Ghidra Processor 创建教程——从二进制到汇编代码

1. 前言

Ghidra 提供了创建自定义 Processor 的功能，允许用户将特定的二进制代码翻译为汇编指令。本教程以强网杯 2020 年初赛的 QWBLogin 为例，详细介绍如何创建一个 Processor。

2. 准备工作

2.1 安装 Eclipse

• 下载并安装 Eclipse IDE。
• 确保 Eclipse 版本与 Ghidra 兼容。

2.2 安装 GhidraDev 插件

• 插件路径：<ghidra_install_dir>/Extensions/Eclipse/GhidraDev/GhidraDev-2.1.1.zip。
• 安装步骤：
  1. 打开 Eclipse，点击 Help → Install New Software...。
  2. 点击 Add...，然后选择 Archive...。
  3. 浏览并选择 GhidraDev-2.1.1.zip。
  4. 勾选 Ghidra 或 GhidraDev 条目，点击 Next。
  5. 接受许可协议，完成安装并重启 Eclipse。

2.3 创建 Ghidra Module Project

1. 在 Eclipse 中，选择 File → New → Project。
2. 选择 Ghidra Module Project。
3. 输入项目名称（如 qwbvm）。
4. 在下一步中，仅勾选 Processor。
5. 指定 Ghidra 安装目录。
6. 重命名模板文件（将 skel 改为 qwbvm）。

3. Processor 定义

3.1 指令结构

指令格式如下：

+-opcode | inst_switch | length | x1 | x2
1byte    | 4bit        | 4bit   |    |

• opcode：操作码。
• inst_switch：指令类型标识。
• length：数据长度（1-4 字节）。
• x1, x2：操作数（可选，长度不定）。

3.2 指令表

部分指令示例：

3.3 寄存器

• 通用寄存器：r0-r15。
• 特殊寄存器：
  • sp：栈指针。
  • pc：程序计数器。

4. 配置文件详解

4.1 qwbvm.pspec

定义寄存器和处理器特性：

<processor_spec>
  <programcounter register="pc"/>
  <register_data>
    <register name="r0" group="Alt"/>
    <!-- 其他寄存器 r1-r15 -->
  </register_data>
</processor_spec>

4.2 qwbvm.cspec

定义调用约定和编译器行为：

<compiler_spec>
  <stackpointer register="SP" space="ram"/>
  <default_proto>
    <prototype name="__asmA" extrapop="2" stackshift="2" strategy="register">
      <input>
        <pentry minsize="1" maxsize="8"><register name="r0"/></pentry>
        <!-- 其他输入寄存器 -->
      </input>
      <output><pentry minsize="1" maxsize="1"><register name="r0"/></pentry></output>
    </prototype>
  </default_proto>
</compiler_spec>

4.3 qwbvm.ldefs

定义语言和处理器属性：

<language_definitions>
  <language processor="qwbvm" endian="little" size="64" variant="default" 
            slafile="qwbvm.sla" processorspec="qwbvm.pspec" id="qwbvm:LE:64:default">
    <description>QWB VM Language Module</description>
    <compiler name="default" spec="qwbvm.cspec" id="default"/>
  </language>
</language_definitions>

4.4 qwbvm.slaspec

定义内存空间和寄存器：

define space ram type=ram_space size=8 default;
define space bss type=ram_space size=8;
define space register type=register_space size=8;

define register offset=0x00 size=8 [r0 r1 ... r15];
define register offset=0x100 size=8 [sp pc];
define register offset=0x200 size=8 contextreg;

@include "qwbvm.sinc"

4.5 qwbvm.sinc

定义指令解析逻辑：

define token opbyte(8) op = (0,5) rn = (0,3) rm = (0,3);
define token oplength(8) inst_switch = (0,3) data_length = (4,6);

define context contextreg addrmode = (0,2);

dl: "" is data_length=0 [addrmode=1;] {}
dl: "byte" is data_length=1 [addrmode=1;] {}
dl: "qword" is data_length=4 [addrmode=4;] {}

:mov dl rn, rm is op=1; dl & inst_switch=0; rn; rm {}
:mov dl rn, "bss"[imm64] is op=1; dl & inst_switch=1; rn; imm64 {}

5. 关键概念

5.1 Token

• 组成指令的基本单元。
• 示例：

  define token data8(8) imm8 = (0,7) simm8 = (0,7) signed;
  

5.2 Symbol

• 用于简化指令定义。
• 示例（dl 符号）：

  dl: "byte" is data_length=1 [addrmode=1;] {}
  

5.3 Context

• 根据处理器状态动态解析指令。
• 示例：

  define context contextreg addrmode = (0,2);
  

5.4 相对地址计算

• 用于 call 和跳转指令：

  rel: reloc is simm8 [reloc = inst_next + simm8;] {}
  

6. 完整指令定义示例

:halt is op=0; inst_switch & data_length {}
:mov dl rn, rm is op=1; dl & inst_switch=0; rn; rm {}
:call rel is op=0x10; inst_switch=7; rel {}
:syscall is op=0x20; inst_switch {}

7. 测试与验证

1. 在 Eclipse 中运行 Processor 模块。
2. 将二进制文件（如 test.bin）拖入 Ghidra。
3. 选择 qwbvm 作为 Processor。
4. 检查反汇编结果是否符合预期。

8. 总结

通过本教程，你可以：

1. 创建自定义 Processor。
2. 定义指令集和寄存器。
3. 使用 Token 和 Symbol 简化指令解析。
4. 实现动态上下文和相对地址计算。

最终生成的 Processor 可将二进制代码准确翻译为汇编指令，适用于逆向工程和二进制分析。