操作系统（最好是Linux）如何知道您访问了不允许访问的内存位置？
这个问题的灵感来自那些该死的指针！我的看法是：计算机中的所有内容都涉及速度，安全性，完整性等方面的折衷。
我非常了解Linux中的内存映射，但是每次内核访问内核时，内核都会检查您尝试访问的位置是否位于有效范围内，这听起来有点荒谬。听起来这会浪费很多时间，而这可能会花费在做一些更有生产力的事情上（但是如果不做检查的话，安全性可能会降低！）。还是它会记住所有最近的访问并在每个硬件计时器滴答时检查它们？（但这听起来不安全，但又慢了。）
我很惊讶这个问题似乎在任何地方都没有答案。这是我一直想知道的事情。这让我认为有一部分硬件可以很好地，方便地抽象代表操作系统。但是，仍然可能需要在每个上下文切换上加载下一个进程的内存映射，这听起来还是很慢。
所以是的，无论如何，我要继续讲一点：操作系统如何检测到内存冲突？
谢谢
Answers:
（以下答案假定为“现代”台式机，服务器或高端嵌入式平台（例如智能手机以及越来越多的小型系统）。对于x86系统，modern表示386及更高版本。以下答案还假定为“现代”操作系统，例如几乎所有的Unix或95以后的Windows。）
这不是在OS中发生，而是在处理器中发生，特别是在MMU（内存管理单元）中。MMU支持虚拟寻址，构成指针的位不直接指示内存中位的物理位置。
在典型的MMU中，当指针被取消引用时，MMU将这些位分解为两组：高位组成页号，低位组成页内的地址。大多数台式机和服务器计算机使用4kB页面。MMU在称为TLB的表中查找虚拟页码（这就是您所说的“进程内存映射”）。TLB指示与该虚拟页面相对应的物理页面的编号。然后，MMU从内存中的物理页面获取数据。
如果TLB不包含该特定虚拟页码的条目，则MMU通知处理器发生了无效的访问；否则，MMU会通知处理器。这通常称为异常。
请注意，到目前为止，我还没有提到操作系统。这是因为所有这些操作都独立于操作系统。操作系统之所以起作用，是因为它以两种方式配置事物：
操作系统负责切换任务。当您怀疑这样做时，它将保存当前的TLB，并用保存的TLB替换下一个计划任务。这样，每个进程都有一个TLB，因此0x123456进程X中的地址可能不指向RAM中与进程Y中相同地址的相同实际位置，或者可能只是无效。如果一个进程试图在其地址空间之外取消对指针的引用，则它不会到达另一个进程的空间，而是到达无处。
操作系统决定引发异常时发生的情况。它可以终止进行无效内存访问的过程（分段错误，常规保护错误等）。这也是实现交换的方式：异常处理程序可能会决定从交换空间中获取一些数据，相应地更新TLB并再次执行访问。
请注意，MMU提供安全性，因为进程无法更改其自己的TLB。仅操作系统内核可以更改TLB。TLB更改权限的工作方式超出了此答案的范围。
1）内存管理单元检测到段错误。当您请求内存时，操作系统会要求内存管理单元从硬件中获取一些信息。必须有某种东西可以跟踪操作系统为您提供的所有大内存块。操作系统将其交给MMU。由于它知道它为您提供的所有内存，因此它还可以告诉您何时尝试访问未从分配中获取的内存位置。操作系统专门为此提供了一个事件，您不拥有该内存。最终，操作系统杀死了您的应用程序，从而触发了段错误或其他操作系统上的同等功能。
并非所有操作系统都具有此保护。尽管MMU确实支持此功能，但MacOS最多9个都没有。Win 3.1都没有。Win95有一些保护，因为它在没有保护然后再添加一些之间过渡。
2）操作系统除此以外不知道其他详细信息。如果您有一个散乱的指针访问从未分配过的内存，它就会知道。如果您的应用程序进入了应用程序的另一部分，那么当然不知道。它可以让您破坏它。这是您损坏堆栈的地方，应用程序的杂散指针会覆盖应用程序的其他部分。
因此，是的，您可以修改自己的数据。如果您有一个杂散的指针覆盖了您自己的应用程序，那么您希望命中您的堆栈，因为当您尝试返回堆栈时，这可能会遇到另一种违规行为，但是如果您命中自己的数据，您将一无所知。
您可以尝试比“无保护”更为严格，有一个名为Electric Fence的工具（http://perens.com/FreeSoftware/ElectricFence/），它将使您的MMU发挥更多作用，并使其检测到更多故障。