Яка мета операційного коду CIL nop?

Я йду через MSIL і , помітивши , що є багато NOP інструкцій в MSIL.

У статті MSDN сказано, що вони не вживають жодних дій і використовуються для заповнення місця, якщо код коду виправлений. Вони використовуються набагато більше у збірках налагодження, ніж у збірках випусків.

Я знаю, що такі оператори використовуються в мовах збірки для узгодження пізніших інструкцій, але чому MSIL nops потрібні в MSIL?

(Примітка редактора: прийнята відповідь стосується NOP-кодів машинного коду, а не NOP-кодів MSIL / CIL, про які спочатку задавалось запитання.)

НОП слугує для кількох цілей:

• Вони дозволяють налагоджувачу розміщувати точку зупинки на рядку, навіть якщо він поєднується з іншими у створеному коді.
• Це дозволяє навантажувачу зафіксувати стрибок з різним розміром зміщення цілі.
• Це дозволяє вирівняти блок коду за певною межею, що може бути добре для кешування.
• Це дозволяє здійснювати поступове зв'язування, щоб замінити фрагменти коду викликом нового розділу, не турбуючись про загальну зміну розміру функції.

Ось як nops MSIL / CIL ( не машинний код x86nop ) використовується для налагодження:

Nops використовуються компіляторами мов (C #, VB тощо) для визначення неявних точок послідовності. Вони повідомляють компілятору JIT, де гарантувати, що машинні інструкції можуть бути зіставлені з інструкціями IL.

Запис у блозі Ріка Байєра на DebuggingModes.IgnoreSymbolStoreSequencePoints , пояснює деякі подробиці.

C # також розміщує Nops після вказівок виклику, так що місце повернення сайту у джерелі є викликом, а не лінією після дзвінка.

Він надає можливість для маркерів на основі рядків (наприклад, точок зупинку) у коді, де збірка випуску не видає жодного.

Це також може пришвидшити роботу коду при оптимізації для конкретних процесорів або архітектур:

Процесори протягом тривалого часу використовують кілька конвеєрів, які працюють приблизно паралельно, тому одночасно можна виконати дві незалежні інструкції. На простому процесорі з двома конвеєрами перший може підтримувати всі інструкції, тоді як другий підтримує лише підмножину. Крім того, між трубопроводами є кілька стійлів, коли доводиться чекати результату попередньої інструкції, яка ще не закінчена.

За цих обставин спеціальний nop може примусити наступну інструкцію потрапити до певного конвеєру (перший або не перший) та покращити поєднання наступних інструкцій, щоб вартість nop була більш ніж амортизованою.

Чувак! Ні-оп - це чудово! Це інструкція, яка займається нічим іншим, як лише витрачати час. У похмурий темний вік ви могли б використовувати його для мікрорегулювання часу у критичних циклах або, що ще важливіше, як наповнювач у самозмінній коді.

В одному процесорі, в якому я працював нещодавно (протягом чотирьох років), NOP використовувався, щоб переконатися, що попередня операція закінчилася до початку наступної операції. Наприклад:

значення навантаження для реєстрації (займає 8 циклів) nop 8 додати 1 для реєстрації

Це переконалося, що регістр мав правильне значення перед операцією додавання.

Іншим використанням було заповнення одиниць виконання, таких як вектори переривань, які мали бути певного розміру (32 байта), оскільки адреса для vector0 була, скажімо 0, для вектора 1 0x20 тощо, тому компілятор поміщав туди NOP, якщо потрібні.

Вони можуть використовувати їх для підтримки редагування та продовження під час налагодження. Він надає налагоджувачеві приміщення для роботи, щоб замінити старий код новим без зміни зсувів тощо.

Дещо неортодоксальним використанням є NOP-слайди , що використовуються в експлойтах переповнення буфера.

На 50 років запізно, але ей.

Нопи корисні, якщо ви вводите код збірки вручну. Якби вам довелося видалити код, ви не могли б замінити старі коди операцій.

Подібно, ви можете вставити новий код, переписавши деякий код операції та перейти кудись ще. Там ви вставляєте перезаписані коди операцій та вставляєте новий код. Коли будете готові, ви стрибаєте назад.

Іноді доводилося користуватися доступними інструментами. У деяких випадках це був просто найпростіший редактор машинних кодів.

У наш час із компіляторами методи вже не мають сенсу.

Класичне їх використання полягає в тому, що ваш налагоджувач завжди може пов’язати рядок вихідного коду з інструкцією IL.

На сцені злому програмного забезпечення класичним методом розблокування програми буде виправлення за допомогою NOP рядка, який перевіряє ключ, реєстрацію, період часу чи щось інше, щоб він нічого не зробив і просто продовжив запуск програми, ніби вона зареєстрована .

Я також бачив NOP у коді, який модифікує себе, щоб затушувати те, що він робить як заповнювач (захист від старої копії Veeery).

Як сказав ddaa, nops дозволяє вам враховувати відхилення в стеку, так що коли ви перезаписуєте адресу повернення, вона перескакує на nop sled (багато nops поспіль), а потім вдаряє виконуваний код правильно, а не переходить до деякого байт в інструкції, яка не є початком.

Вони дозволяють лінкеру замінити довшу інструкцію (як правило, стрибок у довжину) на коротшу (короткий стрибок). NOP займає зайвий простір - код не можна переміщати, оскільки це зупинить роботу інших стрибків. Це відбувається під час посилання, тому компілятор не може знати, чи буде підходящим стрибок у довжину чи короткий шлях.

Принаймні, це одне з їх традиційних застосувань.

Це не відповідь на ваше конкретне запитання, але в минулі часи ви могли використовувати NOP, щоб заповнити слот затримки відгалуження , якщо вам не вдалося заповнити його іншою корисною інструкцією.

Чи вирівнюють компілятори .NET вихід MSIL? Я гадаю, це може бути корисним для прискорення доступу до ІЛ ... Крім того, я розумію, що він розроблений для перенесення, а на деяких інших апаратних платформах потрібні вирівняні звернення.

Першим зібранням, яке я дізнався, було SPARC, тому я знайомий із слотом затримки гілки, якщо ви не можете заповнити його іншою інструкцією, зазвичай інструкцією, яку ви збиралися розмістити над інструкцією гілки або збільшити лічильник у циклі, ви використовуєте NOP.

Я не знайомий з розтріскуванням, але я вважаю загальним перезаписувати стек за допомогою NOP, тому вам не потрібно точно розраховувати, з чого починається ваша шкідлива функція.

Я використовував NOP для автоматичного регулювання затримки, накопиченої після введення ISR. Дуже зручно забивати хронометраж.

nopбуде корисним в пам'яті з пошкодженням корисного навантаження. Звичайно nop, подібне зxchg eax, eax