starflight reverse

스타플라이트-리버스

스타플라이트란 무엇인가요?

80년대에 Binary Systems라는 알려지지 않은 회사가 Starflight 게임을 출시했습니다. 게임에서 플레이어는 은하계를 탐험하기 위해 파견된 우주선 선장의 역할을 맡게 됩니다. 정해진 경로가 없으므로 플레이어는 채굴, 함대함 전투, 외계인 외교 사이를 자유롭게 전환할 수 있습니다. 플레이어는 고대 종족이 별을 폭발시키고 모든 생명체를 파괴하고 있다는 사실을 발견하면서 게임의 더 넓은 줄거리가 천천히 나타납니다. 이 게임은 동시대 비평가와 현대 비평가 모두로부터 널리 호평을 받았으며 샌드박스 게임의 초기 사례 중 하나입니다. 이 게임은 출시 후 수십 년 동안 수많은 다른 게임의 디자인에 영향을 미쳤습니다.

게임에 대해 자세히 알아보려면 다음 링크를 확인하세요.

• 위키피디아
• 디지털 골동품 수집가
• Starflight 리소스 페이지
• 망각에서 구원받은 기술 기사
• 스타플라이트 1 리뷰
• 스타플라이트 2 리뷰
• 기타 팬 사이트 또는 프로젝트 1 2 3 4 5

GoG에서 게임을 구매할 수 있습니다.

이 프로젝트는 무엇에 관한 것인가요?

처음으로 게임에 대한 이야기를 들었을 때 꼭 플레이해보고 싶었습니다. 하지만 저는 너무 어려서 영어를 할 수 없었습니다. 20 나중에 다시 시도했는데 매우 즐거운 경험이었습니다. 탐험은 재미있고 스토리라인은 서사적이며 놀라움으로 끝납니다. 이는 제가 경험한 것 중 최고 중 하나입니다. 물론, 게임이 잘 숙성되지는 않았지만, 게임에 대한 개발자들의 헌신이 느껴지네요. 이 게임에는 예술적인 측면뿐만 아니라 세부 사항에 대한 장인의 관심도 있습니다.

이 정말 놀라운 게임을 플레이하는 것이 재미있는 만큼, 이 게임을 리버스 엔지니어링하는 것도 재미있습니다. 개발자의 발자취를 따라가며 개발자의 사고 과정을 마치 1985년으로 돌아간 것처럼 경험하게 됩니다. 이 게임에서는 예상치 못한 일이 일어날 것으로 예상됩니다. 일반적으로 이러한 오래된 게임을 리버스 엔지니어링하려면 수만 줄의 순수 어셈블러 코드를 받아야 하며, 이를 IDA Pro와 같은 일반적인 도구로 분석할 수 있습니다. 하지만 이번에는 그렇지 않습니다. 실제로 이 게임에서는 일반적인 도구를 버릴 수 있습니다. 그들은 쓸모가 없습니다. 당신은 스스로입니다. 그 이유는 Starflight가 내가 거의 알지 못하는 언어인 Forth로 작성되었기 때문입니다.

앞으로

네 번째는 구문에 관한 궁극적인 미니멀리즘을 갖춘 언어입니다. "단어" 사이의 공백보다 더 많은 구문은 없습니다. 기본적으로 몇 줄의 코드로 Forth 리더와 인터프리터를 작성할 수 있습니다.

현대 언어에서는 다음과 같이 씁니다.

 print ( 2 + 3 )

2+3의 결과를 인쇄합니다. 그러나 Forth에서는 다음과 같이 보입니다.

 2 3 + .

네번째는 역폴란드 표기법을 사용하는 스택 머신입니다. 해석은 다음과 같습니다

• 2를 스택 맨 위에 푸시
• 3을 스택 위로 밀어넣기
• 마지막 두 스택 항목을 팝하고 함께 추가합니다. 결과를 스택 맨 위로 다시 푸시합니다.
• 스택에서 최상위 값을 꺼내서 인쇄합니다.

구문은 간단하고 인터프리터도 간단합니다. "2", "3", "+" 및 "." 그냥 "단어"라고 합니다. 데이터와 코드 사이에는 구문상의 차이가 없습니다. 확실히 초기 가정용 컴퓨터의 한계에 부응하는 언어였습니다.

분해 설명

실행 가능한 STARFLT.COM을 분석하면 몇 가지 환상적인 내부 기능이 드러납니다.

• 컴파일된 코드는 Forth 소스 코드의 구조를 유지합니다. 컴파일러에 의한 최적화가 없습니다. 소스 코드의 한 단어는 컴파일된 코드에서 2바이트입니다.
• x86 어셈블리 코드는 실행 파일 크기의 5% 미만을 사용합니다.
• 실행 파일의 90% 이상이 실제로 16비트 포인터입니다.
• 요즘 디버깅 기호라고 부르는 약 6000개의 단어 이름 중 2000개가 여전히 코드에 있지만 암호화되어 있습니다. 이를 통해 원본 소스 코드의 상당 부분을 리버스 엔지니어링할 수 있습니다.
• Forth 인터프리터(컴파일러 아님)는 여전히 실행 파일의 일부이며 활성화할 수 있습니다.
• 실행 파일이 느립니다. 일부 어셈블러 최적화 루틴 외에도 코드는 코드 내에서 점프하는 것만으로도 CPU 주기의 50% 이상을 낭비합니다.
• 실행 파일은 코드 오버레이를 많이 사용하므로 디코딩이 훨씬 더 복잡해집니다.

주요 빌딩 블록

위에서 설명한 것처럼 네 번째는 스택 머신입니다. 코딩 메커니즘으로서 컴파일된 코드를 저장하는 매우 공간 효율적인 방법인 간접 스레딩을 사용합니다. 스레드 코드에는 본질적으로 서브루틴 호출로만 구성된 형식이 있습니다. 간접 스레딩은 기계어 코드를 가리키는 위치에 대한 포인터를 사용합니다.

명령 포인터가 주소 0x1000을 가리키고 16비트 값 Read16(0x1000)=0x0f72를 포함한다고 가정해 보겠습니다.

 0x1000 : dw 0x0f72

값 0x0f72는 네 번째 단어 '+'와 동일하게 코딩된 값입니다. 위의 설명을 기억하세요. '+'라는 단어는 마지막 두 스택 항목을 팝하여 함께 추가하고 결과를 다시 스택 맨 위에 푸시합니다. 간접 스레딩에 따르면 이 16비트 값 0x0f72는 기계어 코드를 가리키는 위치에 대한 포인터입니다. 메모리 내용 Read16(0x0f72)을 읽으면 0x0f74에 대한 포인터를 얻습니다. 그리고 실제로 이 메모리 위치를 보고 분해하면 다음과 같은 결과가 나옵니다.

 0x0f72 : dw 0x0f74
0x0f74 : pop    ax
0x0f75 : pop    bx
0x0f76 : add    ax , bx
0x0f78 : push   ax
0x0f79 : lodsw
0x0f7a : mov    bx , ax
0x0f7c : jmp    word ptr [ bx ]

처음 네 개의 명령어는 "+"라는 단어가 수행해야 하는 작업을 정확하게 수행합니다. "lodsw"로 시작하는 마지막 세 개의 어셈블러 명령어는 명령어 포인터를 늘리고 다음 코드로 점프합니다.

계속합시다. 이제 명령어 포인터는 0x1002를 가리킵니다.

 0x1002 : dw 0x53a3

0x53a3 주소를 읽으면 다음과 같은 사실이 드러납니다.

 0x53a3 : dw 0x1d29
0x53a5 : dw 0x0001

그리고 해당 코드

 0x1d29 : inc    bx
0x1d2a : inc    bx
0x1d2b : push   bx
0x1d2c : lodsw
0x1d2d : mov    bx , ax
0x1d2f : jmp    word ptr [ bx ]

이때 레지스터 bx에는 워드 주소 0x53a3이 포함되어 있습니다. 따라서 이 코드는 주소 0x53a5를 스택 맨 위에 푸시합니다. 우리가 한 일은 프로그램에 변수에 대한 포인터를 제공하는 것입니다. 변수의 내용은 0x0001입니다. 네 번째 단어 '@'는 스택에서 주소를 팝하고 해당 내용을 읽은 후 다시 스택에 푸시합니다.

지금까지 나는 코드나 데이터를 포함하는 6256개의 단어를 식별할 수 있었습니다.

• 3711은 다른 단어를 실행하는 단어입니다. 나는 당신이 그것들을 함수라고 부를 수 있다고 생각합니다.
• 906 16비트 변수 또는 데이터 배열. 매우 드문 경우(~20) 데이터 배열에 x86 기계어 코드가 포함되어 있습니다.
• 디스크에 저장된 테이블의 내용을 정의하는 356개의 데이터 구조(아래 참조)
• 인스턴스 트리 데이터 구조의 내용을 정의하는 346개 데이터 구조(아래 참조)
• 278개 단어에는 x86 기계 코드가 포함되어 있습니다.
• 235개의 16비트 상수
• 127개의 스위치 케이스 표현식
• 105개 단어에는 코드 오버레이를 정의하는 데이터 구조가 포함되어 있습니다.
• 다른 단어는 다른 유형입니다.

이것이 실제로 코드 구조에 대해 알아야 할 전부입니다. 보시다시피 이것은 공간 효율적인 인코딩이 될 수 있지만 속도 측면에서는 재앙입니다. 기계어 코드 명령어 몇 개마다 다른 코드 블록으로 점프해야 합니다.

C의 간접 스레딩에 해당하는 내용은 다음과 같습니다.

 uint16_t instruction_pointer = start_of_program_pointer ;
    
void Call ( uint16_t word_adress )
{
    // the first two byte of the word's address contain 
    // the address of the corresponding code, which must be executed for this word
    uint16_t code_address = Read16 ( word_address );

    switch ( code_address )
    {
        .
        .
        .
        case 0x0f74 : // word '+'
            Push16 ( Pop16 () + Pop16 ());
            break ;
        .
        .
        .
    }
}

void Run ()
{
    while ( 1 )
    {
        uint16_t word_address = Read16 ( instruction_pointer );
        instruction_pointer += 2 ;
        Call ( word_address );
    }
}

특정 단어에 대해 실행되는 코드는 5개의 주요 변수(16비트)에 접근할 수 있습니다.

• 명령어 포인터(레지스터 si): 이는 Forth의 더 복잡한 함수("워드") 내부를 가리킵니다. 다음에 실행되어야 하는 메모리의 네 번째 "단어"의 주소를 가리킵니다. 명령 포인터는 분기 및 루프 제어를 위한 단어 코드로 변경될 수 있습니다.
• 스택 포인터(레지스터 sp): 이것은 스택 머신이므로 스택 포인터가 필요합니다. 푸시는 항목을 스택에 넣습니다. Pop은 스택의 맨 위에서 항목을 검색합니다.
• 호출 스택 포인터(레지스터 bp): 함수의 반환 주소를 포함합니다. 아이템을 임시로 보관하는데도 사용됩니다.
• 단어 주소(레지스터 bx): 처음 2바이트에는 이 단어의 x86 기계 코드에 대한 주소가 포함됩니다. 그 다음에는 상수, 변수, 배열 등의 선택적 데이터가 있을 수 있습니다. 위의 '+' 예에는 기계어 자체가 포함되어 있습니다.
• 코드 주소(레지스터 IP): 실행되어야 하는 x86 기계 코드

번역

디스어셈버는 FORTH 코드를 C 스타일 코드로 트랜스파일합니다. 트랜스파일된 코드의 대부분은 컴파일됩니다. 프로그램의 기능을 이해하려면 다음 표를 살펴보세요. "바이트코드"(주로 16비트 포인터)를 입력으로 받아 C로 변환합니다.

네 번째 코드:

: .C ( -- )
 Display context stack contents.
  CR CDEPTH IF CXSP @ 3 + END-CX
               DO I 1.5@ .DRJ -3 +LOOP
            ELSE ." MT STK"
            THEN CR ;
  EXIT

변환:

16비트 포인터	앞으로	기음
	: .C ( -- )	void DrawC() {
		unsigned short int i, imax;
0x0642	CR	Exec("CR");
0x75d5	CD심도	CDEPTH();
0x15fa 0x0020	만약에	if (Pop() != 0) {
0x54ae	CXSP	Push(Read16(pp_CXSP) + 3);
0xbae	@
0x3b73	3
0x0f72	+
0x4ffd	END-CX	Push(Read16(cc_END_dash_CX));
0x15b8	~하다	i = Pop();
		imax = Pop();
		do {
0x50e0	나	Push(i);
0x4995	1.5@	_1_dot_5_at_();
0x81d5	.DRJ	DrawDRJ();
0x175d 0xfffd	-3	Push(-3);
0x155c 0xffff	+루프	int step = Pop();
		i += step;
		if (((step>=0) && (i>=imax)) || ((step<0) && (i<=imax))) break;
		} while(1);
0x1660 0x000b	또 다른	} else {
0x1bdc	"MT STK"	PRINT("MT STK", 6);
0x06
0x4d	'중'
0x54	'티'
0x20	' '
0x53	'에스'
0x54	'티'
0x4b	'케이'
	그 다음에	}
0x0642	CR	Exec("CR");
0x1690	출구	}

파일

게임은 3개의 파일로 제공됩니다.

• STARA.COM 및 STARB.COM: 둘 다 자체 디렉토리 구조에 저장된 게임 데이터와 게임 실행 파일을 포함합니다.
• STARFLT.COM: 이 파일은 DOS 실행 파일이며 초기화 루틴, 일반 Forth 루틴 및 STARA.COM 및 STARB.COM의 디스크상의 데이터 구조를 읽고 쓰는 루틴을 포함합니다.

STARA.COM 및 STARB.COM의 디렉토리

STARA.com의 콘텐츠

기입	크기	설명
예배 규칙서	4096	STARA 및 STARB 디렉토리가 포함되어 있습니다.
ELO-CPIC	4816
GAZ-CPIC	3120
MEC-CPIC	2848
MYS-CPIC	6064
NOM-CPIC	1136
SPE-CPIC	1888년
THR-CPIC	2480
VEL-CPIC	4672
VPR-CPIC	1248
최소 CPIC	2096
튀김	16384	그림
메드픽	2048년	그림
단계	6144
험픽	480	그림
벨픽	432	그림
THR-PIC	272	그림
ELO-PIC	608	그림
AND-PIC	640	그림
구하다	124000
음악	4960	코드 오버레이
지구	1152	행성 지구 지도
은하	6304
크레딧	16384	그림
COP-CPIC	2928
글꼴	768
CGA	3600	CGA 그래픽 카드의 기계 코드 루틴
EGA	3600	EGA 그래픽 카드의 기계 코드 루틴

STARB.COM의 콘텐츠

기입	크기	설명
예배 규칙서	4096	STARA 및 STARB 디렉토리가 포함되어 있습니다.
사례	150528	게임의 대부분의 콘텐츠가 포함된 트리 구조
상자	1024	테이블
은행-트랜스	144	테이블
승무원	128	테이블
선박	1936년	테이블
요소	544	테이블
인공물	1584	테이블
행성	1360	테이블
표본	448	테이블
바이오 데이터	448	테이블
TPORT-PIC	2416	그림
BPORT-PIC	3984	그림
분석-텍스트	3200	테이블
버튼	944	테이블
아이콘1:1	912
아이콘1:2	912
아이콘1:4	912
아이콘 이름	736
DPART-OV	1552	코드 오버레이
지역	176	테이블
생물	17024	테이블
CHKFLIGHT-OV	960	코드 오버레이
프랙트-OV	4640	코드 오버레이
ICONP-OV	832	코드 오버레이
사이트-OV	1888년	코드 오버레이
하이퍼MSG-OV	4112	코드 오버레이
지폴리	368
한 면	288
꼭지점	416
BLT-OV	864	코드 오버레이
기타-OV	1440	코드 오버레이
은행-OV	1520	코드 오버레이
ASSCREW-OV	2800	코드 오버레이
인사-OV	4192	코드 오버레이
SHIPGRPH-OV	2112	코드 오버레이
구성-OV	3072	코드 오버레이
TDEPOT-OV	4800	코드 오버레이
포트메뉴-OV	3120	코드 오버레이
VITA-OV	3552	코드 오버레이
HP-OV	4832	코드 오버레이
LP-OV	5280	코드 오버레이
보냄-OV	4784	코드 오버레이
TV-OV	3472	코드 오버레이
COMM-OV	7232	코드 오버레이
COMMSPEC-OV	2864	코드 오버레이
SEED-OV	2400	코드 오버레이
목록	720	코드 오버레이
MOVE-OV	3808	코드 오버레이
엔지니어	2320	코드 오버레이
의사	1280	코드 오버레이
궤도-OV	6640	코드 오버레이
선장	5952	코드 오버레이
과학	3952	코드 오버레이
내비게이터	880	코드 오버레이
배송버튼	1984년
지도-OV	4160	코드 오버레이
하이퍼-OV	7168	코드 오버레이
분석-OV	2560	코드 오버레이
발사-OV	1360	코드 오버레이
플럭스 효과	464
OP-OV	4400	코드 오버레이
항목-OV	6016	코드 오버레이
LSYSICON	752
MSYSICON	448
씨시콘	176
행동-OV	5360
CMAP	1008
설치하다	800
힐-OV	1232	코드 오버레이
수리-OV	1696년	코드 오버레이
게임-OV	5920	코드 오버레이
PLSET-OV	2400	코드 오버레이
지도-OV	2240	코드 오버레이
VES-BLT	4528
폭풍-OV	1232	코드 오버레이
화합물	176	테이블
IT-OV	1936년	코드 오버레이
COMBAT-OV	6192	코드 오버레이
손상-OV	2752	코드 오버레이
랜드-OV	1088	코드 오버레이
PSTATS	64	테이블
STP-OV	1440	코드 오버레이

용법

원본 Starflight 게임 파일을 starflt1-in 및 starflt2-in 폴더에 넣고 make 실행하세요. starflt1-out 및 starflt2-out 폴더에 콘텐츠를 생성하는 두 개의 실행 파일( disasOV1 및 disasOV2 )을 가져와야 합니다. 생성된 출력은 이 저장소의 일부입니다.