Amiga Game-Power

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Text File | 1994-05-20 | 17KB | 375 lines

K a p i t e l 3 : T e c h n i k e n _________________________________________ 3.1 Strategien ______________ Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Haltungen, die ein Kampfprogramm einnehmen kann: eine defensive und eine offensive. Wie immer ist die Beschränkung auf nur eine dieser Strategien schlecht und fördert uninteressante Kämpfe, deren Ausgehen oft unentschieden ist oder stark vom Zufall der Positionierung der Programme im MARS-Speicher abhängt. Ein Beispiel zur defensiven Haltung ist "Mice", das sich zwar sehr schnell selbst kopiert und vermehrt, aber selten gewinnt. Die rein offensive Haltung verkörpert "Gnom". Dieses Programm bombardiert den gesamten MARS-Speicher im Abstand von fünf Zellen mit DAT 0 - Bomben. "Gnom" selbst bleibt aber während des ganzen Kampfes an derselben Stelle und kümmert sich nicht um die aktivitäten das gegnerischen Programmes. Der typische Ablauf einer Schlacht zwischen diesen Beispielen "Mice" und "Gnom" produziert ein Unentschieden, nachdem sich "Mice" bis auf 64 Tasks (das von MARS zugelassene Maximum) vermehrt hat und "Gnom" vergebens versucht hat, die Abkömmlinge des Gegners zu löschen. Oft ergeben sich auch Mutationen in Form von Knirpsen, wenn sich ein "Mice"-Programm in das laufende "Gnom" hineinkopiert und wenn in diesem Augenblick der Programmzeiger von "Gnom" auf die MOV-Anweisung des "mice"-Fragmentes zurückspringt. Die beiden Grundstrategien treten im Programm "Chang" vermischt auf, wenn auch das Gleichgewicht stark in defensiver Richtung verschoben ist. Während "Chang" an seinem Ende einen Wurm aus Knirpsen produziert, die nach einigen hundert Zyklen bereits über 90 Prozent aller "Chang"-Tasks belegen, versucht ein einziger Programmzeiger verzweifelt, alle 16 Zellen eine DAT 0 - Bombe zu legen. Wenn - was wegen seiner Länge sehr wahrscheinlich ist - dieser aggressive Teil von "Chang" früher oder später vom Gegner zerstört ist, bleibt nur noch ein Unentschieden: Der endlose Knirps-Wurm ist kaum zu löschen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich ein gutes Kampfprogramm zu mehr oder weniger gleichen Teilen verteidigend und angreifend verhalten soll. Ein Beispiel für ein solches Gleichgewicht ist "MausefalleII". Es ist offensiv, weil es nach gegnerischen Tasks sucht, diese einfängt und schliesslich zerstört. Es ist aber gleichzeitig defensiv, weil es an seinem unteren Ende ein wirksames Knirpsgrab unterhält, das von hinten anmarschierende Knirpse des Gegners manchmal (nicht immer!) abfangen kann. 3.2 Weitere Beispielprogramme _____________________________ 3.2.1 Chang ----------- trap MOV #0 maketrap JMP trap ptr DAT 9 start SPL maketrap SPL lnge SUB #16, ptr MOV #0, @ptr JMP start lnge SPL 2 JMP lnge MOV 0, 1 "Chang" verhält sich sehr unfair: Es produziert an seinem Ende in einer Knirpsfabrik eine fast unbesiegbare Schlange von Knirpsen, die im Abstand von einer Zelle hinter sich herlaufen. Ganz nebenbei befindet sich an seinem Beginn ein Knirpsgrab, das dort ankommende Kirpse abfangen soll. Der mittlere Teil von "Chang" versucht, den Speicher im Abstand von 16 Zellen zu bombardieren. Beim praktischen Experiment zeigt sich, dass die Knirpsfabrik schon nach kurzer Zeit soviele Programmzieger hervorgebracht hat, dass sich die Ausführung der anderen Teile von "Chang" bis ins Nutzlose verlangsamt. Trotzdem bietet "Chang" eine bemerkenswerte Technik: Die ersten beiden Anweisungen starten das Knirpsgrab und die Knirpsfabrik. Auf diese Weise kann ein Programm an mehreren Stellen gleichzeitig ausgeführt werden. Je nach deren Wichtigkeit zum Ueberleben des Kampfprogrammes können bestimmte Teile auch gleich von mehreren Zeigern hintereinander bearbeitet werden. Denkbar wäre eine Verteilung von mehreren Programmzeigern auf das Knirpsgrab, weil sonst ein einzelner Knirps wegen seiner Geschwindigkeit zu leicht durch dessen Maschen schlüpfen könnte. "Chang" könnte stark verbessert werden, wenn an seinem Ende anstelle der endlosen Knirpsschlange nur ein kurzer Wurm von vielleicht drei bis fünf Knirpsen erzeugt würde. So hätten die DAT-Bomben einen grösseren "Durchsatz", weil weniger Zeit durch unzählige Knirpse vergeudet würde. 3.2.2 Mice (Mäuse) ------------------ ptr DAT 0 start MOV #7, ptr loop MOV @ptr, <5 DJN loop, ptr SPL @3 ADD #653, 2 JMP start DAT 833 Der phantasievolle Name dieses Programmes stammt von seiner ungehemmten Vermehrungswut. "Mice" kopiert sich selber an eine 832 Zellen entfernte Stelle im Speicher und hüpft anschliessend in diese Kopie, um sich erneut zu vermehren. Das erste Programm seinerseits beginnt mit einer neuen Kopie 1479 Zellen hinter der vorhergehenden - die Mäusefamilie ist geboren. Mit der ersten ausgeführten Zeile wird durch den MOV-Befehl ein Zähler für die Anzahl der Zeilen, die kopiert werden sollen, initialisiert. Nun wird in einer Schleife mit nur zwei Anweisungen das ganze Programm kopiert. Der Befehl "MOV @ptr, <5" nimmt zuerst die Speicherzelle, die durch den Zähler "ptr" bestimmt wird. Dann wird durch "<5" die Anweisung "DAT 833" um eins vermindert. Die Zieladresse ergibt sich aus dem neuen Ihnhalt der DAT-Anweisung: 832 Zeilen vom DAT-Befehl entfernt liegt die gesuchte Zelle. Die durch "@ptr" gewonnene Programmzeile wird nun auf diese Zieladresse kopiert. Der Befehl DJN sorgt dafür, dass genau 7 Zeilen bewegt werden. Obwohl "Mice" eigentlich 8 Zeilen umfasst, muss die erste DAT 0 - Anweisung nicht mitkopiert werden, weil alle Speicherzellen vor einem Kampf gelöscht (mit DAT 0 gefüllt) werden. Wenn alle Zeilen von "Mice" kopiert sind, wird mit dem SPL-Befehl das neue Programm gestartet. Die Zeile mit der ADD-Anweisung dient zur erhöhung der Position des nächsten Abkömmlings: 833 - 7 + 653 = 1479 Zellen hinter der Position des ursprünglichen Programmes. Der Letzte Befehl von "Mice" beginnt den Zyklus erneut, indem wieder auf die erste Anweisung gesprungen wird. 3.2.3 Mausefalle und MausefalleII --------------------------------- num DAT 2660 falle SPL * JMP falle anzahl DAT 798 offset DAT 0 grube JMP -3 start SUB #10, offset ADD #10, grube MOV grube, @offset DJN start, anzahl end MOV #-4, anzahl kill MOV #0, @anzahl SUB #3, anzahl DJN kill, num MOV #0, falle MOV #2660, num JMP end Das Programm besteht aus einer Falle und zwei Hauptschleifen, gekennteichnet mit den Symbolen "start" und "kill". In der ersten Schleife werden über den ganzen Speicher hinweg JMP-Befehle verteilt, die alle auf die Falle weisen. Wenn einer der JMP-Befehle in ein gegnerisches Programm einschlägt und früher oder später ausgeführt wird, landet der betroffene Programmzeiger in der Falle: Ein SPL-Befehl, der auf sich selber weist und der durch den unmittelbar darauf folgenden Sprungbefehl immer wieder ausgeführt wird. Einmal in der Falle gefangen, vermehrt sich dieser Programmzeiger immer wieder, bis schlisslich kein einziges fremdes Programm mehr frei ist: Die Ausführung der gegnerischen Programme kommt fast zum erliegen. Die Schwierigkeit dieser Methode besteht in der Berechnung der Sprungweite der JMP-Bomben. Durch den Befehl "ADD #10, grube" wird die Zahl 10 zum vorgegebenen Sprungbefehl "JMP -3" addiert. Die Position der nächsten JMP-Bombe wird durch "SUB #10, offset" bestimmt: Zehn Zellen hinter der zuletzt gesetzten MP-Anweisung. Mit "MOV grube @offset" wird durch die indirekte Adressierung der Inbhlt von "grube" (JMP) an die durch "offset" bestimmte Speicherzelle kopiert - eine weitere Fallgrube ist erstellt. Der Abschluss der Schleife bildet der DJN-Befehl, der den ganzen Vorgang 1660 mal wiederholen lässt. Die zweite Schleife ist etwas einfacher: Jede dritte Zelle des Speichers wird mit Hilfe einer DAT 0 - Anweisung gelöscht. So sollte auch den letzten verirrten gegnerischen Programmen der Garaus gemacht werden. Wenn die Schleife beendet ist (nach 2660 Ausführungen) werden durch den Befehl "MOV #0, falle" alle Programme, die sich in der Falle befinden, mit einem Schlag gelöscht. Wenn jetzt noch kein Sieg erfolgt ist, besteht immerhin noch die Gelegenheit eines Unentschiedens: Mit der letzten JMP-Anweisung des Programmes wird die zweite Schleife nochmals von Vorne begonnen. Das Programm "MausefalleII" (es ist nicht hier abgedruckt, siehe Programmdiskette im Verzeichnis 'Beispiele') besitzt an seinem Anfang ein Knirpsgrab, wie es schon im ersten Kapitel vorgestellt wurde. Das Grab wird durch die erste SPL-Anweisung nach dem Start aktiviert. "Mausefalle" ist zwar ewas schneller als "MausefalleII", aber gegen einen Knirps kann sie höchstens ein Unentschieden herausholen. Im Gegensatz dazu gewinnt "MausefalleII" gegen "Mice" viel seltener, weil die Bombardierungsgeschwindigkeit schon zu langsam ist. Hier noch die Statistik einer Serie von 30 Zweikämpfen zwischen "Mausefalle" und "Mice": 70% aller Kämpfe wurden von "Mausefalle" gewonnen, 20% gingen auf das Konto von "Mice" und 10% der Auseinandersetzungen verliefen unentschieden. Allerdings wurde für diese Werte die Anzahl der Zyklen von 10000 (Standard) auf 20000 erhöht. Vorsicht: "Mausefalle" ist mit nur 10000 Zyklen nicht lauffähig, weil die zweite Schleife nicht zu Ende geführt werden kann. Dieser Mangel lässt sich aber korrigieren, wenn die Schrittweite der JMP- und DAT-Bomben etwas vermindert wird. 3.3 Die interne Darstellung eines Redcode Programmes ---------------------------------------------------- Das Entstehen eines Kampfprogrammes erstreckt sich über zwei Stufen: Das Schreiben des Quelltextes mit dem Editor und das anschliessende übersetzen dieses Textes durch den Assembler. Doch wie sieht eigentlich das Programm nach der Assemblierung aus? Und wie wird das 8000 Zellen umfassende MARS-Speicherfeld im Computer abgelegt? Diese beiden Fragen sollen nun beantwortet werden. Vergessen Sie aber nicht, dass es für das Schreiben eines Kampfprogrammes unwichtig ist, ob Sie über die interne Verwaltung von MARS bescheid wissen oder nicht. Dieser letzte Abschnitt ist vor Allem zur Information von Core Wars - Freaks gedacht, die den Amiga auch selber programmieren. Wenn es Sie (noch) nicht interessieren sollte, können Sie die Lektüre der Anleitung an dieser Stelle beenden. 3.3.1 Redcode entschlüsselt --------------------------- Die Ausgabe eines "richtigen" Assemblers besteht in Codes, die von der CPU des dazugehörenden Computers als Befehle erkannt und ausgeführt werden. Weil aber die Redcode-Anweisungen von keinem existierenden Mikroprozessor verstanden werden können, muss eine imaginäre Redcode-CPU softwaremässig simuliert werden, was auf dem Amiga durch das Core Wars - Programm geschieht. Der Assembler von MARS übersetzt jeden Redcode-Befehl und seine Argumente in eine sieben Bytes lange Folge von einzelnen Daten. Eine Folge von Daten, deren Anordnung einem im Voraus bestimmten Muster entspricht, nennt man Datenstruktur. Diese Struktur, die jeweils eine komplette Redcode-Anweisung enthält, ist in den einzelnen Bytes folgendermassen aufgebaut: Name Länge Bedeutung _________________________________________________________________ Befehl 1 Byte Zahlencode des Redcode-Befehls. Der Wert kann 0 bis 8 oder 10 sein, je nach Anweisung (Tabelle am Ende dieses Kapitels). Modus A 1 Byte Adressierungsart des ersten Argumentes, kann einen Wert von 0 bis 3 für unmittelbar, direkt, indirekt und indirekt-inkrement annehmen. Wert A 2 Bytes Der reine Zahlenwert des ersten Argumentes. Er muss immer zwischen -7999 und 7999 liegen. Modus B 1 Byte Adressierungsart des zweiten Argumentes. Wert B 2 Bytes Zahlenwert des zweiten Argumentes. _________________________________________________________________ Total 7 Bytes ================= Ein Programm, das vom Assembler übersetzt wurde, besteht also nicht mehr aus lesbarem Text, sondern aus einer Folge von solchen Datenstrukturen. Die Argumente eines Befehles setzen sich aus je einem Modus/Wert Paar zusammen. Modus A und Wert A ergeben somit im Verein das Argument A, für Argument B gilt dasselbe in grün. Die Werte A und B dürfen Zahlen von -7999 bis +7999 beinhalten. Eigentlich ist dies schon doppelt soviel als nötig ist, weil der MARS-Speicher nur 8000 Zellen (0 bis 7999) umfasst. Der Grund dafür ist die Lesbarkeit eines schon assemblierten Programmes: Ein Sprung um 7992 Adressen nach vorne wird verständlicher, wenn man negative Zahlen für Rückwärtssprünge verwendet. Der Befehl lautet dann: Springe um 8 Adressen zurück. 3.3.2 MARS-Speicher im Amiga ---------------------------- Vielleicht haben Sie nun schon eine Vorahnung, wie das MARS-Speicherfeld im Computer angelegt ist: Die 8000 Adressen von MARS bestehen aus einer Liste mit 8000 der oben beschriebenen Befehlsstrukturen. Beim Starten eines Spiels werden zuerst alle Elemente der Liste gelöscht (es wird mit anderen Worten in jede der Strukturen eine DAT 0 - Anweisung geschrieben) und die beiden Kampfprogramme werden an zufälligen Startplätzen eingelesen. Der Zugriff auf die einzelnen Zellen erfolgt durch ihre Nummern: Jede Zahl, die eine Adresse im Speicherfeld darstellt, wird mit Hilfe einer Modulo-Operation (Division mit Ermittlung des Restes) wenn nötig auf einen Wert zwischen 0 und 7999 inklusive verkleinert. Das Ergebnis ist dann die Nummer der betreffenden Speicherzelle. 3.3.3 Grenzen dieser Darstellung -------------------------------- Wir haben die Grösse von 7 Bytes einer Redcode-Anweisung deshalb gewählt, weil sie uns als guter Kompromiss zwischen Länge, Geschwindigkeit und Erweiterbarkeit erscheint. Die Möglichkeit der Erweiterung wird klarer, wenn Sie sich die theoretisch darstellbaren Werte von Befehl, Modus und Wert vor Augen führen: Befehl = 1 Byte = 8 Bit = 2 hoch 8 = 256 verschiedene Zustände Modus = 1 Byte = 8 Bit = 2 hoch 8 = 256 verschiedene Zustände Wert = 2 Byte = 16 Bit = 2 hoch 16 = 65536 verschiedene Zustände Demnach könnten noch 246 weitere Redcode-Befehle und 252 neue Adressierungsarten eingeführt und das MARS-Speicherfeld um 57536 Zellen erweitert werden. Die Geschwindigkeit war das wichtigste Kriterium: Der Prozessor des Amiga besitzt Befehle, die unter anderem auch mit 16-Bit Werten sehr schnell hantieren können. Der reine Informationsgehalt einer Redcode-Anweisung liesse sich in insgesamt 34 Bits darstellen. Um jedoch diese Bits bei jedem Zugriff auf einen Befehl und seine Argumente auseinanderzupflücken, ginge viel zuviel Zeit verloren - ein Kampf zwischen zwei Programmen würde sich unnötig in die Länge ziehen. Kommen wir zum dritten Punkt, der Länge einer MARS- Speicherzelle. Der insgesamt von MARS benötigte Speicherplatz im RAM des Computers beträgt im besten Falle 8000 mal 7, also 56000 Bytes (= 56 KBytes). Wenn wir dieselbe Rechnung mit der vorhin erwähnten 34-Bit Notation durchführen, kommen wir auf einen Verbrauch von 34000 Bytes. Auf einem Computer mit 512 KByte RAM in der Grundausstattung erschien es uns vorteilhafter, zugunsten der Kampfgeschwindigkeit auf die vergebenen 20 KByte zu ver- zichten. 3.3.4 Tabelle der Befehlscodes ------------------------------ Hier folgt eine Tabelle aller Redcode-Befehle mit den dazugehörenden Befehlscodes und den erlaubten Adressierungmodi. Die Zeichen, die nach den Kennbuchstaben A und B stehen, stellen die erlaubten Adressierungsarten dar. Wenn Sie sich ein bereits assembliertes Programm anschauen, können Sie die dort auftretenden Codes mit Hilfe der Tabelle entschlüsseln. Anstelle der Zeichen #, $, @ und < stehen im lauffähigen Programm die Zahlen 0, 1, 2 und 3. Befehl Arg. A Arg. B Code Bedeutung _________________________________________________________________ DAT - B: $ 0 Daten MOV A: #$@< B: $@< 1 Uebertragen ADD A: #$@< B: $@< 2 Addieren SUB A: #$@< B: $@< 3 Subtrahieren JMP A: $@< - 4 Springen JMZ A: $@< B: #$@< 5 Springen, wenn Null JMN A: $@< B: #$@< 6 Springen, wenn nicht Null DJN A: $@< B: #$@< 7 Vermindern und Springen CMP A: #$@< B: #$@< 8 Vergleiche SPL - B: $@< 10 Spalte auf 3.3.4 Das War's --------------- Sie haben sich hiermit bis zum Ende der Anleitung durchgeackert und können nun mit Recht von sich behaupten, ein Redcode Programmierer zu sein. Wir hoffen, dass es Ihnen Spass gemacht hat und es noch machen wird, sich mit diesem neuen Spielprinzip auseinanderzusetzen. Der Rest der Anleitung besteht aus den zwei Anhängen, die verschiedene Informationen zu Core Wars, ein Stichwortverzeichnis und ein kleines Begriffsverzeichnis enthalten.