Introduction to ARM64v8
Last updated
Last updated
Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)
W architekturze ARMv8 poziomy wykonania, znane jako Poziomy Wyjątków (EL), definiują poziom uprawnień i możliwości środowiska wykonawczego. Istnieją cztery poziomy wyjątków, od EL0 do EL3, z których każdy ma inny cel:
EL0 - Tryb użytkownika:
Jest to poziom o najmniejszych uprawnieniach i jest używany do wykonywania zwykłego kodu aplikacji.
Aplikacje działające na poziomie EL0 są izolowane od siebie i od oprogramowania systemowego, co zwiększa bezpieczeństwo i stabilność.
EL1 - Tryb jądra systemu operacyjnego:
Większość jąder systemów operacyjnych działa na tym poziomie.
EL1 ma więcej uprawnień niż EL0 i może uzyskiwać dostęp do zasobów systemowych, ale z pewnymi ograniczeniami, aby zapewnić integralność systemu.
EL2 - Tryb hipernadzorcy:
Ten poziom jest używany do wirtualizacji. Hipernadzorca działający na poziomie EL2 może zarządzać wieloma systemami operacyjnymi (każdym w swoim własnym EL1) działającymi na tym samym sprzęcie fizycznym.
EL2 zapewnia funkcje izolacji i kontroli wirtualizowanych środowisk.
EL3 - Tryb monitorowania zabezpieczeń:
Jest to poziom o najwyższych uprawnieniach i jest często używany do bezpiecznego uruchamiania i zaufanych środowisk wykonawczych.
EL3 może zarządzać i kontrolować dostęp między stanami zabezpieczonymi i niezabezpieczonymi (takimi jak bezpieczne uruchamianie, zaufany system operacyjny itp.).
Użycie tych poziomów pozwala na uporządkowany i bezpieczny sposób zarządzania różnymi aspektami systemu, od aplikacji użytkownika po najbardziej uprzywilejowane oprogramowanie systemowe. Podejście ARMv8 do poziomów uprawnień pomaga w skutecznym izolowaniu różnych komponentów systemu, co zwiększa bezpieczeństwo i odporność systemu.
ARM64 ma 31 rejestrów ogólnego przeznaczenia, oznaczonych od x0 do x30. Każdy z nich może przechowywać wartość 64-bitową (8-bajtową). W przypadku operacji, które wymagają tylko wartości 32-bitowych, te same rejestry mogą być używane w trybie 32-bitowym, używając nazw w0 do w30.
x0 do x7 - Zwykle są używane jako rejestry pomocnicze i do przekazywania parametrów do podprogramów.
x0 również przenosi dane zwrotne funkcji.
x8 - W jądrze Linux, x8 jest używany jako numer wywołania systemowego dla instrukcji svc. W macOS używany jest x16!
x9 do x15 - Więcej rejestrów tymczasowych, często używanych do zmiennych lokalnych.
x16 i x17 - Rejestry wywołań wewnętrznych. Rejestry tymczasowe dla wartości natychmiastowych. Są również używane do pośrednich wywołań funkcji i stubów PLT (Tabela Łączenia Procedur).
x16 jest używany jako numer wywołania systemowego dla instrukcji svc w macOS.
x18 - Rejestr platformy. Może być używany jako rejestr ogólnego przeznaczenia, ale na niektórych platformach ten rejestr jest zarezerwowany do użytku specyficznego dla platformy: Wskaźnik do bloku środowiskowego wątku lokalnego w Windows lub wskaźnik do aktualnie wykonującej się struktury zadania w jądrze linux.
x19 do x28 - To rejestry zachowywane przez wywoływaną funkcję. Funkcja musi zachować wartości tych rejestrów dla swojego wywołującego, więc są one przechowywane na stosie i odzyskiwane przed powrotem do wywołującego.
x29 - Wskaźnik ramki do śledzenia ramki stosu. Gdy tworzona jest nowa ramka stosu z powodu wywołania funkcji, rejestr x29 jest przechowywany na stosie, a adres nowego wskaźnika ramki (adres sp) jest przechowywany w tym rejestrze.
Ten rejestr może być również używany jako rejestr ogólnego przeznaczenia, chociaż zazwyczaj jest używany jako odniesienie do zmiennych lokalnych.
x30 lub lr- Rejestr łączenia. Przechowuje adres zwrotny podczas wykonywania instrukcji BL (Branch with Link) lub BLR (Branch with Link to Register), przechowując wartość pc w tym rejestrze.
Może być również używany jak każdy inny rejestr.
Jeśli aktualna funkcja ma wywołać nową funkcję i tym samym nadpisać lr, przechowa ją na stosie na początku, to jest epilog (stp x29, x30 , [sp, #-48]; mov x29, sp -> Przechowaj fp i lr, wygeneruj miejsce i uzyskaj nowy fp) i odzyska ją na końcu, to jest prolog (ldp x29, x30, [sp], #48; ret -> Odzyskaj fp i lr i zwróć).
sp - Wskaźnik stosu, używany do śledzenia szczytu stosu.
Wartość sp powinna być zawsze utrzymywana co najmniej w wyrównaniu do quadword, w przeciwnym razie może wystąpić wyjątek wyrównania.
pc - Licznik programu, który wskazuje na następną instrukcję. Ten rejestr może być aktualizowany tylko przez generowanie wyjątków, zwroty wyjątków i skoki. Jedynymi zwykłymi instrukcjami, które mogą odczytać ten rejestr, są instrukcje skoku z łącznikiem (BL, BLR), aby przechować adres pc w lr (Rejestr Łączenia).
xzr - Rejestr zerowy. Nazywany również wzr w jego 32-bitowej formie. Może być używany do łatwego uzyskania wartości zerowej (częsta operacja) lub do wykonywania porównań przy użyciu subs, jak subs XZR, Xn, #10, przechowując wynikowe dane nigdzie (w xzr).
Rejestry Wn są 32-bitową wersją rejestrów Xn.
Ponadto istnieje kolejne 32 rejestry o długości 128 bitów, które mogą być używane w zoptymalizowanych operacjach SIMD (jedna instrukcja, wiele danych) oraz do wykonywania arytmetyki zmiennoprzecinkowej. Nazywane są rejestrami Vn, chociaż mogą również działać w 64-bitowym, 32-bitowym, 16-bitowym i 8-bitowym, a wtedy nazywane są Qn, Dn, Sn, Hn i Bn.
Istnieją setki rejestrów systemowych, zwanych również rejestrami specjalnego przeznaczenia (SPRs), które są używane do monitorowania i kontrolowania zachowania procesorów.
Mogą być odczytywane lub ustawiane tylko za pomocą dedykowanej specjalnej instrukcji mrs i msr.
Specjalne rejestry TPIDR_EL0 i TPIDDR_EL0 są powszechnie spotykane podczas inżynierii odwrotnej. Sufiks EL0 wskazuje na minimalny wyjątek, z którego rejestr może być dostępny (w tym przypadku EL0 to regularny poziom wyjątku (uprawnienia), na którym działają zwykłe programy).
Często są używane do przechowywania adresu bazowego regionu pamięci przechowywania lokalnego wątku. Zwykle pierwszy z nich jest odczytywalny i zapisywalny dla programów działających w EL0, ale drugi może być odczytywany z EL0 i zapisywany z EL1 (jak jądro).
mrs x0, TPIDR_EL0 ; Odczytaj TPIDR_EL0 do x0
msr TPIDR_EL0, X0 ; Zapisz x0 do TPIDR_EL0
PSTATE zawiera kilka komponentów procesu zserializowanych w widocznym dla systemu operacyjnego SPSR_ELx specjalnym rejestrze, gdzie X oznacza poziom uprawnień wywołanego wyjątku (to pozwala na odzyskanie stanu procesu po zakończeniu wyjątku).
Oto dostępne pola:
Flagi warunkowe N, Z, C i V:
N oznacza, że operacja dała wynik ujemny
Z oznacza, że operacja dała zero
C oznacza, że operacja miała przeniesienie
V oznacza, że operacja dała przepełnienie ze znakiem:
Suma dwóch liczb dodatnich daje wynik ujemny.
Suma dwóch liczb ujemnych daje wynik dodatni.
W przypadku odejmowania, gdy duża liczba ujemna jest odejmowana od mniejszej liczby dodatniej (lub odwrotnie), a wynik nie może być reprezentowany w zakresie danej wielkości bitowej.
Oczywiście procesor nie wie, czy operacja jest ze znakiem, czy nie, więc sprawdzi C i V w operacjach i wskaże, czy wystąpiło przeniesienie w przypadku, gdy było to ze znakiem lub bez znaku.
Nie wszystkie instrukcje aktualizują te flagi. Niektóre, takie jak CMP lub TST, to robią, a inne, które mają sufiks s, takie jak ADDS, również to robią.
Flaga szerokości rejestru (nRW): Jeśli flaga ma wartość 0, program będzie działał w stanie wykonawczym AArch64 po wznowieniu.
Aktualny Poziom Wyjątku (EL): Zwykły program działający w EL0 będzie miał wartość 0.
Flaga jednoetapowego (SS): Używana przez debugery do jednoetapowego wykonania, ustawiając flagę SS na 1 wewnątrz SPSR_ELx przez wyjątek. Program wykona krok i wyda wyjątek jednoetapowy.
Flaga nielegalnego stanu wyjątku (IL): Używana do oznaczania, gdy oprogramowanie z uprawnieniami wykonuje nieprawidłowe przejście na poziom wyjątku, ta flaga jest ustawiana na 1, a procesor wyzwala wyjątek stanu nielegalnego.
Flagi DAIF: Te flagi pozwalają programowi z uprawnieniami na selektywne maskowanie niektórych zewnętrznych wyjątków.
Jeśli A wynosi 1, oznacza to, że będą wyzwalane asynchroniczne przerwania. Flaga I konfiguruje odpowiedź na zewnętrzne żądania przerwań sprzętowych (IRQ). a F jest związana z szybkimi żądaniami przerwań (FIR).
Flagi wyboru wskaźnika stosu (SPS): Programy z uprawnieniami działające w EL1 i wyżej mogą przełączać się między używaniem własnego rejestru wskaźnika stosu a wskaźnikiem modelu użytkownika (np. między SP_EL1 a EL0). To przełączanie odbywa się przez zapis do specjalnego rejestru SPSel. Nie można tego zrobić z EL0.
Konwencja wywołań ARM64 określa, że pierwsze osiem parametrów do funkcji jest przekazywanych w rejestrach x0 do x7. Dodatkowe parametry są przekazywane na stosie. Wartość zwrotna jest przekazywana z powrotem w rejestrze x0, lub w x1, jeśli ma długość 128 bitów. Rejestry x19 do x30 oraz sp muszą być zachowane podczas wywołań funkcji.
Podczas odczytywania funkcji w asemblerze, zwróć uwagę na prolog i epilog funkcji. Prolog zazwyczaj obejmuje zapisanie wskaźnika ramki (x29), ustawienie nowego wskaźnika ramki i alokację miejsca na stosie. Epilog zazwyczaj obejmuje przywrócenie zapisanego wskaźnika ramki i powrót z funkcji.
Swift ma swoją własną konwencję wywołań, którą można znaleźć w https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#arm64
Instrukcje ARM64 mają zazwyczaj format opcode dst, src1, src2, gdzie opcode to operacja, która ma być wykonana (taka jak add, sub, mov itp.), dst to rejestr docelowy, w którym zostanie przechowany wynik, a src1 i src2 to rejestry źródłowe. Wartości natychmiastowe mogą być również używane zamiast rejestrów źródłowych.
mov: Przenieś wartość z jednego rejestru do drugiego.
Przykład: mov x0, x1 — To przenosi wartość z x1 do x0.
ldr: Załaduj wartość z pamięci do rejestru.
Przykład: ldr x0, [x1] — To ładuje wartość z lokalizacji pamięci wskazywanej przez x1 do x0.
Tryb offsetu: Wskazuje się offset wpływający na wskaźnik oryginalny, na przykład:
ldr x2, [x1, #8], to załaduje do x2 wartość z x1 + 8
ldr x2, [x0, x1, lsl #2], to załaduje do x2 obiekt z tablicy x0, z pozycji x1 (indeks) * 4
Tryb wstępnie indeksowany: To zastosuje obliczenia do oryginału, uzyska wynik i również przechowa nowy oryginał w oryginale.
ldr x2, [x1, #8]!, to załaduje x1 + 8 do x2 i przechowa w x1 wynik x1 + 8
str lr, [sp, #-4]!, Zapisz rejestr łączenia w sp i zaktualizuj rejestr sp
Tryb postindeksowy: To jest jak poprzedni, ale adres pamięci jest dostępny, a następnie obliczany i przechowywany jest offset.
ldr x0, [x1], #8, załaduj x1 do x0 i zaktualizuj x1 z x1 + 8
Adresowanie względne do PC: W tym przypadku adres do załadowania jest obliczany w odniesieniu do rejestru PC
ldr x1, =_start, To załaduje adres, w którym zaczyna się symbol _start w x1 w odniesieniu do aktualnego PC.
str: Zapisz wartość z rejestru do pamięci.
Przykład: str x0, [x1] — To zapisuje wartość w x0 do lokalizacji pamięci wskazywanej przez x1.
ldp: Załaduj parę rejestrów. Ta instrukcja ładuje dwa rejestry z kolejnych lokalizacji pamięci. Adres pamięci jest zazwyczaj tworzony przez dodanie offsetu do wartości w innym rejestrze.
Przykład: ldp x0, x1, [x2] — To ładuje x0 i x1 z lokalizacji pamięci w x2 i x2 + 8, odpowiednio.
stp: Zapisz parę rejestrów. Ta instrukcja zapisuje dwa rejestry do kolejnych lokalizacji pamięci. Adres pamięci jest zazwyczaj tworzony przez dodanie offsetu do wartości w innym rejestrze.
Przykład: stp x0, x1, [sp] — To zapisuje x0 i x1 do lokalizacji pamięci w sp i sp + 8, odpowiednio.
stp x0, x1, [sp, #16]! — To zapisuje x0 i x1 do lokalizacji pamięci w sp+16 i sp + 24, odpowiednio, i aktualizuje sp do sp+16.
add: Dodaj wartości dwóch rejestrów i przechowaj wynik w rejestrze.
Składnia: add(s) Xn1, Xn2, Xn3 | #imm, [shift #N | RRX]
Xn1 -> Cel
Xn2 -> Operand 1
Xn3 | #imm -> Operand 2 (rejestr lub natychmiastowy)
[shift #N | RRX] -> Wykonaj przesunięcie lub wywołaj RRX
Przykład: add x0, x1, x2 — To dodaje wartości w x1 i x2 razem i przechowuje wynik w x0.
add x5, x5, #1, lsl #12 — To równa się 4096 (1 przesunięcie 12 razy) -> 1 0000 0000 0000 0000
adds To wykonuje add i aktualizuje flagi.
sub: Odejmij wartości dwóch rejestrów i przechowaj wynik w rejestrze.
Sprawdź add składnię.
Przykład: sub x0, x1, x2 — To odejmuje wartość w x2 od x1 i przechowuje wynik w x0.
subs To jest jak sub, ale aktualizuje flagę.
mul: Pomnóż wartości dwóch rejestrów i przechowaj wynik w rejestrze.
Przykład: mul x0, x1, x2 — To mnoży wartości w x1 i x2 i przechowuje wynik w x0.
div: Podziel wartość jednego rejestru przez inny i przechowaj wynik w rejestrze.
Przykład: div x0, x1, x2 — To dzieli wartość w x1 przez x2 i przechowuje wynik w x0.
lsl, lsr, asr, ror, rrx:
Logiczne przesunięcie w lewo: Dodaj 0 z końca, przesuwając inne bity do przodu (mnożenie przez n razy 2).
Logiczne przesunięcie w prawo: Dodaj 1 na początku, przesuwając inne bity do tyłu (dzielenie przez n razy 2 w bez znaku).
Arytmetyczne przesunięcie w prawo: Jak lsr, ale zamiast dodawania 0, jeśli najbardziej znaczący bit to 1, dodawane są 1 (**dzielenie przez n razy 2 w ze znakiem).
Obracanie w prawo: Jak lsr, ale cokolwiek usunięte z prawej jest dodawane z lewej.
Obracanie w prawo z rozszerzeniem: Jak ror, ale z flagą przeniesienia jako "najbardziej znaczący bit". Więc flaga przeniesienia jest przesuwana do bitu 31, a usunięty bit do flagi przeniesienia.
bfm: Przesunięcie bitowe, te operacje kopiują bity 0...n z wartości i umieszczają je w pozycjach m..m+n. #s określa pozycję najbardziej lewego bitu, a #r ilość przesunięcia w prawo.
Przesunięcie bitowe: BFM Xd, Xn, #r
Przesunięcie bitowe ze znakiem: SBFM Xd, Xn, #r, #s
Przesunięcie bitowe bez znaku: UBFM Xd, Xn, #r, #s
Ekstrakcja i wstawianie bitów: Kopiuj pole bitowe z rejestru i kopiuj je do innego rejestru.
BFI X1, X2, #3, #4 Wstaw 4 bity z X2 z 3. bitu X1.
BFXIL X1, X2, #3, #4 Ekstrahuj z 3. bitu X2 cztery bity i skopiuj je do X1.
SBFIZ X1, X2, #3, #4 Rozszerza znak 4 bitów z X2 i wstawia je do X1, zaczynając od pozycji bitu 3, zerując prawe bity.
SBFX X1, X2, #3, #4 Ekstrahuje 4 bity, zaczynając od bitu 3 z X2, rozszerza je ze znakiem i umieszcza wynik w X1.
UBFIZ X1, X2, #3, #4 Zeruje 4 bity z X2 i wstawia je do X1, zaczynając od pozycji bitu 3, zerując prawe bity.
UBFX X1, X2, #3, #4 Ekstrahuje 4 bity, zaczynając od bitu 3 z X2 i umieszcza wynik z rozszerzeniem zerowym w X1.
Rozszerzenie znaku do X: Rozszerza znak (lub dodaje tylko 0 w wersji bez znaku) wartości, aby móc wykonywać operacje z nią:
SXTB X1, W2 Rozszerza znak bajtu z W2 do X1 (W2 to połowa X2) aby wypełnić 64 bity.
SXTH X1, W2 Rozszerza znak liczby 16-bitowej z W2 do X1 aby wypełnić 64 bity.
SXTW X1, W2 Rozszerza znak bajtu z W2 do X1 aby wypełnić 64 bity.
UXTB X1, W2 Dodaje 0 (bez znaku) do bajtu z W2 do X1 aby wypełnić 64 bity.
extr: Ekstrahuje bity z określonej pary rejestrów połączonych.
Przykład: EXTR W3, W2, W1, #3 To połączy W1+W2 i uzyska z bitu 3 W2 do bitu 3 W1 i przechowa to w W3.
cmp: Porównaj dwa rejestry i ustaw flagi warunkowe. To jest alias subs ustawiający rejestr docelowy na rejestr zerowy. Przydatne do sprawdzenia, czy m == n.
Obsługuje tę samą składnię co subs.
Przykład: cmp x0, x1 — To porównuje wartości w x0 i x1 i ustawia flagi warunkowe odpowiednio.
cmn: Porównaj operand ujemny. W tym przypadku to jest alias adds i obsługuje tę samą składnię. Przydatne do sprawdzenia, czy m == -n.
ccmp: Porównanie warunkowe, to porównanie, które zostanie wykonane tylko wtedy, gdy wcześniejsze porównanie było prawdziwe i specjalnie ustawi bity nzcv.
cmp x1, x2; ccmp x3, x4, 0, NE; blt _func -> jeśli x1 != x2 i x3 < x4, skocz do func.
Dzieje się tak, ponieważ ccmp zostanie wykonane tylko wtedy, gdy poprzedni cmp był NE, jeśli nie był, bity nzcv zostaną ustawione na 0 (co nie zaspokoi porównania blt).
Może być również używane jako ccmn (to samo, ale negatywne, jak cmp vs cmn).
tst: Sprawdza, czy którakolwiek z wartości porównania jest równa 1 (działa jak ANDS bez przechowywania wyniku gdziekolwiek). Przydatne do sprawdzenia rejestru z wartością i sprawdzenia, czy którakolwiek z bitów rejestru wskazanych w wartości jest równa 1.
Przykład: tst X1, #7 Sprawdź, czy którakolwiek z ostatnich 3 bitów X1 jest równa 1.
teq: Operacja XOR, zrzucając wynik.
b: Bezwarunkowy skok.
Przykład: b myFunction.
Zauważ, że to nie wypełni rejestru łączenia adresem zwrotnym (nie nadaje się do wywołań podprogramów, które muszą wrócić).
bl: Skok z łącznikiem, używany do wywołania podprogramu. Przechowuje adres zwrotny w x30.
Przykład: bl myFunction — To wywołuje funkcję myFunction i przechowuje adres zwrotny w x30.
Zauważ, że to nie wypełni rejestru łączenia adresem zwrotnym (nie nadaje się do wywołań podprogramów, które muszą wrócić).
blr: Skok z łącznikiem do rejestru, używany do wywołania podprogramu, gdzie cel jest określony w rejestrze. Przechowuje adres zwrotny w x30. (To jest
Przykład: blr x1 — To wywołuje funkcję, której adres znajduje się w x1 i przechowuje adres zwrotny w x30.
ret: Powrót z podprogramu, zazwyczaj używając adresu w x30.
Przykład: ret — To wraca z aktualnego podprogramu, używając adresu zwrotnego w x30.
b.<cond>: Skoki warunkowe.
b.eq: Skok, jeśli równo, na podstawie poprzedniej instrukcji cmp.
Przykład: b.eq label — Jeśli poprzednia instrukcja cmp znalazła dwie równe wartości, to skacze do label.
b.ne: Skok, jeśli nie równo. Ta instrukcja sprawdza flagi warunkowe (które zostały ustawione przez wcześniejszą instrukcję porównawczą), a jeśli porównywane wartości nie były równe, skacze do etykiety lub adresu.
Przykład: Po instrukcji cmp x0, x1, b.ne label — Jeśli wartości w x0 i x1 nie były równe, to skacze do label.
cbz: Porównaj i skocz, jeśli zero. Ta instrukcja porównuje rejestr z zerem, a jeśli są równe, skacze do etykiety lub adresu.
Przykład: cbz x0, label — Jeśli wartość w x0 jest zerowa, to skacze do label.
cbnz: Porównaj i skocz, jeśli nie zero. Ta instrukcja porównuje rejestr z zerem, a jeśli nie są równe, skacze do etykiety lub adresu.
Przykład: cbnz x0, label — Jeśli wartość w x0 jest różna od zera, to skacze do label.
tbnz: Testuj bit i skocz, jeśli niezerowy.
Przykład: tbnz x0, #8, label.
tbz: Testuj bit i skocz, jeśli zero.
Przykład: tbz x0, #8, label.
Operacje wyboru warunkowego: To operacje, których zachowanie zmienia się w zależności od bitów warunkowych.
csel Xd, Xn, Xm, cond -> csel X0, X1, X2, EQ -> Jeśli prawda, X0 = X1, jeśli fałsz, X0 = X2.
csinc Xd, Xn, Xm, cond -> Jeśli prawda, Xd = Xn, jeśli fałsz, Xd = Xm + 1.
cinc Xd, Xn, cond -> Jeśli prawda, Xd = Xn + 1, jeśli fałsz, Xd = Xn.
csinv Xd, Xn, Xm, cond -> Jeśli prawda, Xd = Xn, jeśli fałsz, Xd = NOT(Xm).
cinv Xd, Xn, cond -> Jeśli prawda, Xd = NOT(Xn), jeśli fałsz, Xd = Xn.
csneg Xd, Xn, Xm, cond -> Jeśli prawda, Xd = Xn, jeśli fałsz, Xd = - Xm.
cneg Xd, Xn, cond -> Jeśli prawda, Xd = - Xn, jeśli fałsz, Xd = Xn.
cset Xd, Xn, Xm, cond -> Jeśli prawda, Xd = 1, jeśli fałsz, Xd = 0.
csetm Xd, Xn, Xm, cond -> Jeśli prawda, Xd = <wszystkie 1>, jeśli fałsz, Xd = 0.
adrp: Oblicz adres strony symbolu i przechowaj go w rejestrze.
Przykład: adrp x0, symbol — To oblicza adres strony symbolu i przechowuje go w x0.
ldrsw: Załaduj wartość 32-bitową ze znakiem z pamięci i rozszerz ją do 64 bitów.
Przykład: ldrsw x0, [x1] — To ładuje wartość 32-bitową ze znakiem z lokalizacji pamięci wskazywanej przez x1, rozszerza ją do 64 bitów i przechowuje w x0.
stur: Zapisz wartość rejestru do lokalizacji pamięci, używając offsetu z innego rejestru.
Przykład: stur x0, [x1, #4] — To zapisuje wartość w x0 do adresu pamięci, który jest o 4 bajty większy niż adres aktualnie w x1.
svc : Wykonaj wywołanie systemowe. Oznacza "Wywołanie nadzorcy". Gdy procesor wykonuje tę instrukcję, przełącza się z trybu użytkownika do trybu jądra i skacze do określonej lokalizacji w pamięci, gdzie znajduje się kod obsługi wywołań systemowych jądra.
Przykład:
Zapisz rejestr łączenia i wskaźnik ramki na stosie:
Ustaw nowy wskaźnik ramki: mov x29, sp (ustawia nowy wskaźnik ramki dla bieżącej funkcji)
Przydziel miejsce na stosie dla zmiennych lokalnych (jeśli to konieczne): sub sp, sp, <size> (gdzie <size> to liczba bajtów potrzebnych)
Zwolnij zmienne lokalne (jeśli jakieś zostały przydzielone): add sp, sp, <size>
Przywróć rejestr linki i wskaźnik ramki:
Return: ret (zwraca kontrolę do wywołującego, używając adresu w rejestrze link)
Armv8-A wspiera wykonanie programów 32-bitowych. AArch32 może działać w jednym z dwóch zestawów instrukcji: A32 i T32 i może przełączać się między nimi za pomocą interworking.
Privileged programy 64-bitowe mogą planować wykonanie programów 32-bitowych poprzez wykonanie transferu poziomu wyjątku do niżej uprzywilejowanego 32-bitowego.
Należy zauważyć, że przejście z 64-bitów do 32-bitów następuje przy obniżeniu poziomu wyjątku (na przykład program 64-bitowy w EL1 wyzwalający program w EL0). Dzieje się to poprzez ustawienie bitu 4 rejestru specjalnego SPSR_ELx na 1, gdy wątek procesu AArch32 jest gotowy do wykonania, a reszta SPSR_ELx przechowuje CPSR programów AArch32. Następnie, uprzywilejowany proces wywołuje instrukcję ERET, aby procesor przeszedł do AArch32, wchodząc w A32 lub T32 w zależności od CPSR**.**
interworking zachodzi przy użyciu bitów J i T CPSR. J=0 i T=0 oznacza A32, a J=0 i T=1 oznacza T32. To zasadniczo oznacza ustawienie najniższego bitu na 1, aby wskazać, że zestaw instrukcji to T32.
Jest to ustawiane podczas instrukcji skoku interworking, ale może być również ustawiane bezpośrednio za pomocą innych instrukcji, gdy PC jest ustawiony jako rejestr docelowy. Przykład:
Inny przykład:
Istnieje 16 rejestrów 32-bitowych (r0-r15). Od r0 do r14 mogą być używane do dowolnej operacji, jednak niektóre z nich są zazwyczaj zarezerwowane:
r15: Licznik programu (zawsze). Zawiera adres następnej instrukcji. W A32 aktualny + 8, w T32, aktualny + 4.
r11: Wskaźnik ramki
r12: Rejestr wywołania wewnątrz procedury
r13: Wskaźnik stosu
r14: Rejestr łączenia
Ponadto, rejestry są zapisywane w banked registries. Są to miejsca, które przechowują wartości rejestrów, umożliwiając szybkie przełączanie kontekstu w obsłudze wyjątków i operacjach uprzywilejowanych, aby uniknąć potrzeby ręcznego zapisywania i przywracania rejestrów za każdym razem.
Dzieje się to poprzez zapisanie stanu procesora z CPSR do SPSR trybu procesora, do którego wyjątek jest zgłaszany. Po powrocie z wyjątku, CPSR jest przywracany z SPSR.
W AArch32 CPSR działa podobnie do PSTATE w AArch64 i jest również przechowywany w SPSR_ELx, gdy wyjątek jest zgłaszany, aby później przywrócić wykonanie:
Pola są podzielone na kilka grup:
Rejestr Statusu Programu Aplikacji (APSR): Flagi arytmetyczne i dostępne z EL0
Rejestry Stanu Wykonania: Zachowanie procesu (zarządzane przez system operacyjny).
Flagi N, Z, C, V (tak jak w AArch64)
Flaga Q: Jest ustawiana na 1, gdy występuje nasycenie całkowite podczas wykonywania specjalizowanej instrukcji arytmetycznej nasycającej. Gdy jest ustawiona na 1, utrzyma tę wartość, aż zostanie ręcznie ustawiona na 0. Ponadto, nie ma żadnej instrukcji, która sprawdzałaby jej wartość w sposób niejawny, musi to być zrobione przez odczytanie jej ręcznie.
Flagi GE (Większe lub równe): Używane są w operacjach SIMD (Jedna Instrukcja, Wiele Danych), takich jak "dodawanie równoległe" i "odejmowanie równoległe". Te operacje pozwalają na przetwarzanie wielu punktów danych w jednej instrukcji.
Na przykład, instrukcja UADD8 dodaje cztery pary bajtów (z dwóch 32-bitowych operandów) równolegle i przechowuje wyniki w 32-bitowym rejestrze. Następnie ustawia flagi GE w APSR na podstawie tych wyników. Każda flaga GE odpowiada jednej z dodawanych par bajtów, wskazując, czy dodawanie dla tej pary bajtów przepełniło się.
Instrukcja SEL wykorzystuje te flagi GE do wykonywania warunkowych działań.
Bity J i T: J powinien być 0, a jeśli T jest 0, używana jest instrukcja A32, a jeśli jest 1, używana jest T32.
Rejestr Stanu Bloku IT (ITSTATE): To bity od 10-15 i 25-26. Przechowują warunki dla instrukcji w grupie z prefiksem IT.
Bit E: Wskazuje na endianness.
Bity Maski Trybu i Wyjątku (0-4): Określają aktualny stan wykonania. 5. wskazuje, czy program działa jako 32-bitowy (1) czy 64-bitowy (0). Pozostałe 4 reprezentują tryb wyjątku aktualnie używany (gdy występuje wyjątek i jest obsługiwany). Ustawiona liczba wskazuje aktualny priorytet w przypadku, gdy inny wyjątek zostanie wywołany podczas obsługi tego.
AIF: Niektóre wyjątki mogą być wyłączone za pomocą bitów A, I, F. Jeśli A wynosi 1, oznacza to, że będą wywoływane asynchroniczne przerwania. I konfiguruje odpowiedź na zewnętrzne żądania przerwań sprzętowych (IRQ). a F jest związane z szybkimi żądaniami przerwań (FIR).
Sprawdź syscalls.master. Wywołania systemowe BSD będą miały x16 > 0.
Sprawdź w syscall_sw.c tabelę mach_trap_table oraz w mach_traps.h prototypy. Maksymalna liczba pułapek Mach to MACH_TRAP_TABLE_COUNT = 128. Pułapki Mach będą miały x16 < 0, więc musisz wywołać numery z poprzedniej listy z minusem: _kernelrpc_mach_vm_allocate_trap to -10.
Możesz również sprawdzić libsystem_kernel.dylib w dezasemblatorze, aby znaleźć, jak wywołać te (i BSD) wywołania systemowe:
Zauważ, że Ida i Ghidra mogą również dekompilować specyficzne dyliby z pamięci podręcznej, po prostu przechodząc przez pamięć podręczną.
Czasami łatwiej jest sprawdzić dekompilowany kod z libsystem_kernel.dylib niż sprawdzać kod źródłowy, ponieważ kod kilku wywołań systemowych (BSD i Mach) jest generowany za pomocą skryptów (sprawdź komentarze w kodzie źródłowym), podczas gdy w dylib można znaleźć, co jest wywoływane.
XNU obsługuje inny typ wywołań zwany zależnymi od maszyny. Liczba tych wywołań zależy od architektury, a ani wywołania, ani liczby nie są gwarantowane, że pozostaną stałe.
To jest strona pamięci właściciela jądra, która jest mapowana do przestrzeni adresowej każdego procesu użytkownika. Ma na celu przyspieszenie przejścia z trybu użytkownika do przestrzeni jądra w porównaniu do używania wywołań systemowych dla usług jądra, które są używane tak często, że to przejście byłoby bardzo nieefektywne.
Na przykład wywołanie gettimeofdate odczytuje wartość timeval bezpośrednio z strony comm.
Bardzo często można znaleźć tę funkcję używaną w programach Objective-C lub Swift. Ta funkcja pozwala na wywołanie metody obiektu Objective-C.
Parametry (więcej informacji w dokumentacji):
x0: self -> Wskaźnik do instancji
x1: op -> Selektor metody
x2... -> Reszta argumentów wywoływanej metody
Więc, jeśli ustawisz punkt przerwania przed gałęzią do tej funkcji, możesz łatwo znaleźć, co jest wywoływane w lldb (w tym przykładzie obiekt wywołuje obiekt z NSConcreteTask, który uruchomi polecenie):
Ustawiając zmienną środowiskową NSObjCMessageLoggingEnabled=1, można rejestrować, kiedy ta funkcja jest wywoływana w pliku takim jak /tmp/msgSends-pid.
Ponadto, ustawiając OBJC_HELP=1 i wywołując dowolny binarny, można zobaczyć inne zmienne środowiskowe, które można wykorzystać do logowania, kiedy występują określone akcje Objc-C.
Kiedy ta funkcja jest wywoływana, należy znaleźć wywoływaną metodę wskazanej instancji, w tym celu przeprowadza się różne wyszukiwania:
Wykonaj optymistyczne wyszukiwanie w pamięci podręcznej:
Jeśli zakończone sukcesem, gotowe
Zdobądź runtimeLock (odczyt)
Jeśli (realize && !cls->realized) zrealizuj klasę
Jeśli (initialize && !cls->initialized) zainicjuj klasę
Spróbuj pamięci podręcznej własnej klasy:
Jeśli zakończone sukcesem, gotowe
Spróbuj listy metod klasy:
Jeśli znaleziono, wypełnij pamięć podręczną i gotowe
Spróbuj pamięci podręcznej klasy nadrzędnej:
Jeśli zakończone sukcesem, gotowe
Spróbuj listy metod klasy nadrzędnej:
Jeśli znaleziono, wypełnij pamięć podręczną i gotowe
Jeśli (resolver) spróbuj resolvera metod i powtórz od wyszukiwania klasy
Jeśli nadal tutaj (= wszystko inne nie powiodło się) spróbuj forwardera
Aby skompilować:
Aby wyodrębnić bajty:
Dla nowszych macOS:
Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)
