NES Quarth (J): block chunk manipulation script for SubNesHawk

manip.lua

--[[
クォース (FC) ツモ調整 for SubNesHawk

入力を微調整し、望みのツモ ($98) が出るパターンを探索する。

使い方:

* 調整開始フレーム以降の入力を本スクリプトと同じディレクトリに manip.in として置く。
* 調整開始フレームで本スクリプトを起動する。解は manip.out に出力される。
--]]

local movie_ext = require("movie_ext")
local util = require("util")

-- プレイヤーの挙動に影響しない範囲で入力を変更できるかどうかを返す。
local function can_mutate(input)
    -- 1P/2Pの U 以外のキーが押されていれば変更不能とみなす。
    for i = 1, 2 do
        for button, _v in pairs(input[i]) do
            if button ~= "Up" then
                return false
            end
        end
    end

    return true
end

-- プレイヤーの挙動に影響しない範囲で入力を確率的に変異させる。
local function mutate_input(input)
    -- 変更不能な入力はそのままにする。
    if not can_mutate(input) then
        return input
    end

    local buttons1 = util.table_clone(input[1])
    local buttons2 = util.table_clone(input[2])

    -- 以下のいずれかの変更を確率的に施す:
    --
    -- * 1Pの U を2Pの U に置き換える (元入力は1P側で U を押していると仮定)
    -- * 1Pの S を押す
    -- * 2Pの S を押す
    local r = math.random()
    if r < 0.1 then
        if buttons1["Up"] then
            buttons1["Up"] = false
            buttons2["Up"] = true
        end
    elseif r < 0.2 then
        buttons1["Select"] = true
    elseif r < 0.3 then
        buttons2["Select"] = true
    end

    return { buttons1, buttons2 }
end

-- inputs を微調整し、ツモ調整を試みる。
-- 望みのツモ tumo_want が得られたら調整後の入力列を、さもなくば nil を返す。
local function try_manipulate(inputs, tumo_want)
    local inputs_manip = {}

    local tumo = nil
    local handle = event.on_bus_exec(function ()
        tumo = emu.getregister("A")
    end, 0xAC7B)

    for _i, input in ipairs(inputs) do
        local input_manip = mutate_input(input)
        table.insert(inputs_manip, input_manip)
        util.run_frame(input_manip)
    end

    event.unregisterbyid(handle)

    assert(tumo ~= nil)

    if tumo == tumo_want then
        return inputs_manip
    else
        return nil
    end
end

local function main()
    local PATH_IN = "manip.in"
    local PATH_OUT = "manip.out"

    -- 望みのツモ ($98)。
    --local TUMO_WANT = 0
    local TUMO_WANT = 0x09
    --local TUMO_WANT = 0x0D

    -- 開始フレーム以降の入力列を読み込む。
    local inputs = movie_ext.parse_inputs_from_file(PATH_IN)

    -- 開始時のステートをセーブ。
    local state = memorysavestate.savecorestate()

    -- 成功するまで調整を繰り返す。
    for i = 1, 10000000 do
        if i % 100 == 0 then
            print(string.format("iteration %d", i))
        end

        local inputs_manip = try_manipulate(inputs, TUMO_WANT)
        if inputs_manip ~= nil then
            -- 成功したら調整後の入力列を保存してループ終了。
            movie_ext.format_inputs_to_file(PATH_OUT, inputs_manip)
            break
        end

        memorysavestate.loadcorestate(state)
    end

    client.pause()
end

main()

movie_ext.lua

--[[
ムービーファイル中の入力列を自前で読み書きする。
--]]

local movie_ext = {}

local BUTTON_CHARS = { "U", "D", "L", "R", "S", "s", "B", "A" }
local BUTTON_NAMES = { "Up", "Down", "Left", "Right", "Start", "Select", "B", "A" }

-- 文字列 s 内のバイトインデックス i (1-based) の文字を返す。ASCII 文字列を仮定している。
local function str_at(s, i)
    return string.sub(s, i, i)
end

local function panic(msg)
    error(msg)
end

-- 1 人のプレイヤーの入力キー文字列 ("UDLRSsBA" 形式) をパースし、その入力を返す。
local function parse_buttons(s)
    local buttons = {}

    for i = 1, 8 do
        local c = str_at(s, i)
        if c ~= "." then
            buttons[BUTTON_NAMES[i]] = true
        end
    end

    return buttons
end

-- 1 フレームの入力をパースし、1P/2P入力を返す。
local function parse_input(line)
    local PATTERN_BUTTONS = "[U.][D.][L.][R.][S.][s.][B.][A.]"
    local PATTERN = string.format("^|[^|]*|(%s)|(%s)|$", PATTERN_BUTTONS, PATTERN_BUTTONS)

    local input = {}

    local s1, s2 = string.match(line, PATTERN)

    local buttons1 = parse_buttons(s1)
    local buttons2 = parse_buttons(s2)

    table.insert(input, buttons1)
    table.insert(input, buttons2)

    return input
end

-- ファイル全体を入力列としてパースする。
movie_ext.parse_inputs_from_file = function (path)
    local rdr = io.open(path, "r")
    if rdr == nil then
        panic(string.format("can't open file '%s' to read", path))
    end

    local inputs = {}

    for line in rdr:lines() do
        local input = parse_input(line)
        table.insert(inputs, input)
    end

    rdr:close()

    return inputs
end

-- 1 人のプレイヤーの入力を "UDLRSsBA" 形式にフォーマットする。
local function format_buttons(buttons)
    local s = ""

    for i = 1, 8 do
        if buttons[BUTTON_NAMES[i]] then
            s = s .. BUTTON_CHARS[i]
        else
            s = s .. "."
        end
    end

    return s
end

-- 1P/2P入力を 1 フレームの入力文字列としてフォーマットする。
local function format_input(input)
    local s1 = format_buttons(input[1])
    local s2 = format_buttons(input[2])

    return string.format("|    0,..|%s|%s|", s1, s2)
end

-- 入力列をムービーファイル用の形式にフォーマットし、ファイルに保存する。
movie_ext.format_inputs_to_file = function (path, inputs)
    local wtr = io.open(path, "w")
    if wtr == nil then
        panic(string.format("can't open file '%s' to write", path))
    end

    for _i, input in ipairs(inputs) do
        local line = format_input(input)
        wtr:write(line)
        wtr:write("\n")
    end

    wtr:close()
end

return movie_ext

util.lua

local util = {}

util.panic = function (msg)
    error(msg)
end

-- テーブルをシャローコピーする。
util.table_clone = function (tbl)
    local res = {}

    for k, v in pairs(tbl) do
        res[k] = v
    end

    return res
end

-- 2 つの配列が等しいかどうかを返す。
util.array_eq = function (lhs, rhs)
    if #lhs ~= #rhs then
        return false
    end

    for i = 1, #lhs do
        if lhs[i] ~= rhs[i] then
            return false
        end
    end

    return true
end

-- 配列 ary の指定範囲のスライスを返す。idx は 1-based。
util.array_slice = function (ary, idx, len)
    local slice = {}

    for i = idx, idx + len - 1 do
        table.insert(slice, ary[i])
    end

    return slice
end

-- 与えられた1P/2P入力で 1 フレーム進める。
util.run_frame = function (input)
    for i = 1, 2 do
        joypad.set(input[i], i)
    end

    emu.frameadvance()
end

return util