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Le **cœur de macOS est XNU**, ce qui signifie "X is Not Unix". Ce noyau est fondamentalement composé du **micro-noyau Mach** (dont nous parlerons plus tard) et d'éléments de la distribution Berkeley Software Distribution (**BSD**). XNU fournit également une plateforme pour les **pilotes de noyau via un système appelé I/O Kit**. Le noyau XNU fait partie du projet open source Darwin, ce qui signifie que **son code source est librement accessible**.
Du point de vue d'un chercheur en sécurité ou d'un développeur Unix, **macOS** peut sembler assez **similaire** à un système **FreeBSD** avec une interface graphique élégante et une multitude d'applications personnalisées. La plupart des applications développées pour BSD se compileront et s'exécuteront sur macOS sans nécessiter de modifications, car les outils en ligne de commande familiers aux utilisateurs Unix sont tous présents dans macOS. Cependant, étant donné que le noyau XNU intègre Mach, il existe des différences significatives entre un système de type Unix traditionnel et macOS, et ces différences peuvent poser des problèmes potentiels ou offrir des avantages uniques.
Version open source de XNU : [https://opensource.apple.com/source/xnu/](https://opensource.apple.com/source/xnu/)
Mach est un **micro-noyau** conçu pour être **compatible avec UNIX**. Un de ses principes de conception clés était de **minimiser** la quantité de **code** s'exécutant dans l'espace du **noyau** et de permettre plutôt à de nombreuses fonctions de noyau typiques, telles que le système de fichiers, le réseau et l'E/S, de **s'exécuter en tant que tâches de niveau utilisateur**.
Dans XNU, Mach est **responsable de nombreuses opérations de bas niveau critiques** qu'un noyau gère généralement, telles que la planification du processeur, le multitâche et la gestion de la mémoire virtuelle.
Le noyau XNU **intègre également** une quantité importante de code dérivé du projet **FreeBSD**. Ce code **s'exécute en tant que partie du noyau avec Mach**, dans le même espace d'adressage. Cependant, le code FreeBSD dans XNU peut différer considérablement du code FreeBSD original car des modifications ont été nécessaires pour assurer sa compatibilité avec Mach. FreeBSD contribue à de nombreuses opérations du noyau, notamment :
Comprendre l'interaction entre BSD et Mach peut être complexe en raison de leurs cadres conceptuels différents. Par exemple, BSD utilise des processus comme unité d'exécution fondamentale, tandis que Mach fonctionne sur la base de threads. Cette disparité est conciliée dans XNU en **associant chaque processus BSD à une tâche Mach** qui contient exactement un thread Mach. Lorsque l'appel système fork() de BSD est utilisé, le code BSD dans le noyau utilise les fonctions Mach pour créer une tâche et une structure de thread.
De plus, **Mach et BSD maintiennent chacun des modèles de sécurité différents** : le modèle de sécurité de Mach est basé sur les **droits de port**, tandis que le modèle de sécurité de BSD fonctionne sur la base de la **propriété du processus**. Les disparités entre ces deux modèles ont parfois entraîné des vulnérabilités d'escalade de privilèges locales. Outre les appels système classiques, il existe également des **trappes Mach qui permettent aux programmes de l'espace utilisateur d'interagir avec le noyau**. Ces différents éléments forment ensemble l'architecture hybride et multifacette du noyau macOS.
I/O Kit est le framework open source orienté objet de **gestion des pilotes de périphériques** dans le noyau XNU et est responsable de l'ajout et de la gestion des **pilotes de périphériques chargés dynamiquement**. Ces pilotes permettent d'ajouter du code modulaire au noyau de manière dynamique pour une utilisation avec différents matériels, par exemple. Ils se trouvent dans :
Jusqu'au numéro 9, les pilotes répertoriés sont **chargés à l'adresse 0**. Cela signifie qu'il ne s'agit pas de vrais pilotes mais **d'une partie du noyau et ils ne peuvent pas être déchargés**.
macOS est **très restrictif pour charger les extensions du noyau** (.kext) en raison des privilèges élevés avec lesquels le code s'exécute. En fait, par défaut, il est pratiquement impossible (à moins de trouver une contournement).
Au lieu d'utiliser des extensions du noyau, macOS a créé les extensions système, qui offrent des API de niveau utilisateur pour interagir avec le noyau. De cette façon, les développeurs peuvent éviter d'utiliser des extensions du noyau.
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