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[原创]MIPS架构初探
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发表于: 2025-3-19 11:35
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通过下面的.sh脚本一键安装
预编译的c程序：
MIPS跟x86架构一样，MIPS程序也有32位、64位、大端序和小端序的区分，编译不同文件所需的命令如下
用file和readelf验证编译的MIPS程序
使用qemu-xxxx-static模拟运行对应的文件即可
去掉-static参数就可以了
同样可以用file和readelf命令查看文件详情，这里就看一下32位小端的
动态编译的程序需要指定动态链接库。在ubuntu中，mips的动态依赖库安装在了/usr/目录中
如果不在，用find命令找一个这个文件夹，比如
找到动态链接库后，加上参数-L /usr/mipsel-linux-gnu就可以了
以动态链接的32位小端为例
以demo_32_little为例，首先命令行输入qemu-mipsel -g 2234 ./demo_32_little在2234端口运行。
再打开另一个命令行，打开gdb-multiarch调试工具，依次输入
成功进入调试界面。
在调试界面输入info registers查看该程序中的寄存器
比x86多很多，我们分为两类，一类是通用寄存器（黄色部分），一类是特殊寄存器。
通用寄存器
特殊寄存器
这里先介绍三个：lo、hi和$pc：
在讲MIPS程序的函数调用约定前，先要明确：
函数A调用函数B，如果函数B是叶子函数，那么在跳转到B函数的时候，$ra寄存器中会存入函数B的返回地址；
如果函数B是非叶子函数，在跳转到B函数的时候，先在$ra寄存器中存入函数B的返回地址，并且在栈中记录$ra寄存器的值。
因为函数B在内部还要调用其他函数，$ra寄存器会变，程序在从函数B返回到函数A的时候，就可以从栈中将之前记录的值读到$ra寄存器，就可以返回到函数A了。
参数的传递
· 前四个参数：如果函数的参数数量小于或等于四个，这些参数会依次存放在$a0、$a1、$a2、$a3寄存器中。
· 多于四个的参数：多出的参数会被存放到栈中。即调用者（函数 A）会在自己的栈顶为被调用者（函数 B）的参数预留空间，并将多出的参数存入该空间。
· 即使参数数量少于或等于四个，调用者（函数 A）仍然需要在栈中为被调用者（函数 B）的前四个参数预留空间。
· 被调用者（函数 B）会将前四个参数从$a0 ~ $a3寄存器复制到栈中预留的空间——这个空间被称为调用参数空间。
有了上面的基础之后，我们就可以调试demo_32_little对MIPS架构的寄存器、汇编指令和函数调用约定做一个实例分析，加深印象。
首先在IDA里面打开demo_32_little，找到main函数的起始地址0x4007DC
为了调试方便，使用symbol-file ./demo_32_little加载符号表
进入调试后，下断点到main函数处，c跳到断点处
main函数开头如下，从main函数栈帧的布置和跳转到调用的mySum函数
下面的表格是每行汇编执行前后相应寄存器或内存地址的变化，从中我们关注一下mips开辟栈帧的方式，以及调用函数时的变化
[、]代表该内存中的值（即C语言中的解引用）$fp和$s8是有区分的，IDA会混淆这两个寄存器，gdb-multiarch会将所有的$fp和$s8都辨别为$fp,在调试分析时要注意
注意：
si进入mySum函数
X86架构和MIPS架构的栈帧布局对比：
我们知道，main函数其实是被__libc_start_main函数调用的，在这个demo中，其实main函数是非叶子函数，我们刚才说过，调用叶子函数和调用非叶子函数的栈帧布局是不一样的：调用非叶子函数时在$fp-0x4的位置记录当前$ra的值，也就是上面图片中的0x400930（main_ret_addr）。
回过头再看一下对main函数的分析中的第二行，正是做了这件事情：
那么在main函数返回的时候，想当然也是先要从$fp-0x4的位置读值到$ra，然后jr ra;nop即可。
验证一下，一路ni来到return 0;处
这一段的汇编如下:
其中这条语句lw ra,36(sp)，就是把先前记录在栈上的0x400930读到了寄存器中
继而jr ra;nop，跳转到main的返回地址处。
02cK9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6*7K9h3E0Z5x3U0k6Q4x3X3g2Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2A6L8#2)9J5c8Y4m8G2M7%4c8K6i4K6u0r3z5e0p5&6j5K6t1&6j5K6c8Q4x3X3g2Z5N6r3#2D9
171K9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6%4N6%4N6Q4x3X3g2&6N6i4q4#2k6g2)9J5k6h3y4G2L8g2)9J5c8X3y4&6j5X3g2J5j5h3&6Y4k6h3I4Q4x3V1k6J5k6K6W2Y4k6r3#2Q4x3V1k6&6P5r3t1H3y4U0M7`.
#!/bin/sh# Qemusudo apt install qemu-user-static # 允许直接运行其他架构的静态编译二进制文件（如MIPS程序）sudo apt install qemu-system-mips # 完整模拟MIPS架构sudo apt install binfmt-support # 自动识别非本地架构的可执行文件格式，需配合QEMU使用# gdb-multiarchsudo apt install gdb-multiarch # 支持多架构的GDB调试器，可调试MIPS/ARM等非x86程序# MIPS依赖sudo apt-get install gcc-mips-linux-gnusudo apt-get install gcc-mipsel-linux-gnusudo apt-get install gcc-mips64-linux-gnuabi64sudo apt-get install gcc-mips64el-linux-gnuabi64#!/bin/sh# Qemusudo apt install qemu-user-static # 允许直接运行其他架构的静态编译二进制文件（如MIPS程序）sudo apt install qemu-system-mips # 完整模拟MIPS架构sudo apt install binfmt-support # 自动识别非本地架构的可执行文件格式，需配合QEMU使用# gdb-multiarchsudo apt install gdb-multiarch # 支持多架构的GDB调试器，可调试MIPS/ARM等非x86程序# MIPS依赖sudo apt-get install gcc-mips-linux-gnusudo apt-get install gcc-mipsel-linux-gnusudo apt-get install gcc-mips64-linux-gnuabi64sudo apt-get install gcc-mips64el-linux-gnuabi64#include<stdio.h>int mySum(int a,int b){ int value=a+b; return value;}int main(){ int result=mySum(1,2); printf("%d\n",result); return 0;}#include<stdio.h>int mySum(int a,int b){ int value=a+b; return value;}int main(){ int result=mySum(1,2); printf("%d\n",result); return 0;}# 32位小端序程序mipsel-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_little -static -g# 64位小端序程序mips64el-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_little -static -g# 32位大端序程序mips-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_big -static -g# 64位大端序程序mips64-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_big -static -g# 32位小端序程序mipsel-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_little -static -g# 64位小端序程序mips64el-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_little -static -g# 32位大端序程序mips-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_big -static -g# 64位大端序程序mips64-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_big -static -gqemu-mipsel-static ./demo_32_littleqemu-mips-static ./demo_32_big qemu-mips64el-static ./demo_64_littleqemu-mips64-static ./demo_64_bigqemu-mipsel-static ./demo_32_littleqemu-mips-static ./demo_32_big qemu-mips64el-static ./demo_64_littleqemu-mips64-static ./demo_64_big# 32位小端序程序mipsel-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_little_dy -g# 64位小端序程序mips64el-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_little_dy -g# 32位大端序程序mips-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_big_dy -g# 64位大端序程序mips64-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_big_dy -g# 32位小端序程序mipsel-linux-gnu-gcc demo.c -o demo_32_little_dy -g# 64位小端序程序mips64el-linux-gnuabi64-gcc demo.c -o demo_64_little_dy -g[培训]内核驱动高级班，冲击BAT一流互联网大厂工作，每周日13:00-18:00直播授课
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重新上传了图片，麻烦审核 |
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谢谢你的建议，其实就是想赚点雪币哈哈 |
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别鞭尸我了，之前在freeBuf的编辑器里面编辑的，直接复制过来了 |
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