OS上的内存保护

Question

一般来说， 我知道进程无法写入具有不允许写入保护的内存（在其地址空间中）。 但是什么检查过程是否可以做到这一点？是否有任何汇编指令通过操作系统？它是如何工作的？

Answer 1

在大多数现代CPU（Intel x86，大多数ARM版本）中，CPU本身都会进行检查。 CPU在其中一个寄存器中存储指定存储器布局的数据结构的地址（“页表”） - 具体地说，哪些地址是可读的，哪些是可写的，哪些是可执行的。

当程序试图对相应页表条目不允许的内存位置执行某些操作时，CPU会生成异常（中断），并且OS会获得控制权。进一步的行动取决于操作系统。

页面表由操作系统维护，并且（通常）对用户区代码不可见。操作系统中的相关部分取决于硬件。

Answer 2

当硬件支持此功能时，通常会在描述已分配内存块的信息中指示是否可以执行内存块。

在Intel处理器上，这称为NX（从不执行）位，而AMD称为XD（执行禁用）位。

  

NX位具体指的是页表中64位条目的位号63（即最高位）。如果该位设置为0，则可以从该页面执行代码;如果设置为1，则无法从该页面执行代码，并且假定驻留在那里的任何内容都是数据。

http://en.wikipedia.org/wiki/NX_bit

该位由操作系统在将可执行代码加载到内存后设置。它可能只能由特权代码（例如操作系统或驱动程序）设置。

另见：

http://en.wikipedia.org/wiki/Executable_space_protection

Answer 3

页表，它们具有当前正在执行的进程的内存空间的所有信息。当您尝试访问只能通过写入来读取的内存，或者访问不属于您的内存时，处理器无法找到映射（或者看不到您的写入）并向操作系统发出页面错误。操作系统然后决定它是否是写页面上的副本，如果您访问的页面完全属于您但尚未映射，或者您刚刚访问了坏空间并相应地处理它（通常会使用段错误杀死该进程）如果你访问不好的空间）。