MIPS 初探
这是一篇纯笔记文，很枯燥 ：）
1. MIPS32 汇编
1.1 寄存器
MIPS 中大量使用寄存器，原因是寄存器的存取可以在一个时钟周期内完成，同时也简化了寻址方式。MIPS 的指令中除加载/存储指令外，都是使用寄存器或立即数作为操作数的。寄存器可分为两类：通用寄存器与特殊寄存器。
1.1.1 通用寄存器（GPR）
MIPS32 架构中定义了 32 个通用寄存器，都是 32 位，使用 $0、$1 ... $31 表示，也可以使用约定命名表示，如 $sp、$a0、$v0、$ra 等。下表显示了各个通用寄存器的约定用法。
| 编号 | 约定命名 | 约定用法 |
0 | zero | 始终为 0，常用于比较 |
1 | $at | 保留寄存器 |
2 ~ 3 | $v0 ~ $v1 | Values，保留表达式或函数的返回结果 |
4 ~ 7 | $a0 ~ $a3 | Arguments，作为函数的前 4 个参数 |
8 ~ 15 | $t0 ~ $t7 | Temporaries，供汇编程序使用的临时寄存器 |
16 ~ 23 | $s0 ~ $s7 | Saved values，子函数使用时需要先保存原寄存器的值 |
24 ~ 25 | $t8 ~ $t9 | Temporaries，供汇编程序使用的临时寄存器，补充 $t0 ~ $t7 |
26 ~ 27 | $k0 ~ $k1 | 保留，中断处理函数使用 |
28 | $gp | Gloabl pointer，全局指针 |
29 | $sp | Stack pointer，指向栈顶 |
30 | $fp | Frame pointer，保存栈指针 |
31 | $ra | Return address，返回地址 |
1.1.2 特殊寄存器
MIPS32 架构中定义了 3 个特殊寄存器，分别是 PC（程序计数器）、HI（乘除结果高位寄存器）和 LO（乘除结果低位寄存器）。
在进行乘法运算时，HI 和 LO 分别保存结果的高 32 位和低 32 位；在进行除法运算时，HI 保留余数，LO 存储商。
1.2 MIPS 指令集特点
MIPS 指令集特点如下：
固定 4 字节指令长度
内存中的数据访问（load/store）严格 4 字节对齐
MIPS32 默认不把子函数的返回地址存放于栈中，而是存放在 $ra 中
分支延迟效应
需要着重理解的是分支延迟效应。
MIPS 采用了高度流水线，其中最重要的效应就是分支延迟效应。任何一个分支跳转语句后面的那条语句叫做分支延迟槽。实际上在程序执行到分支语句时，当它刚把要跳转到的地址填充好还没完成本条指令时，分支语句后面的那个指令就执行了。这是因为流水线效应，几条指令同时在执行，只是处于不同的阶段。分支延迟槽常用被利用起来完成一些参数初始化等相关工作。
mov $a0, $s2
jalr strchr
mov $a0, $s0
由于分支延迟效应的存在，strchr 函数的参数是来自第三行的 $s0，而不是第一行的 $a0。
2. 构建交叉编译与调试环境
2.1 编译 qemu
# source code
git clone git://git.qemu.org/qemu.gitcd qemu
git submodule init
git submodule update --recursive
# dependencies
sudo apt install libglib2.0 libglib2.0-dev
sudo apt install autoconf automake libtool
# build
cd qemu && ./configure
make
sudo make install
# test
ROOT=/home/chu/squashfs-root
cd $ROOT
qemu-mipsel -L $ROOT bin/ls
2.2 编译 buildroot
# source code
wget http://buildroot.uclibc.org/downloads/snapshots/buildroot-snapshot.tar.bz2
tar -xjvf buildroot-snapshot.tar.bz2
# dependencies
sudo apt install libncurses5-dev patch
# build
cd buildroot-snapshot && make clean && make menuconfig # target architecture -> mips little endian
# target architecture variant -> mips 32
# toolchain, kernal headers -> your linux machine kernel version
make
2.3 调试
qemu 可以开启 gdb 远程调试，通过 IDA 添加 remote debugger 可以很方便的进行调试。
3. 实际调试过程
编写测试代码如下：
编译与测试：
开启 gdb server：
IDA 中静态分析：
IDA 远程调试：
4. 引用
《揭秘家用路由器 0day 漏洞挖掘技术》
MIPS 指令特点：http://www.cnblogs.com/sevenir-code/p/4887994.html
MIPS32 指令集架构简介：http://blog.csdn.net/leishangwen/article/details/37738343