?原因追求とデバッグの仕方

エミュレータのバグによるdesyncの傾向と対策。直接直したい人や、開発者に効果的なデバッグ依頼をしたいときに。

なお、TAS向けエミュレータで満たすべき要件は TASVideos / Laws Of TAS にまとめられています。

原因:矛盾したステートのセーブ・ロード

矛盾したステートのセーブ・ロードをするとdesyncします。例えば、AAAAと入力されたムービーに対して、AABBと入力されたステートをロードして、続きを作ってしまった場合などです。

ここではそういう、ある種ヒューマンエラー的なdesyncはさておいて、矛盾なく扱ったはずなのにdesyncする場合に的を絞ります。

根気でdesyncを乗り切るのは体力の無駄です。公式の Snes9x 1.51 でムービーを作成していた時期がありましたが、はっきり言って無駄な戦いに時間を使いました。まずエミュレータを直すべきです。

原因:ステートに保存すべき変数が保存されていない

ステートに保存すべき変数が保存されていなくてdesyncする場合です。ステートというのはハードウェアの状態(メモリの値、動作をエミュレートするためのカウンタ変数など)をすべてファイルに格納したものです。格納内容が足りていないとロード時に状態が元に戻りませんが、中には「何か足りていなくても、プレイする分には全然支障がなくて気づかない」ことがあります。TASは動きが細かいので、そういう細かいものがdesyncとして現れてきたりします。

desyncが起きる例(及び内部の動き)
  1. ムービー再生中の適当なタイミングで、ステート1を作成(このときエミュレータ内部の count という変数が count = 1 であるとする)
  2. 適当に1000フレーム動作させる(count = 2 になったとする)
  3. ステート1をロードする(count = 1 に戻って欲しいが、ステートに count が含まれていないと count = 2 になってしまう)
  4. そのまま動かしていくと、desyncする
どう報告する?(デバッグ材料の用意)

材料を用意しましょう。まず、適当なムービーを用意しておきます。TASのように「少し動きが変わると破綻しやすい」ものほど良いです。

  1. エミュレータを起動して(起動から始めること!)ムービーを再生します。ムービー再生時に開くROMを指定できればベストです。0フレーム目でポーズするなど、事前に極力余計なエミュレーションを行わないようにしてください。
  2. 再生中にいくつかステートを作成する(多いほど良い、動きが緻密でずれが禁物な箇所ほど良い、再生中のロードは厳禁)
  3. ステート作成後、適当な場所で適当なステートをロード→再生させて上記の最初の再生結果とずれがないか確認 を繰り返す。
  4. ずれを確認できたら、フレームカウンタを見つつ「ムービーをNフレームまで再生後、ステートAをロードするとずれる」というようにどのタイミングでロードすると起きるかを厳密に調べる。
  5. 開発者にムービーとステートAを渡して、「ただ再生した場合と、Mフレーム時点(ステートA作成時点)でステートセーブしておいて、その後Nフレーム目まで再生してステートをロードしたときで再生結果が違う」と伝える。「再生結果が違う」では曖昧なので「Xフレームあたりでキャラクターの攻撃が当たるはずが外れる」など、ゲームの内容に疎くてもわかるような表現で具体的に伝えると良い。

だいたいこのくらいできれば材料になると思います。再現「手順」を明確にすることが大切です。

いつのバージョンから起きる?

過去のバージョンでは問題がなかったのに、今のバージョンでは問題が起きているという場合、まずいつのバージョンから起きているかを明確にするとよいです。開発者の方は、SVNやGitなどのどのコミットが原因なのか、古いバージョンを受信・コンパイルしつつ二分探索的に探していきましょう。開発者でない方は開発途中の細かいバージョンの特定がしづらいかもしれませんが、SkyDrive - Orleans / Emulation などから過去の開発時ビルドを探してテストすると、範囲を絞り込むことができます。

どうデバッグする?

まずは寄せられた材料で状況が再現できることを確認しましょう。

大抵のエミュレータでは、主要な構造体がいくつかあって(CPU、PPU、SPU 等)その中にエミュレーションに関係する変数があります。時々そうではなく、何気なく使われているグローバル変数が重要なこともあります。手順としては、

  1. 主要な構造体、怪しげなグローバル変数をウォッチに追加する
  2. ステートセーブ後の位置にブレークポイント設置、ムービーを頭から再生して、Mフレーム時点でポーズしてステートセーブ、ウォッチ内容をコピペするなどして控える
  3. ステートロード後の位置にブレークポイント設置、Nフレームまで再生してステートロード、ウォッチ内容をコピペするなどして控える
  4. 2つのウォッチ内容を比較して差異のある箇所に着目する

こういう感じでしょうか。簡単にわかることもわからないこともあります。怪しい変数があればステートに変数を追加してみて、同じ手順を行なってみましょう。ずれがなくなれば修正成功です。

メモリの値で追えないならトレースログをとって比較するのも手段としてありそうです。HDD容量と実行速度がネックですが……。

原因:ステートロード時の誤った変数初期化

上記の亜種です。ステートに保存しないといけないのに、0に初期化している場合などです。

desyncが起きる例(及び内部の動き)
  1. ムービー再生中の適当なタイミングで、ステート1を作成(このとき count = 1 であるとする)
  2. セーブ直後に何もせずにステート1をロードする(ロード時の不当な初期化で count = 0 になる)
  3. そのまま動かしていくと、desyncする

同じ場所でセーブ・ロードしてもずれるのが特徴です。

どう報告する?(デバッグ材料の用意)

「ステートに保存すべき変数が保存されていない」ケースと同じで構いません。ただ、「その場でセーブロード」しても起きるのがこのケースの特徴なので、「Nフレームまで再生後、その場でセーブ・ロードして再生継続するとずれる」という形で報告可能であれば、そのほうが良いです。

どうデバッグする?

「ステートに保存すべき変数が保存されていない」ケースと同様です。

原因:リセット(ROM読込)時に初期化されない変数がある

これが結構厄介です。

desyncが起きる例(及び内部の動き)

適当なムービーを用意しておく。

  1. エミュレータを起動して(起動するところから始めること!)、「ステートに保存すべき変数が保存されていない」ケースと同様にムービー再生を開始します。(例:count = 0 で再生開始)
  2. エミュレータを起動して(起動するところから始めること!)、ROMを開いて、フレームカウンタがXフレームになったらポーズしてムービーを再生します(例:ROM起動後ちょっと動作させたことで count = 50 になっている、count = 0 にして再生開始して欲しいが、count = 50 を初期値としてムービー再生が始まる)
  3. 1回目と2回目で再生結果が異なる

特徴は、一切のステート操作を介さずにdesyncする点です。

どう報告する?(デバッグ材料の用意)

「例」のような手順が再現できたら、ムービーを渡してその手順をそのまま伝えてください。

どうデバッグする?

ムービー再生開始時のROMロード直後にブレークポイントを仕掛けて、1回目と2回目の各種変数の値を比較します。

コードを目視しながら「この変数ってリセット時に初期化しなくていいの?」と気になる点を探してもいいと思います。

「Reset」では初期化されないけれど、「LoadROM」では初期化されるような事例も Snes9x で過去にありました。せっかくなのでリセットとROM読み込みのコードを両方見ながら、変な箇所を潰すとよいです。

その他

  • 直面したことはないですが、マルチスレッド環境特有の desync 事例もあったとかなかったとか
  • 開発者向けの再現手順を作ろうとしてもうまく作れないこともあると思います。そういうのはなかなか直せなくて厄介です。「ムービー」と「変なステート」だけ送っても材料にはなると思うので、一応送ってみてください。Luaスクリプトを利用して操作を自動化していた場合、それが思わぬ影響を及ぼしている可能性もあるので、スクリプトを使っていた旨を伝えたり、そのスクリプトを渡したりするとよいと思います。期待は禁物。
  • 過去のバージョンでは起きないが、いつのバージョンから起きるという情報も有用?
  • みんなでがんばって desync をたおしましょう

ポイント

  • とにかくムービーファイルを送ってあげてください! 開発者はdesync確認に適したムービーファイルなんて持っていません。作成には手間がかかりますし、作成しても再現できない可能性も高まります。その他、ステートファイルとか関係するものは一式送ってあげてください。あればなんとかなるとも言えませんが、ないよりは喜ばれます。
  • できるだけ確実でシンプルな再現手順を教えてあげてください! 異なる「再生結果1」と「再生結果2」を再現する手順です。ステート作成は開発者側で行わせるような手順で。
  • 「ずれちゃう」ことを伝えるときは、「何フレーム目から○○の動きが変わる」などを、なるべくゲームを知らなくても理解できる表現で伝えるとよいです。