口袋妖怪綠寶石——數(shù)據(jù)提取與代碼分析(3-地圖信息提取)
說在前面：
????口袋妖怪綠寶石的ROM中保存了游戲世界中的所有地圖，這些地圖信息要比前幾期專欄介紹的文本信息更加直觀。但作者并沒有選擇這么直觀的信息作為一開始就介紹的對象，是因為要想把提取地圖信息的功能拓展到綠寶石的改版上，前幾期專欄介紹的知識和方法是必不可少的。
????在網(wǎng)絡(luò)上，提取ROM的地圖信息有很好用的工具，在這期專欄主要介紹Advance Map。
Advance Map地圖信息提取工具
????Advance Map的官方網(wǎng)址：
????http://ampage.no-ip.info/index.php?seite=advancemap
????它的最新版本是1.95，最后一次更新于2011年。在這個版本更新后的10年（2021年），工具的作者在官網(wǎng)上表示TA已經(jīng)不會再更新這款軟件了。雖然是一款比較老的工具，但是還算好用。
????打開Advance Map，如果看到的是英文界面，可以在左上角菜單欄的“Settings-Language”里面把語言改成“簡體中文”：
????從“文件——讀取ROM”中打開口袋妖怪綠寶石的ROM文件。如果打開的是原版綠寶石的ROM，讀取過程會十分順利，左側(cè)會出現(xiàn)3個選項，最常用的是第一個“通過頭文件”，把它展開就可以看到一些標著數(shù)字的選項，如果再次打開其中一個，比如“0”，里面會列舉出一系列地圖的名字，雙擊第一個名字，地圖的信息就會顯示在界面中間：
????對于第一次使用這個工具的讀者，如果你們感覺這個工具很有趣的話，相信好奇心會驅(qū)使著你們探索這個工具的各種功能，這不是本期專欄的重點。網(wǎng)絡(luò)上也有一個Advance Map的簡單教程：
????https://www.hackromtools.info/advance-map/
????本期專欄是要利用Advance Map這個工具來探索ROM中地圖信息的組織結(jié)構(gòu)。
綠寶石ROM中地圖信息的組織結(jié)構(gòu)
????從Advance Map左側(cè)的列表中可以看到，每個地圖被放在一個以數(shù)字命名的文件夾內(nèi)，同時每個地圖的名字后面都會有一個括號括起來的、由逗號隔開的兩個數(shù)字。例如上圖“橙華市”的地圖名稱“PETALBURG CITY (0,0)”，其中第一個0指的是它位于“0”這個文件夾內(nèi)，第二個“0”表示它在該文件夾內(nèi)是第一張地圖。
????事實上，ROM中組織地圖信息的結(jié)構(gòu)也是這樣的：每張地圖用兩個數(shù)字來表示它的編號：第一個數(shù)字被稱作地圖庫編號，第二個數(shù)字被稱作地圖編號。這兩個編號就是每張地圖區(qū)別于其他地圖的標識。
????一張地圖需要存儲的信息很多，而且每張地圖大小不一定相同，這和前幾期專欄處理的“每行結(jié)構(gòu)一樣”的數(shù)據(jù)是很不一樣的。有一種辦法可以讓這些大小不一的數(shù)據(jù)擁有一個統(tǒng)一的“長度”，就是使用指針。
????C語言中的指針是一個重要的知識點，本期專欄只介紹ROM中的指針。ROM中的指針是一段長度4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，這4個字節(jié)按照小端序的方式拼接起來，表示的是ROM中的一個地址，也就是這個指針指向的地址。
????有了指針這個概念，無論一張地圖需要存儲多少數(shù)據(jù)，只需要把這塊數(shù)據(jù)的起始地址保存成一個指針，就可以用4個字節(jié)來表示這張地圖，所有的地圖就都具有相同的長度了。這就好比一條大街上有飯店、超市、醫(yī)院等等，它們各自有長度不同的名稱，但是用“某某街某號”就可以用統(tǒng)一的方式稱呼它們一樣。
????Advance Map左側(cè)的列表中，每個以數(shù)字命名的文件夾就是地圖庫，可以把它們稱作“0號地圖庫”“1號地圖庫”……每個地圖庫中存儲的地圖數(shù)量也不相同，如果每個地圖庫都需要一個固定長度的數(shù)據(jù)來表示，指針也成為了最適合的選擇。
????指針在綠寶石ROM中的使用十分普遍，希望讀者能夠盡快熟悉指針的使用，下面馬上就會給出一個例子。
????在綠寶石源代碼的符號表中，gMapGroups這個符號表示所有的地圖庫：
????我們在HxD中找到這個地址，看看gMapGroups的內(nèi)容是什么：
????用HxD打開ROM文件，使用“搜索——跳轉(zhuǎn)”或者Ctrl+G快捷鍵，在輸入框內(nèi)輸入gMapGroups的地址，然后點擊確定跳轉(zhuǎn)到該地址：
????光標停留到的位置就是gMapGroups的地址，觀察一下這里的數(shù)據(jù)，有個很明顯的規(guī)律就是以每4個字節(jié)為一組，組內(nèi)的后兩個字節(jié)都是48 08。這里，“以每4個字節(jié)為一組”就是指針的典型特征，把第一組數(shù)據(jù)60 5D 48 08按照小端序拼接的結(jié)果是08485D60，回到符號表中查看一下，發(fā)現(xiàn)這個地址是有名字的：
????08485D60這個地址就是0號地圖庫的指針，它的名字“gMapGroup_TownsAndRoutes”表明這個地圖庫中存儲的是各個城鎮(zhèn)（Towns）和道路（Routes）的地圖，讀者可以從Advance Map中去驗證這一點。
????以此類推，第二組4字節(jié)數(shù)據(jù)44 5E 48 08，對應(yīng)到地址08485E44，也就是“gMapGroup_IndoorLittleroot”，存儲的是未白鎮(zhèn)（Littleroot）各個房間室內(nèi)（Indoor）的地圖。
????這樣一來地圖庫的結(jié)構(gòu)就非常清晰了。gMapGroup（地址088486578）存儲了所有地圖庫的指針，并且有如下規(guī)律：地址08487578+X * 0x4 處存儲的4字節(jié)變量就是X號地圖庫的指針。
????接下來可以看看地圖庫gMapGroup_TownsAndRoutes（地址08485D60）的指針指向了什么內(nèi)容：
????規(guī)律很明顯，0號地圖庫存儲的也是一系列的指針，第一個指針是084824B8，同樣可以在符號表中找到名字：
????PetalburgCity就是橙華市，這和我們在Advance Map中看到的0號地圖庫內(nèi)的0號地圖是橙華市地圖是吻合的。這樣，地圖庫的結(jié)構(gòu)也很清晰了。地圖庫存儲了該地圖庫內(nèi)所有地圖的指針，并且有如下規(guī)律：X號地圖庫地址+Y?* 0x4 處存儲的4字節(jié)變量就是X號地圖庫Y號地圖的指針。
????因此，我們可以將gMapGroups稱作“地圖庫指針列表”，每個地圖庫也可以稱作“X號地圖庫的地圖指針列表”，這是一個完全由指針組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它就像一個個指路牌，指引游戲程序找到需要使用的數(shù)據(jù)。
地圖數(shù)據(jù)
????然而指路牌畢竟不是目的地本身，指針指來指去最后還是要指向有實際意義的數(shù)據(jù)才行。下面以084824B8處的PetalburgCity為例，看看一張地圖究竟包含了哪些數(shù)據(jù)。
????在Advance Map中，打開中間界面的“地圖頭”選項卡：
????如果讀者看到的不是這個界面，可以在“設(shè)置”中勾選“專業(yè)地圖頭查看模式”，或者按Ctrl+H快捷鍵。這個“地圖頭”就是橙華市地圖包含的數(shù)據(jù)，接下來依次解釋一下：
地圖庫頭：00486578，指的就是gMapGroups
地圖庫編號：0號地圖庫；地圖庫地址：0號地圖庫gMapGroup_TownsAndRoutes
地圖編號：0號地圖；地圖頭地址：0號地圖庫的0號地圖PetalburgCity
????這里出現(xiàn)了一個新的概念“地圖頭”，把Advance Map切換回英文界面時這個名稱是Map Header，這是按照綠寶石源代碼項目中的名字來命名的。事實上，源代碼中恰好有一個叫做MapHeader的結(jié)構(gòu)體，定義的就是地圖：
????可以看到結(jié)構(gòu)體的定義里面，開頭的4個變量都是指針，分別對應(yīng)了Advance Map里面的“地圖尾地址”“事件地址”“地圖腳本地址”和“連接地址”。再后面的變量，在Advance Map的“專業(yè)地圖頭查看模式”下就看不到了，可以按Ctrl+H把它關(guān)閉了再看：
????結(jié)構(gòu)體中從相對地址0x10處的變量在上圖中顯示出來，音樂、洞穴、天氣等等。
????“專業(yè)地圖頭查看模式”下，可以看到“地圖頭”的后面列舉了一串字節(jié)，這就是HxD中把字節(jié)照搬過來的結(jié)果，對比MapHeader結(jié)構(gòu)體的定義、Advance Map兩種查看模式下給出的解釋，哪段數(shù)據(jù)是什么含義是一目了然的。
????利用Advance Map，提取地圖信息會變得十分方便。還有很多功能本期專欄沒有介紹，有感興趣的讀者可以在討論區(qū)討論。
Advance Map的缺陷
????作為一個超過十年沒有更新的軟件，Advance Map有各種缺陷是很正常的，其中作者認為最嚴重的兩個缺陷如下：
不支持漢化版ROM，也沒有開放能夠支持漢化編碼的功能。如果使用Advance Map打開一個漢化版的綠寶石ROM，所有的地圖名稱都會顯示亂碼，這和在“設(shè)置”中把軟件語言改成“簡體中文”完全是兩回事。說明Advance Map本身就不支持對ROM中漢字的解碼。顯示亂碼還是小問題，只要能打開地圖就行，關(guān)鍵是有的亂碼里面包含了沒有配對的括號（比如只有左括號而沒有右括號），Advance Map就會提示這個地圖名稱不合法，拒絕打開地圖，但實際上能不能打開地圖和地圖的名字完全沒關(guān)系。
打開ROM的過程中，出現(xiàn)的報錯信息不夠詳細，有時很難根據(jù)報錯信息找到打不開ROM的原因。對于一些改版的ROM，里面存儲的地圖信息的位置可能發(fā)生了變化，導(dǎo)致Advance Map找不到，這時它就會出現(xiàn)報錯信息。有的報錯信息會告訴你是因為哪個符號沒找到導(dǎo)致的ROM打不開，有的報錯信息則沒有什么信息量，需要自己去配置文件里一個一個調(diào)整才能發(fā)現(xiàn)問題在哪。下面的一個小節(jié)會給出報錯信息的例子。
????既然Advance Map的作者不打算修bug了，那么這個系列的專欄會給出一些彌補的辦法。
用Advance Map打開ROM
????打開原版綠寶石時，作者用簡單的一句“文件——讀取ROM”就帶過了，但實際上如果打算用Advance Map打開一個改版過的綠寶石ROM，會遇到數(shù)不清的問題。下圖為作者試圖打開某個改版ROM時，Advance Map的報錯信息：
????一般來說，只要這種報錯的信息框彈出來，左側(cè)就不會顯示任何地圖的列表，什么地圖信息也沒有。在第二張報錯圖里面，軟件還“好心地”提示有什么問題可以聯(lián)系軟件作者的郵箱，當(dāng)然這個辦法肯定是不管用了。
????解決報錯問題的關(guān)鍵，在于修改Advance Map的配置文件，它涉及的內(nèi)容很多，留到下期專欄具體來講。
瞬移金手指和地圖編號的關(guān)系
????在綠寶石系列游戲中，有一類金手指被稱作“瞬移金手指”，打開適當(dāng)?shù)乃惨平鹗种负螅?dāng)游戲角色進行進門、出門等操作的時候，就會瞬移到金手指指定的地點，這類金手指利用的就是地圖編號信息，下面用游戲來舉個例子。
????在符號表中，有一個符號名稱叫做gSaveBlock1Ptr：
????以“Ptr”結(jié)尾的變量往往表示一個指針（Pointer的簡寫Ptr），它指向的是gSaveBlock1這個變量。從VBA中打開原版綠寶石的游戲，看看這個地址處是什么：
????03005D8C處確實是一個指針，指向02025A20，再看看這個地址處的數(shù)據(jù)：
????
????這里的001A表示Y坐標，0006表示X坐標，后面的2B18數(shù)據(jù)，0x18是地圖庫編號，0x2B是地圖編號，也就是24號地圖庫、43號地圖，我們從Advance Map里驗證一下：
????這和游戲是吻合的，當(dāng)前游戲角色的確位于冠軍之路的第1層。在地圖上移動鼠標時，Advance Map的左下角會顯示當(dāng)前的X坐標和Y坐標，也可以驗證當(dāng)前角色所在的位置是不是對應(yīng)的上。
????2B18的地址是02025A24，只要修改這個地址處的2字節(jié)變量就可以實現(xiàn)瞬移金手指。
????但是，不要指望這個金手指能一直起作用！02025A24這個地址是會變化的，變化的原因需要在后續(xù)專欄分析代碼的時候給出解釋。
????本期專欄還有一個遺留問題沒有解決，就是如何修改Advance Map的配置文件以便打開改版的ROM,，這個問題留到下期專欄具體說明。
????對Advance Map還不太滿意的讀者，如果有編程能力的話不妨寫一個parser，本期專欄已經(jīng)解釋了地圖數(shù)據(jù)是如何組織的，使用程序來讀取并不困難。
????繼續(xù)感謝眾位讀者的支持！
