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Super Mario World

11Exit Glitchless

“Intended” RAMの謎

ゆにる ゆに

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注意:

  • プログラム解析観点からのルールの存在理由の解釈です
  • ルールの良し悪し等は特に語っていません
  • 実際のルール運用はモデレータさんに従ってください

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“Intended” RAM Areaって何？

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11 Exit Glitchlessとは

  • スーパーマリオワールドのRTAカテゴリの1つ。
  • 11個のステージをクリア(Exit)して攻略するから11Exit。
  • バグ技(Glitch)を禁止しているカテゴリなので「Glitchless」
  • ただしこの「バグ技」とはなにかを定義するのが難しい
    • 簡単な指定方法だと新しく発見できてしまったりしそう。
    • 一方でやりすぎるとチャート改善の余地が無くなりそう。
  • → かなり練られたルールになっている。
  • そのルールにコードを知らないとよくわからない文言がある。

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11 Exit Glitchlessルールの引用

More specifically, no letting the instruction pointer hit anywhere but ROM,

open bus, and the intended RAM area($7F8000-$7F8182),

and no modifying the intended RAM area.

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私によるルールの意訳

  • インストラクションポインタは、
    • ROM
    • OpenBus
    • 「指定された」RAM領域($7F8000-$7F8182)
  • だけを指す。
  • また「指定された」RAM領域は書き換えてはならない。

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これじゃまだ訳されてない？

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単語の意味

  • ROM
    • 読み込みだけができるデータの入れ物
    • 書き換えることが出来ない。
  • RAM
    • 書き換えることができるデータの入れ物
  • OpenBus
    • (コレは説明が難しい + 今回はあまり関係ないのでskip)
  • インストラクションポインタ / 別名: プログラムカウンタ
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インストラクションポインタ(IP)

  • CPU(スーパーファミコン自体)が認識する�「実行する命令はどこにありますか？」�の情報が入ったデータ領域。
  • SFCのCPU的に正式な用語では「プログラムカウンタ(PC)」
  • これは普通はプログラムの入ったROMの中を指示する。
    • RAMは普通ゲームの状態の情報を保存する
    • ……ので指示されると、命令以外が書いてある
      • →IPを差し替えても単におかしくなるだけ。
  • だけど「命令を書き込む + IPを指示する」となんでもできる
    • これがGlitch(任意コード実行)の大まかな仕組み

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IP(PC)を制限する理由

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IP(PC)を制限する意味は？

  • ROMの中であれば書き換え出来ない
    • ということは破壊的なコードを入れる余地もない
  • IPがROMを指すかぎりは変更されていないプログラムが動く
    • → コレはほとんど 「正しい」プログラムといえる
  • ということは、Glitchのために必要ななんやかんやができない
  • これならなんやかんやに耐性ができて安心です…！

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(あらめて)私によるルールの意訳

  • インストラクションポインタは、
    • ROM
    • OpenBus
    • 「指定された」RAM領域($7F8000-$7F8182)
  • だけを指す。 (← “指さない”ではない)
  • また「指定された」RAM領域は書き換えてはならない。

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(あらめて)私によるルールの意訳

なぜわざわざ危ない橋渡るの？！

  • インストラクションポインタは、
    • ROM
    • OpenBus
    • 「指定された」RAM領域($7F8000-$7F8182)
  • だけを指す。 (← “指さない”ではない)
  • また「指定された」RAM領域は書き換えてはならない。

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理由を解析してみた

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画像を出すのに使っているOAM領域

  • スプライトを出すのに使うOAM領域というものがある
  • 画面を動かす上でOAMのクリアという作業が毎フレーム必要
    • → 画面外に敵などの画像を一旦消す作業です
  • スプライトはたくさんあるのでスプライト数分のループが必要
    • → ところがこれは普通にするとコストが高い
  • そこで当時のプログラマは「命令の羅列をRAMに準備」した
    • → 起動時の処理で「命令」をRAMに書き込む
    • → この書き込まれた命令の領域を使って処理している

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ブートストラップコード

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ブートストラップコード

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ブートストラップコード

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出来上がったRAM領域

これを「実行」？

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同じRAM領域をアセンブリとして再解釈

確かに命令列！

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ほかのRAM領域は？

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他のRAM領域はどうなの？

  • スーパーマリオワールド本体が他のRAMを実行してないの？
    • これ以外の領域でも使ってるなら片手落ち
  • でもどうやって確認しよう？
    • → Execution Memory Breakpoint

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ExecutionMemoryBreakpointを使う

IP(PC)がこのアドレスに

入ったら実行中断する機能

“intended”ではない

RAM領域の全体を指定

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この状態で最後まで走れます。

この状態で

11Exit Glitchlessを

最後まで走れたよ！

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→他のRAMは(命令として)使ってない！

　　＝問題になるのは該当の領域だけ

　　＝ルールにして問題なさそう。

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応用できそう？

  • intended領域の「変更」だけが禁止されてる。
    • → もし上手く「スタート前に」書き込めれば……？！
    • (多分ルールの意義的に、これは単にNG扱いかも)
  • ROMの「実行」とRAMの「書き込み」はOK
    • → じゃあReturn-Oriented Programingできれば？
    • (とはいえ、どうやって必要なstackを積むのか？)
  • → やっぱり11Exit Glitchlessで任意コード実行はダメそう
  • (なので色々無理。→このスライドはただの豆知識カモ。)

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注意:

  • プログラム解析観点からのルールの存在理由の解釈です
  • ルールの良し悪し等は特に語っていません
  • 実際のルール運用はモデレータさんに従ってください

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ゆにる ゆに

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