# Kernel do macOS
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## Kernel XNU O **núcleo do macOS é o XNU**, que significa "X não é Unix". Este kernel é fundamentalmente composto pelo **microkernel Mach** (a ser discutido posteriormente), **e** elementos do Berkeley Software Distribution (**BSD**). O XNU também fornece uma plataforma para **drivers de kernel por meio de um sistema chamado I/O Kit**. O kernel XNU faz parte do projeto de código aberto Darwin, o que significa que **seu código-fonte é livremente acessível**. Do ponto de vista de um pesquisador de segurança ou de um desenvolvedor Unix, **o macOS** pode parecer bastante **semelhante** a um sistema **FreeBSD** com uma GUI elegante e uma série de aplicativos personalizados. A maioria dos aplicativos desenvolvidos para o BSD irá compilar e executar no macOS sem precisar de modificações, já que as ferramentas de linha de comando familiares aos usuários do Unix estão todas presentes no macOS. No entanto, como o kernel XNU incorpora o Mach, existem algumas diferenças significativas entre um sistema semelhante ao Unix tradicional e o macOS, e essas diferenças podem causar problemas potenciais ou fornecer vantagens únicas. ### Mach Mach é um **microkernel** projetado para ser **compatível com o UNIX**. Um de seus principais princípios de design foi **minimizar** a quantidade de **código** em execução no **espaço do kernel** e, em vez disso, permitir que muitas funções típicas do kernel, como sistema de arquivos, rede e E/S, **sejam executadas como tarefas de nível de usuário**. No XNU, o Mach é **responsável por muitas das operações críticas de baixo nível** que um kernel normalmente manipula, como escalonamento de processador, multitarefa e gerenciamento de memória virtual. ### BSD O **kernel XNU** também **incorpora** uma quantidade significativa de código derivado do projeto **FreeBSD**. Este código **é executado como parte do kernel junto com o Mach**, no mesmo espaço de endereço. No entanto, o código do FreeBSD dentro do XNU pode diferir substancialmente do código original do FreeBSD porque foram necessárias modificações para garantir sua compatibilidade com o Mach. O FreeBSD contribui para muitas operações do kernel, incluindo: * Gerenciamento de processos * Manipulação de sinais * Mecanismos básicos de segurança, incluindo gerenciamento de usuários e grupos * Infraestrutura de chamada do sistema * Pilha TCP/IP e soquetes * Firewall e filtragem de pacotes Compreender a interação entre BSD e Mach pode ser complexo, devido aos seus diferentes quadros conceituais. Por exemplo, o BSD usa processos como sua unidade fundamental de execução, enquanto o Mach opera com base em threads. Essa discrepância é reconciliada no XNU **associando cada processo BSD a uma tarefa Mach** que contém exatamente uma thread Mach. Quando a chamada do sistema fork() do BSD é usada, o código do BSD dentro do kernel usa funções do Mach para criar uma tarefa e uma estrutura de thread. Além disso, **o Mach e o BSD mantêm modelos de segurança diferentes**: o modelo de segurança do **Mach** é baseado em **direitos de porta**, enquanto o modelo de segurança do BSD opera com base na **propriedade do processo**. Disparidades entre esses dois modelos ocasionalmente resultaram em vulnerabilidades de escalonamento de privilégios locais. Além das chamadas do sistema típicas, também existem **armadilhas do Mach que permitem que programas de espaço do usuário interajam com o kernel**. Esses diferentes elementos juntos formam a arquitetura multifacetada e híbrida do kernel do macOS. ### I/O Kit - Drivers O I/O Kit é o framework de **driver de dispositivo orientado a objetos** de código aberto no kernel XNU e é responsável pela adição e gerenciamento de **drivers de dispositivo carregados dinamicamente**. Esses drivers permitem que o código modular seja adicionado ao kernel dinamicamente para uso com diferentes hardwares, por exemplo. Eles estão localizados em: * `/System/Library/Extensions` * Arquivos KEXT incorporados ao sistema operacional OS X. * `/Library/Extensions` * Arquivos KEXT instalados por software de terceiros. ```bash #Use kextstat to print the loaded drivers kextstat Executing: /usr/bin/kmutil showloaded No variant specified, falling back to release Index Refs Address Size Wired Name (Version) UUID 1 142 0 0 0 com.apple.kpi.bsd (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 2 11 0 0 0 com.apple.kpi.dsep (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 3 170 0 0 0 com.apple.kpi.iokit (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 4 0 0 0 0 com.apple.kpi.kasan (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 5 175 0 0 0 com.apple.kpi.libkern (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 6 154 0 0 0 com.apple.kpi.mach (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 7 88 0 0 0 com.apple.kpi.private (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 8 106 0 0 0 com.apple.kpi.unsupported (20.5.0) 52A1E876-863E-38E3-AC80-09BBAB13B752 <> 9 2 0xffffff8003317000 0xe000 0xe000 com.apple.kec.Libm (1) 6C1342CC-1D74-3D0F-BC43-97D5AD38200A <5> 10 12 0xffffff8003544000 0x92000 0x92000 com.apple.kec.corecrypto (11.1) F5F1255F-6552-3CF4-A9DB-D60EFDEB4A9A <8 7 6 5 3 1> ``` Até o número 9, os drivers listados são **carregados no endereço 0**. Isso significa que eles não são drivers reais, mas **parte do kernel e não podem ser descarregados**. Para encontrar extensões específicas, você pode usar: ```bash kextfind -bundle-id com.apple.iokit.IOReportFamily #Search by full bundle-id kextfind -bundle-id -substring IOR #Search by substring in bundle-id ``` Para carregar e descarregar extensões de kernel, faça: ```bash kextload com.apple.iokit.IOReportFamily kextunload com.apple.iokit.IOReportFamily ``` ### IPC - Comunicação Interprocesso {% content-ref url="macos-ipc-inter-process-communication/" %} [macos-ipc-inter-process-communication](macos-ipc-inter-process-communication/) {% endcontent-ref %} ## Extensões de Kernel do macOS O macOS é **super restritivo para carregar Extensões de Kernel** (.kext) devido aos altos privilégios que o código executará. Na verdade, por padrão, é virtualmente impossível (a menos que seja encontrada uma forma de contornar isso). {% content-ref url="macos-kernel-extensions.md" %} [macos-kernel-extensions.md](macos-kernel-extensions.md) {% endcontent-ref %} ## Referências * [**The Mac Hacker's Handbook**](https://www.amazon.com/-/es/Charlie-Miller-ebook-dp-B004U7MUMU/dp/B004U7MUMU/ref=mt\_other?\_encoding=UTF8\&me=\&qid=) * [**https://taomm.org/vol1/analysis.html**](https://taomm.org/vol1/analysis.html)
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