Modern Core Wars

 

Core Wars听起来像是10年轻美国的科幻小说，实际上它是现实中的一个游戏。Core Wars是计算机程序之间的战争游戏，放下你手中的玩具吧，现在汇编语言是你的武器，编程经验就是你的秘籍。

Core Wars所使用的汇编语言与众不同，只有11个不同的 指令（move，jump，data，conditional jump）和4中寻址方式。指令中的所有地址都是相对于当前执行指令的相对地址，程序运行在有限的内存空间里，不过首位相接，形成一个环，所以程序可以假定内存是无限的。敌人程序的起始地址未知，而目标就是让敌人程序执行某条非法指令，从而杀死敌人。

最简单的Core Wars程序之一是下面的程序：

;                                       Imp, by A. K. Dewdney

imp     MOV 0, 1          ; This program copies itself ahead one

            END                 ; instruction and moves through memory.

该程序在内存里不断的向前移动自己：地址0的内容就是MOV命令本身，而MOV把它自己的内容写到了下一个指令的位置，正好这个位置是下次要执行的指令。前面说过，地址是相对于当前执行指令的。

Imp实际上很难杀死敌人，即使它改写了敌人要执行的指令，敌人也只是变成一个Imp。唯一Imp能杀敌得分的情况是，它改写了敌人的数据，从而导致敌人自己把自己杀死。

第二种Core War程序叫做“轰炸机（bomber）”，通过向内存各处写非法指令来杀死敌人（丢“炸弹”）。如果敌人的程序被改写了，那么敌人执行它的时候就会死掉。“炸弹”必须小心安放，以免误伤自己。

对于轰炸机，最好的防御方式就是不断的进攻。有一种轰炸机能很好的对付Imp程序，叫做“Imp Stomper”。它利用Imp在内存里只能向前移动的特性，不断的轰炸某个特定的位置，最终杀死Imp。

现在的Core Wars增加了更多的指令，最重要的就是允许程序产生多任务的指令了——即生成多线程的执行程序。要杀死敌人，你必须杀死它的所有线程。

现在我介绍当代Core Wars战士使用的5种主要的策略。第一种是轰炸，前面已经介绍过了。有效的轰炸机必须快速的覆盖内存的大部分区域，也就是说炸弹之间会有间隙存在。对付不同的敌人要使用不同的间隙大小，所以轰炸机的设计者必须进行折中考虑，然后祝自己好运。

第二种策略是扫描（scanning）。Core Wars里内存开始的时候全部初始化为0。扫描者通过查看哪里的内存值被改变了，来找寻敌人的踪迹，然后轰炸附近的区域。如果你用值为0的炸弹进行轰炸，那么敌人扫描不到内存的更改，对它就没什么影响。但是如果你使用非0值的炸弹的话，会使敌人扫描者浪费时间在这些“弹坑”上，而实际上你并不在那里。所以，值为非0的炸弹叫做“上了颜色（color）”的炸弹

第三种策略叫做“Imp-spiral”，即上面Imp程序的多指令多线程版本。在Core Wars里，多线程程序的一个重要特性是，每个线程的执行机会都降为原来的1/N，N是线程的数量。这意味着多线程并不能加快你的程序的运行速度，反而减慢了每个线程的运行速度。所以，如果对手是Imp Stomper，那么它比你的每个Imp都运行得快好几倍。其实多任务的Imp-spiral各个线程之间会相互合作，而且互相“铺路”。被Imp-spiral击中的程序通常凶多吉少，除非它比Imp-spiral有更多的线程。

第四种策略叫做“复制者（replicator）”。复制者是指能把自己复制到内存其他位置的程序，他们是“长腿的炸弹”。

第五种策略，也是我见到过最有趣的，叫做“吸血鬼（vampire）”。它使用JMP指令轰炸内存，如果敌人程序被击中，会被“俘虏”，然后被迫执行无用的代码。有一种极其“无耻”的吸血鬼，当俘获敌人某个线程后，不仅让其瘫痪，还让它分裂出许多无用线程，降低整个敌人程序的运行效率，使其虚弱无力直到死掉。不过，吸血鬼需要在内存各处留下自己“陷阱”的地址，所以“抗吸血鬼（anti-vampire）”程序可以找寻这些地址，然后轰炸陷阱或改写成有用的代码。

真正强大的现代Core Wars会混合使用多种策略。