¿Cuál es el propósito del opcode de nop?

Question

Voy a través de MSIL y me doy cuenta de que hay un montón de instrucciones nop. El artículo de MSDN dice que no toman ninguna medida y se utilizan para llenar el espacio si el código de operación está parchado. Se usan mucho más en compilaciones de depuración que versiones de lanzamiento. Sé que este tipo de declaraciones se utilizan en los lenguajes ensambladores para garantizar que un código de operación se ajuste a un límite de palabras, pero ¿por qué es necesario en MSIL?

Answer 1

NOP sirven para varios propósitos:

• permiten al depurador para colocar un punto de interrupción en una línea, incluso si se combina con otros en el código generado.
• Permite al cargador aplicar un parche de salto con un desplazamiento de objetivo de diferente tamaño.
• Permite que un bloque de código se alinee en un límite particular, lo que puede ser bueno para el almacenamiento en caché.
• Permite el enlace incremental para sobrescribir trozos de código con una llamada a una nueva sección sin tener que preocuparse por la función general que cambia el tamaño.

Answer 2

Proporciona una oportunidad para los marcadores basados ​​en línea (por ejemplo, puntos de interrupción) en el código donde una versión de lanzamiento no emitiría ninguno.

Answer 3

Un uso clásico para ellos es para que su depurador siempre pueda asociar una línea de código fuente con una instrucción IL.

Answer 4

¡Amigo! ¡No-operativo es increíble! Es una instrucción que no hace más que consumir tiempo. En las oscuras edades oscuras lo usarías para hacer microajustes en el tiempo en bucles críticos o, más importante aún, como relleno en el código de auto modificación.

Answer 5

Permiten que el enlazador reemplace una instrucción más larga (típicamente salto largo) por una más corta (salto corto). El NOP toma el espacio extra: el código no se podía mover ya que evitaría que otros saltos funcionaran. Esto ocurre en tiempo de enlace, por lo que el compilador no puede saber si un salto largo o corto sería apropiado.

Al menos, ese es uno de sus usos tradicionales.

Answer 6

Podrían estar utilizándolos para admitir edit-and-continue durante la depuración. Proporciona al depurador espacio para trabajar para reemplazar el código antiguo por nuevo sin cambiar los desplazamientos, etc.

Answer 7

No es una respuesta a su pregunta específica, pero en los viejos tiempos podía usar un NOP para llenar un branch delay slot , si no logras llenarlo con una instrucción útil.

Answer 8

¿Los compiladores .NET alinean la salida de MSIL? Me imagino que podría ser útil para acelerar el acceso a la IL ... Además, tengo entendido que está diseñado para ser portátil y que se requieren accesos alineados en algunas otras plataformas de hardware.

Answer 9

En la escena de descifrado de software, un método clásico para desbloquear una aplicación sería parchar con un NOP la línea que busca la clave o registro o período de tiempo o lo que sea, así no haría nada y simplemente continuar iniciando la aplicación como si está registrado

Answer 10

También he visto NOP en el código que se modifica a sí mismo para ocultar lo que hace como marcador de posición (protección de copia anterior).

Answer 11

El primer ensamblaje que aprendí fue SPARC, así que estoy familiarizado con la ranura de retardo de bifurcación, si no puede completarla con otra instrucción, generalmente la instrucción que iba a colocar encima de la instrucción de bifurcación o incrementar un contador en bucles, usa un NOP.

No estoy familiarizado con las grietas, pero creo que es común sobrescribir la pila utilizando NOP, por lo que no tiene que calcular exactamente dónde comienza su función maliciosa.

Answer 12

También puede hacer que el código se ejecute más rápido, cuando se optimiza para los procesadores o arquitecturas específicas:

Procesadores durante mucho tiempo emplear múltiples tuberías que funcionan más o menos en paralelo, por lo que dos de instrucción independiente puede exceuted al mismo tiempo. En un procesador simple con dos tuberías, el primero puede admitir todas las instrucciones, mientras que el segundo solo admite un subconjunto. Además, hay algunas paradas entre las tuberías cuando uno tiene que esperar el resultado de una instrucción previa que aún no ha finalizado.

En estas circunstancias, un dedicado nop puede obligar a la siguiente instrucción en una tubería específica (la primera, o no la primera), y mejorar el emparejamiento de las instrucciones siguientes para que el costo de la nop es más que amortizado

Answer 13

Nop es esencial en la carga de los exploits de desbordamiento de búfer.

Answer 14

Como dijo ddaa, los nops le permiten tener en cuenta la varianza en la pila, de modo que cuando sobrescribe la dirección de retorno salta al trineo nop (una gran cantidad de nops seguidos) y luego acierta el código ejecutable correctamente. que saltar a algún byte en la instrucción que no es el comienzo.

Answer 15

Así es como NOP son utilizados por la depuración:

Nops son utilizados por los compiladores de lenguajes (C#, VB, etc.) para definir puntos de secuencia implícitos. Éstos le dicen al compilador JIT dónde asegurarse de que las instrucciones de la máquina se puedan mapear a las instrucciones IL.

Entrada del blog de Rick Byer en DebuggingModes.IgnoreSymbolStoreSequencePoints, explica algunos de los detalles.

C# también coloca Nops después de las instrucciones de la llamada para que la ubicación del sitio de retorno en la fuente sea la llamada en lugar de la línea después de la llamada.

Answer 16

Utilicé NOP para ajustar automágicamente la latencia acumulada después de ingresar un ISR. Muy útil para clavar el tiempo muerto.

Answer 17

Un uso algo poco ortodoxo es NOP-Slides, que se utiliza en exploits de desbordamiento de búfer.

Answer 18

50 años demasiado tarde pero bueno.

Nop son útiles si está escribiendo código de ensamblaje a mano. Si tuviera que eliminar el código, podría anotar los códigos de operación anteriores.

Similarmente, podría insertar un nuevo código al sobrescribir algún código de operación y saltar a otro lugar. Allí colocas los códigos de operación sobrescritos e insertas tu nuevo código. Cuando estás listo, saltas hacia atrás.

A veces tenía que usar las herramientas que estaban disponibles. En algunos casos, este fue solo un editor de código de máquina muy básico.

Hoy en día, con los compiladores las técnicas ya no tienen sentido.

Answer 19

En un procesador en el que trabajé recientemente (durante cuatro años) NOP se usó para asegurarse de que la operación anterior finalizara antes de que comenzara la siguiente operación. Por ejemplo:

valor de carga para registrar (se tarda 8 ciclos) nop 8 añadir 1 en el registro

Esto se aseguró de registro tenía el valor correcto antes de la operación de suma.

Otro uso era completar unidades de ejecución, como los vectores de interrupción que tenían que ser de cierto tamaño (32 bytes) porque la dirección para vector0 era, digamos 0, para el vector 1 0x20 y así sucesivamente, por lo que el compilador puso NOPs allí si es necesario.