街机模拟游戏逆向工程(HACKROM)教程:[12]68K汇编-程序流控制

在之前的文章中，我们测试过一些简短的一小段程序，这些程序都有一个共同的程序运行流程，就是一句一句地向下执行，比如：

    movea.l   #$325, a0            * ↓
    move.b    #$01, (a0)           * ↓
    move.b    #$02, $01(a0)        * ↓
    move.b    #$03, $02(a0)        * ↓
    move.b    #$04, $03(a0)        * ↓
    move.b    #$05, $04(a0)        * ↓
    move.b    #$06, $05(a0)        * ↓
    move.b    #$07, $06(a0)        * ↓

也就是程序从第一句开始，按照顺序执行，这里就要了解一个特别的寄存器:

PC (Program Counter) 程序计数器寄存器

PC寄存器也是M68K的一个寄存器，他的作用是存储当前运行程序的位置，我们在之前的所有测试程序，都是存在“只读存储器”中的，也就是常常说到的ROM。ROM可以把数据固化在存储器中，只可读出，但无法改写。ROM的特点是把信息写入存储器以后能长期保存，不会因电源断电而丢失信息。当然，我们可以通过一些手段来改写ROM中的数据，这个在之后的文章中会是主要的知识点。

和内存一样，所保存的每个数据，都有一个地址指向这个数据，我们来看看上面这段程序的例子：

*-----------------------------------------------------------
* Title      :
* Written by :
* Date       :
* Description:
*-----------------------------------------------------------
    ORG    $1000
START:                  ; first instruction of program

* Put program code here
    movea.l   #$325, a0
    move.b    #$01, (a0)
    move.b    #$02, $01(a0)
    move.b    #$03, $02(a0)
    move.b    #$04, $03(a0)
    move.b    #$05, $04(a0)
    move.b    #$06, $05(a0)
    move.b    #$07, $06(a0)

    SIMHALT             ; halt simulator

* Put variables and constants here

    END    START        ; last line of source

我们同时打开内存窗口查看

可以发现两者的数据是一模一样的。我们查看当前的PC寄存器：

也就是说，当前PC寄存器的值为$1000，也就是说，程序将要执行的指令地址为$1000。我们点击步进按钮一次，同时观察PC寄存器的变化：

可以看到，PC寄存器的值变成了$1006，那么，为什么该值是增加了$6呢，我们来查看上一句执行的代码：

我们可以看到，在地址$1000的位置，数据分为两个部分：

地址???????????? |????? ? ?? 机器码??????????? |????????? 指令码

0000 1000?? |? 207C 0000 0325???? | ???????? movea.l???? #$325, a0

我们可以看到指令码部份，是我们输入的程序指令代码，我们可以称呼这部份为助记符，我们输入的这部份指令，经过编译器的编译，会把这一句代码翻译为计算机可以识别的机器码：

207C 0000 0325

那么，也就是说，这句我们输入的指令，经过编译器的翻译，生成了一段长度为6个字节的16进制的数值。当然，并非所有的指令都会生成长度为6个字节的数值，生成的长度因指令不同而不同。比如该段代码的第二句，是生成了长度为4个字节的数值

地址???????????? |????? ? ?? 机器码?? |????????? 指令码

0000 1006 ? |? 10BC 0001 ??? | ???????? move.b? #$01,(a0)

那么，如果我们再次步进，PC寄存器的值应该就会增加$4，我们再次步进，观察PC值的变化：

可以观察到，步进后PC寄存器的值变为了$1006 + $4 = $100a。

我们可以尝试改变PC的值，我们在PC寄存器的输入框中把寄存器的值更改为$1000，并再次步进来观察程序的运行情况：

?

可以观察到，程序并未运行应该运行的下一句$100A，而是回到$1000重新运行了一次。

这里需要注意，我们PC值的选择必须为指令的开始，如果设置了比如$1002，那么机器会执行:0000 0325这段指令，这种情况下，计算机不会正常运行完整的指令，这会造成两种情况，运行错误或者不能实现指令的功能。我们把程序重置，来测试一下：

步进，并观察A0寄存器，如果正常运行该指令，A0寄存器会变为$325：

这时，我们可以观察到，A0并未发生变化，也就是说当设定了一个错误的地址，会造成程序的运行错误。

在M68K中，有部份指令可以在程序的运行中，更改PC寄存器的值：比较常用的有jmp,bra,jsr等：

jmp指令

jmp??????? - 该指令会把目的操作数传递到PC寄存器

我们可以测试一下该指令:

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* Title      :
* Written by :
* Date       :
* Description:
*-----------------------------------------------------------
    ORG    $1000
START:                  ; first instruction of program

* Put program code here
    movea.l   #$325, a0
    move.b    #$01, (a0)
    move.b    #$02, $01(a0)
    move.b    #$03, $02(a0)
    jmp       $1000
    move.b    #$04, $03(a0)
    move.b    #$05, $04(a0)
    move.b    #$06, $05(a0)
    move.b    #$07, $06(a0)

    SIMHALT             ; halt simulator

* Put variables and constants here

    END    START        ; last line of source

这段代码在之前的测试代码中间加入了一句jmp? $1000，也就是说，当运行完这一句代码后，我们的PC寄存器会被更改为$1000，也就是程序会跳回到$1000，我们来测试一下：

我们步进到jmp指令处，当我们再次步进，就可以发现，程序回到了$1000