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El **núcleo de macOS es XNU**, que significa "X is Not Unix" (X no es Unix). Este núcleo está compuesto fundamentalmente por el **microkernel Mach** (que se discutirá más adelante) y elementos de la Distribución de Software Berkeley (**BSD**). XNU también proporciona una plataforma para **controladores de kernel a través de un sistema llamado I/O Kit**. El núcleo XNU forma parte del proyecto de código abierto Darwin, lo que significa que **su código fuente es de libre acceso**.
Desde la perspectiva de un investigador de seguridad o un desarrollador de Unix, **macOS** puede parecer bastante **similar** a un sistema **FreeBSD** con una interfaz gráfica elegante y una serie de aplicaciones personalizadas. La mayoría de las aplicaciones desarrolladas para BSD se pueden compilar y ejecutar en macOS sin necesidad de modificaciones, ya que las herramientas de línea de comandos familiares para los usuarios de Unix están presentes en macOS. Sin embargo, debido a que el núcleo XNU incorpora Mach, existen algunas diferencias significativas entre un sistema similar a Unix tradicional y macOS, y estas diferencias pueden causar problemas potenciales o proporcionar ventajas únicas.
Versión de código abierto de XNU: [https://opensource.apple.com/source/xnu/](https://opensource.apple.com/source/xnu/)
Mach es un **microkernel** diseñado para ser **compatible con UNIX**. Uno de sus principales principios de diseño fue **minimizar** la cantidad de **código** que se ejecuta en el **espacio del kernel** y, en su lugar, permitir que muchas funciones típicas del kernel, como el sistema de archivos, la red y la E/S, se **ejecuten como tareas a nivel de usuario**.
En XNU, Mach es **responsable de muchas de las operaciones críticas de bajo nivel** que normalmente maneja un kernel, como la programación de procesadores, la multitarea y la gestión de memoria virtual.
El núcleo XNU también **incorpora** una cantidad significativa de código derivado del proyecto **FreeBSD**. Este código se **ejecuta como parte del kernel junto con Mach**, en el mismo espacio de direcciones. Sin embargo, el código de FreeBSD dentro de XNU puede diferir sustancialmente del código original de FreeBSD debido a que se requirieron modificaciones para garantizar su compatibilidad con Mach. FreeBSD contribuye a muchas operaciones del kernel, incluyendo:
Comprender la interacción entre BSD y Mach puede ser complejo debido a sus diferentes marcos conceptuales. Por ejemplo, BSD utiliza procesos como su unidad fundamental de ejecución, mientras que Mach opera en función de hilos. Esta discrepancia se reconcilia en XNU mediante **la asociación de cada proceso BSD con una tarea Mach** que contiene exactamente un hilo Mach. Cuando se utiliza la llamada al sistema fork() de BSD, el código de BSD dentro del kernel utiliza funciones de Mach para crear una tarea y una estructura de hilo.
Además, **Mach y BSD mantienen modelos de seguridad diferentes**: el modelo de seguridad de Mach se basa en **derechos de puerto**, mientras que el modelo de seguridad de BSD opera en función de la **propiedad del proceso**. Las disparidades entre estos dos modelos ocasionalmente han dado lugar a vulnerabilidades de escalada de privilegios locales. Además de las llamadas al sistema típicas, también existen **trampas de Mach que permiten que los programas en el espacio de usuario interactúen con el kernel**. Estos diferentes elementos juntos forman la arquitectura híbrida y multifacética del núcleo de macOS.
I/O Kit es el marco de **controladores de dispositivos orientado a objetos** de código abierto en el núcleo XNU y es responsable de la adición y gestión de **controladores de dispositivos cargados dinámicamente**. Estos controladores permiten agregar código modular al kernel de forma dinámica para su uso con diferentes hardware, por ejemplo. Se encuentran en:
Hasta el número 9, los controladores enumerados se **cargan en la dirección 0**. Esto significa que no son controladores reales, sino **parte del kernel y no se pueden descargar**.
macOS es **muy restrictivo para cargar Extensiones del Kernel** (.kext) debido a los altos privilegios con los que se ejecutará el código. De hecho, por defecto es prácticamente imposible (a menos que se encuentre un bypass).
En lugar de utilizar Extensiones del Kernel, macOS creó las Extensiones del Sistema, que ofrecen APIs a nivel de usuario para interactuar con el kernel. De esta manera, los desarrolladores pueden evitar el uso de extensiones del kernel.
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