Ich stieß auf das gleiche Problem, als ich versuchte, die GCC-Optimierungsprozesse zu verstehen und herauszufinden, welche Anweisungen während dieses Prozesses verwendet wurden oder nicht. Da ich nicht mit der enormen Anzahl von Operationscodes vertraut bin, suchte ich nach einer Möglichkeit, bestimmte Anweisungen (beispielsweise SSE3) innerhalb des disassemblierten Codes zu visualisieren oder zumindest einige minimale Statistiken zu drucken, z. B. ob und wie viele dieser Anweisungen vorhanden sind im binären.
Ich habe keine Lösung gefunden, aber die Antwort von Jonathan Ben-Avraham erwies sich als sehr nützlich, da auf eine große (und teilweise sogar strukturierte) Quelle für Operationscodes hingewiesen wird. Basierend auf diesen Daten habe ich ein Bash-Skript geschrieben, das bestimmte Befehlssätze visualisieren oder Statistiken über sie drucken kann, grep
wenn sie mit der Ausgabe von eingespeist werden objdump
.
Die Liste der Operationscodes wurde in ein eigenständiges Bash-Skript umgewandelt, das dann (zur besseren Lesbarkeit) in die Hauptdatei aufgenommen wird, die ich einfach benannt habe opcode
. Da Opcodes gas.vim
( Shirk- vim
Syntaxdefinitionen, von Jonathans Antwort) systematisch (scheinbar) nach verschiedenen CPU-Architekturen gruppiert wurden, habe ich versucht, diese Unterteilung beizubehalten und eine Architektur-> Befehlssatzzuordnung vorzunehmen . Ich bin mir jetzt nicht sicher, ob das eine gute Idee war. Das Mapping ist nicht genau und ich musste sogar einige Änderungen am Original vornehmengas.vim
Gruppierung. Da architekturbezogene Befehlssätze nicht meine ursprüngliche Absicht waren, habe ich nur versucht, Befehlssätze von im Internet beschriebenen Hauptarchitekturen zu erstellen, jedoch ohne die Dokumentation der Hersteller zu konsultieren. AMD-Architekturen erscheinen mir überhaupt nicht zuverlässig (ausgenommen Befehlssätze wie 3DNow! Und SSE5). Ich entschied mich jedoch, den Code für Anweisungssätze verschiedener Architekturen hier zu belassen, damit jemand anderes sie prüfen und korrigieren / verbessern und anderen vorläufigen Ergebnissen mitteilen kann.
Beginn der Hauptdatei mit dem Namen opcode
:
#!/bin/bash # # Searches disassembled code for specific instructions. # # Opcodes obtained from: https://github.com/Shirk/vim-gas/blob/master/syntax/gas.vim # # List of opcodes has been obtained using the following commands and making a few modifications: # echo '#!/bin/bash' > Opcode_list # wget -q -O- https://raw.githubusercontent.com/Shirk/vim-gas/master/syntax/gas.vim \ # | grep -B1 -E 'syn keyword gasOpcode_|syn match gasOpcode' | \ # sed -e '/^--$/d' -e 's/"-- Section:/\n#/g' \ # -e 's/syn keyword gasOpcode_\([^\t]*\)*\(\t\)*\(.*\)/Opcode_\1="\$ \3"/g' \ # -e 's/Opcode_PENT_3DNOW/Opcode_ATHLON_3DNOW/g' -e 's/\\//g' \ # -e 's/syn match gasOpcode_\([^\t]*\)*.*\/<\(.*\)>\//Opcode_\1="\$ \2"/g' \ # >> Opcode_list # # Modify file Opcode_list replacing all occurrences of: # * Opcode_Base within the section "Tejas New Instructions (SSSE3)" with Opcode_SSSE3 # * Opcode_Base within the section "Willamette MMX instructions (SSE2 SIMD Integer Instructions)" # with Opcode_WILLAMETTE_Base # return values EXIT_FOUND=0 EXIT_NOT_FOUND=1 EXIT_USAGE=2 # settings InstSet_Base="" Recursive=false Count_Matching=false Leading_Separator='\s' Trailing_Separator='(\s|$)' # $ matches end of line for non-parametric instructions like nop Case_Insensitive=false Invert=false Verbose=false Stop_After=0 Line_Numbers=false Leading_Context=0 Trailing_Context=0 source Opcode_list # include opcodes from a separate file # GAS-specific opcodes (unofficial names) belonging to the x64 instruction set. # They are generated by GNU tools (e.g. GDB, objdump) and specify a variant of ordinal opcodes like NOP and MOV. # If you do not want these opcodes to be recognized by this script, comment out the following line. Opcode_X64_GAS="nopw nopl movabs" # instruction sets InstSet_X86="8086_Base 186_Base 286_Base 386_Base 486_Base PENT_Base P6_Base KATMAI_Base WILLAMETTE_Base PENTM_Base" InstSet_IA64="IA64_Base" InstSet_X64="PRESCOTT_Base X64_Base X86_64_Base NEHALEM_Base X64_GAS" InstSet_MMX="PENT_MMX KATMAI_MMX X64_MMX" InstSet_MMX2="KATMAI_MMX2" InstSet_3DNOW="ATHLON_3DNOW" InstSet_SSE="KATMAI_SSE P6_SSE X64_SSE" InstSet_SSE2="SSE2 X64_SSE2" InstSet_SSE3="PRESCOTT_SSE3" InstSet_SSSE3="SSSE3" InstSet_VMX="VMX X64_VMX" InstSet_SSE4_1="SSE41 X64_SSE41" InstSet_SSE4_2="SSE42 X64_SSE42" InstSet_SSE4A="AMD_SSE4A" InstSet_SSE5="AMD_SSE5" InstSet_FMA="FUTURE_FMA" InstSet_AVX="SANDYBRIDGE_AVX" InstSetDep_X64="X86" InstSetDep_MMX2="MMX" InstSetDep_SSE2="SSE" InstSetDep_SSE3="SSE2" InstSetDep_SSSE3="SSE3" InstSetDep_SSE4_1="SSSE3" InstSetDep_SSE4_2="SSE4_1" InstSetDep_SSE4A="SSE3" InstSetDep_SSE5="FMA AVX" # FIXME not reliable InstSetList="X86 IA64 X64 MMX MMX2 3DNOW SSE SSE2 SSE3 SSSE3 VMX SSE4_1 SSE4_2 SSE4A SSE5 FMA AVX" # architectures Arch_8086="8086_Base" Arch_186="186_Base" Arch_286="286_Base" Arch_386="386_Base" Arch_486="486_Base" Arch_Pentium="PENT_Base PENT_MMX" # Pentium = P5 architecture Arch_Athlon="ATHLON_3DNOW" Arch_Deschutes="P6_Base P6_SSE" # Pentium II Arch_Katmai="KATMAI_Base KATMAI_MMX KATMAI_MMX2 KATMAI_SSE" # Pentium III Arch_Willamette="WILLAMETTE_Base SSE2" # original Pentium IV (x86) Arch_PentiumM="PENTM_Base" Arch_Prescott="PRESCOTT_Base X64_Base X86_64_Base X64_SSE2 PRESCOTT_SSE3 VMX X64_VMX X64_GAS" # later Pentium IV (x64) with SSE3 (Willamette only implemented SSE2 instructions) and VT (VT-x, aka VMX) Arch_P6="" Arch_Barcelona="ATHLON_3DNOW AMD_SSE4A" Arch_IA64="IA64_Base" # 64-bit Itanium RISC processor; incompatible with x64 architecture Arch_Penryn="SSSE3 SSE41 X64_SSE41" # later (45nm) Core 2 with SSE4.1 Arch_Nehalem="NEHALEM_Base SSE42 X64_SSE42" # Core i# Arch_SandyBridge="SANDYBRIDGE_AVX" Arch_Haswell="FUTURE_FMA" Arch_Bulldozer="AMD_SSE5" ArchDep_8086="" ArchDep_186="8086" ArchDep_286="186" ArchDep_386="286" ArchDep_486="386" ArchDep_Pentium="486" ArchDep_Athlon="Pentium" # FIXME not reliable ArchDep_Deschutes="Pentium" ArchDep_Katmai="Deschutes" ArchDep_Willamette="Katmai" ArchDep_PentiumM="Willamette" # FIXME Pentium M is a Pentium III modification (with SSE2). Does it support also WILLAMETTE_Base instructions? ArchDep_Prescott="Willamette" ArchDep_P6="Prescott" # P6 started with Pentium Pro; FIXME Pentium Pro did not support MMX instructions (introduced again in Pentium II aka Deschutes) ArchDep_Barcelona="Prescott" # FIXME not reliable ArchDep_IA64="" ArchDep_Penryn="P6" ArchDep_Nehalem="Penryn" ArchDep_SandyBridge="Nehalem" ArchDep_Haswell="SandyBridge" ArchDep_Bulldozer="Haswell" # FIXME not reliable ArchList="8086 186 286 386 486 Pentium Athlon Deschutes Katmai Willamette PentiumM Prescott P6 Barcelona IA64 Penryn Nehalem SandyBridge Haswell Bulldozer"
Ein Beispiel für eine Opcode_list
Datei, die mit den Anweisungen opcode
vom 27. Oktober 2014 erstellt und geändert wurde, finden Sie unter http://pastebin.com/yx4rCxqs . Sie können diese Datei direkt in opcode
die source Opcode_list
Zeile einfügen . Ich habe diesen Code herausgegeben, weil Stack Exchange mich keine so große Antwort senden lässt.
Zum Schluss noch der Rest der opcode
Datei mit der eigentlichen Logik:
usage() { echo "Usage: $0 OPTIONS" echo "" echo " -r set instruction sets recursively according to dependency tree (must precede -a or -s)" echo " -a set architecture" echo " -s set instruction set" echo " -L show list of available architectures" echo " -l show list of available instruction sets" echo " -i show base instruction sets of current instruction set (requires -a and/or -s)" echo " -I show instructions in current instruction set (requires -a and/or -s)" echo " -c print number of matching instructions instead of normal output" echo " -f find instruction set of the following instruction (regex allowed)" echo " -d set leading opcode separator (default '$Leading_Separator')" echo " -D set trailing opcode separator (default '$Trailing_Separator')" echo " -C case-insensitive" echo " -v invert the sense of matching" echo " -V print all lines, not just the highlighted" echo " -m stop searching after n matched instructions" echo " -n print line numbers within the original input" echo " -B print n instructions of leading context" echo " -A print n instructions of trailing context" echo " -h print this help" echo echo "Multiple architectures and instruction sets can be used." echo echo "Typical usage is:" echo " objdump -M intel -d FILE | $0 OPTIONS" echo " objdump -M intel -d FILE | $0 -s SSE2 -s SSE3 -V Highlight SSE2 and SSE3 within FILE." echo " objdump -M intel -d FILE | tail -n +8 | $0 -r -a Haswell -v -m 1 Find first unknown instruction." echo " $0 -C -f ADDSD Find which instruction set an opcode belongs to." echo " $0 -f .*fma.* Find all matching instructions and their instruction sets." echo echo "The script uses Intel opcode syntax. When used in conjunction with objdump, \`-M intel' must be set in order to prevent opcode translation using AT&T syntax." echo echo "BE AWARE THAT THE LIST OF KNOWN INSTRUCTIONS OR INSTRUCTIONS SUPPORTED BY PARTICULAR ARCHITECTURES (ESPECIALLY AMD'S) IS ONLY TENTATIVE AND MAY CONTAIN MISTAKES!" kill -TRAP $TOP_PID } list_contains() { # Returns 0 if $2 is in array $1, 1 otherwise. local e for e in $1; do [ "$e" = "$2" ] && return 0 done return 1 } build_instruction_set() { # $1 = enum { Arch, InstSet }, $2 = architecture or instruction set as obtained using -L or -l, $3 = "architecture"/"instruction set" to be used in error message local e list_contains "`eval echo \\\$$List`" "$2" || (echo "$2 is not a valid $3."; usage) # Test if the architecture/instruction set is valid. if [ -n "`eval echo \\\$$_$`" ]; then # Add the instruction set(s) if any. for e in `eval echo \\\$$_$`; do # Skip duplicates. list_contains "$InstSet_Base" $e || InstSet_Base="$e $InstSet_Base" done fi if [ $Recursive = true ]; then for a in `eval echo \\\$$Dep_$2`; do build_instruction_set $1 $a "$3" done fi InstSet_Base="`echo $InstSet_Base | sed 's/$ *//'`" # Remove trailing space. } trap "exit $EXIT_USAGE" TRAP # Allow usage() function to abort script execution. export TOP_PID=$$ # PID of executing process. # Parse command line arguments. while getopts ":ra:s:LliIcf:Fd:D:CvVm:nB:A:h" o; do case $o in r) Recursive=true ;; a) build_instruction_set Arch "$OPTARG" "architecture" ;; s) build_instruction_set InstSet "$OPTARG" "instruction set" ;; L) echo $ArchList; exit $EXIT_USAGE ;; l) echo $InstSetList; exit $EXIT_USAGE ;; i) if [ -n "$InstSet_Base" ]; then echo $InstSet_Base exit $EXIT_USAGE else echo -e "No instruction set or architecture set.\n" usage fi ;; I) if [ -n "$InstSet_Base" ]; then for s in $InstSet_Base; do echo -ne "\e[31;1m$s:\e[0m " eval echo "\$Opcode_$s" done exit $EXIT_USAGE else echo -e "No instruction set or architecture set.\n" usage fi ;; c) Count_Matching=true ;; f) # Unlike architectures, instruction sets are disjoint. Found=false for s in $InstSetList; do for b in `eval echo \\\$InstSet_$s`; do Found_In_Base=false for i in `eval echo \\\$Opcode_$b`; do if [[ "$i" =~ ^$OPTARG$ ]]; then $Found_In_Base || echo -ne "Instruction set \e[33;1m$s\e[0m (base instruction set \e[32;1m$b\e[0m):" echo -ne " \e[31;1m$i\e[0m" Found_In_Base=true Found=true fi done $Found_In_Base && echo "" done done if [ $Found = false ]; then echo -e "Operation code \e[31;1m$OPTARG\e[0m has not been found in the database of known instructions." \ "Perhaps it is translated using other than Intel syntax. If obtained from objdump, check if the \`-M intel' flag is set." \ "Be aware that the search is case sensitive by default (you may use the -C flag, otherwise only lower case opcodes are accepted)." exit $EXIT_NOT_FOUND else exit $EXIT_FOUND fi ;; d) Leading_Separator="$OPTARG" ;; D) Trailing_Separator="$OPTARG" ;; C) Case_Insensitive=true ;; v) Invert=true ;; V) Verbose=true ;; m) Stop_After=$OPTARG ;; n) Line_Numbers=true ;; B) Leading_Context=$OPTARG ;; A) Trailing_Context=$OPTARG ;; h) usage ;; \?) echo -e "Unknown option: -$OPTARG\n" usage ;; esac done shift $((OPTIND-1)) [ -n "$1" ] && echo -e "Unknown command line parameter: $1\n" && usage [ -z "$InstSet_Base" ] && usage # Create list of grep parameters. Grep_Params="--color=auto -B $Leading_Context -A $Trailing_Context" [ $Count_Matching = true ] && Grep_Params="$Grep_Params -c" [ $Case_Insensitive = true ] && Grep_Params="$Grep_Params -i" [ $Invert = true ] && Grep_Params="$Grep_Params -v" [ $Stop_After -gt 0 ] && Grep_Params="$Grep_Params -m $Stop_After" [ $Line_Numbers = true ] && Grep_Params="$Grep_Params -n" # Build regular expression for use in grep. RegEx="" for s in $InstSet_Base; do eval RegEx=\"$RegEx \$Opcode_$s\" done # Add leading and trailing opcode separators to prevent false positives. RegEx="$Leading_Separator`echo $RegEx | sed "s/ /$(echo "$Trailing_Separator"|sed 's/[\/&]/\\\&/g')|$(echo "$Leading_Separator"|sed 's/[\/&]/\\\&/g')/g"`$Trailing_Separator" [ $Verbose = true -a $Count_Matching = false ] && RegEx="$RegEx|\$" # The actual search. grep $Grep_Params -E "$RegEx" && exit $EXIT_FOUND || exit $EXIT_NOT_FOUND
Bitte beachten Sie, dass bei einer zu großen Suchabfrage (z. B. mit Haswell-Befehlssatz und dem -r
Schalter - dies umfasst Hunderte von Anweisungen) die Berechnung möglicherweise langsam vonstatten geht und große Eingaben dauern, für die dieses einfache Skript nicht vorgesehen war .
Detaillierte Informationen zur Verwendung finden Sie hier
./opcode -h
Das gesamte opcode
Skript (einschließlich Opcode_list) finden Sie unter http://pastebin.com/A8bAuHAP .
Fühlen Sie sich frei, um das Tool zu verbessern und alle Fehler zu korrigieren, die ich gemacht habe. Zum Schluss möchte ich Jonathan Ben-Avraham für seine großartige Idee, Shirks gas.vim
Datei zu verwenden, danken .
BEARBEITEN: Das Skript kann jetzt herausfinden, zu welchem Befehlssatz ein Operationscode gehört (regulärer Ausdruck kann verwendet werden).