写入函数指针

Question

为什么以下2个（简化）示例为segfault（在Win7下使用GCC编译）？

案例1-写入函数指针

void f() {return;}
int main()
{
  memcpy(&f, "", 1);
  return 0;
}

案例2 - 调用数据指针

char f[] ={0xC3};
typedef void(*p)();
int main()
{
  ((p)f)();
  return 0;
}

我知道这是因为我正在编写内存的RO部分并跳转到内存的非可执行部分。 （或类似的东西）。我的问题是从大局看出的“为什么”：
什么系统正是强制执行此操作？它是在操作系统级别吗？在HW级别？在HW级别，但是在将二进制文件加载到内存时需要由OS设置？这是什么子系统？等...

也许“如何”比“为什么”更好。

Answer 1

对于Windows，这是通过页面保护在操作系统级别强制实施的。每个页面都分配了一组保护标志，指定其特征是什么（可读，可写，可执行，保护页等）。可以使用VirtualProtect更改页面保护，之后您就可以写入代码页。

在代码不可执行的封面下可能会受到NX标志等硬件的支持，这基本上是VirtualProtect正在切换的内容。

Answer 2

在x86平台上，它在硬件中实现：CPU将内存划分为页面（通常在32位平台上大小为4kb），每个页面都有不同的访问位（尽管直到相对较晚才实际支持执行访问标志）。

页面信息本身存储在内存中的表中; CPU只保留一个指向主表的寄存器，也可能是一些缓存的内容。

在OS级别，OS在每个上下文切换期间设置相应的表指针（并在分配内存的系统调用期间更改标志值），因此CPU始终知道当前进程可以访问哪些页面。