[IDA] MIPS 레지스터 및 주요 명령어 정리

목차
0. MIPS란?
1. 파일 구조 분석
2. 함수 정리
3. 명령어 정리
참고

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0. MIPS란?

1) Million Instructions Per Second, 컴퓨터 분야에서 컴퓨터의 연산 속도를 나타내는 단위

2) Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, MIPS Technologies에서 개발한 RISC 기반의 명령어 집합 체계(컴퓨터 아키텍처)

* CISC: Complex Instruction Set Computer, 연산에 처리되는 복잡한 명령어들을 수백 개 이상 탑재하고 있는 프로세서

* RISC: Reduced Instruction Set Computer, 하나의 명령어 실행으로 간단한 프로세스들을 신속하게 수행

MIPS, ARM

마이크로 프로세서 세계에서 사용할 수 있는 두 가지 ISA (명령어 세트 아키텍처), 레지스터의 한 유형

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1. 파일 구조 분석

32bit로 명령어 주소들이 4byte 단위로 떨어진다면 MIPS는 RISC 구조

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2. 함수 정리

strcoll() 함수

아래 나열된 것과 같이 관계를 나타내는 값을 리턴함

예제	값	반환값
strcoll(const char *string1, const char *string2);	string1이 string2보다 작음	0보다 작음
	string1이 string2와 같음	0
	string1이 string2보다 큼	0보다 큼

if ( !strcoll(*a2, "UDP") ) : ① a2가 참조하는 값과 UDP가 같으면 → ② if (!0) 이므로 참 → ③ 다음 if문 수행 (∵ if 0은 거짓)

값이 다르면 result로 a1 반환

atol() 함수

정수 문자로 구성한 문자열, 부호와 정수 문자들을 long 형식 값으로 변환하여 반환함

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3. 명령어 정리

어셈블리어	예제	의미
NOP		아무 명령도 수행하지 않는 코드, 명령어 사이의 빈공간을 채워주는 역할
LA	la $v0, 0x420000	Load Address, 레지스터 $v0에 0x420000가 가리키는 주소 load
ADDIU	addiu A B C	B + C의 값을 A에 삽입
BNEZ	bnez R, L	레지스터 R이 0이 아니면 L로 점프
LW	lw $s3 n($0)	$0 주소에 n을 더해 주소가 0000000n인 곳의 데이터를 $s3에 삽입

 

$a1에 aCnc 값 삽입 (∵ $a1 = $v0 + (aCnc - 0x420000) = 0x420000 + (aCnc - 0x420000) = aCnc)

 

[MIPS Register]

$0 = Always 0

$at = The Assembler Temporary used by the assembler in expanding pseudo-ops.

$v0, $v1 = 리턴값 저장. 1 word 인 경우 $v0 만 사용. 초과할 경우 $v1 과 나눠서 저장

$a0-$a3 = 함수 인자값 저장. 초과할 경우 스택에 저장

$t0-$t9 = 임시 저장 레지스터

$s0 - $s7 = 저장 용 레지스터 – 함수 호출 중 불변

$k0, $k1 = 커널에서 사용하는 레지스터

$gp = 전역 포인터 레지스터

$sp = 스택 포인터

$fp = 함수 프레임 포인터 ($s8)

$ra = 서브루틴 호출 시 반환 주소 저장

 

[MIPS 주요 명령어]

addiu [addiu A B C] = [A <- B + C]

sw [sw A B] = [A ->B]

lw [lw A B] = [A <- B]

li(load immediate) [li A B] = [A <- B]

move [move A B] = [A <- B]

movn [movn A B C] = [if C != 0 then A <- B]

la [la A B] = [A <- B’s Addr]

lb [lb $a, (0)$s0] = $a 에 byte 단위로 데이터 로드

sb [sb $a, (100)$s0] = *($s0 + 100) 에 $a 저장

jal [jal A] - 다음 명령어의 주소를 $ra에 저장하고, A로 점프

bal [bal function] = function call = jalr

beq [beq A B L] = A와 B가 같으면 L로 점프

beqz [beqz R L] = R이 0이면 L로 점프

bne [bne A B L] = A와 B가 다르면 L로 점프

bnez [bnez R, L] = 레지스터 R이 0이 아니면 L로 점프

lui [lui A, 0x47] = A 레지스터 상위 2byte에 0x47 저장

0x90+var_73($fp) 와 같이 괄호가 있을 경우 $fp+(0x90+var_73) 와 같은 표현

slt [slt rd, rs, rt] = rd <= (rs < rt) ? 1 : 0

sll [sll $a, 1] = $a << 1

 

[MIPS 함수 호출 과정]

$ra 에 caller 의 return address 저장 (마지막 호출 함수의 경우 저장하지 않을 수 있음)

$a0 ~ $a3 에 인자값 저장 인자가 4개를 초과할 경우 초과한 만큼 스택에 저장

func(param1, param2, param3, param4) 일 경우 $a0 = param1, $a1 = param2, $a2 = param3, $a3 = param4 가 삽입

bal, jal, jalr 등 으로 함수 호출

return 값은 $v0 (4byte 초과시 $v1 에 나눠서 저장)

호출시 $ra 값 스택에 백업

$s0 ~ $s7도 필요한 경우 스택에 백업

$s8 레지스터와 $sp에 같은 값이 저장되어 있어서 $s8의 의미는 추가 파악이 필요

 

참고

[MIPS] MIPS 기본 내용 정리

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