ELF文件裡面section的虛擬地址是如何在鏈接（link）時確定的？

01-29

我已經自己把問題回答了，原先的理解有點失誤。也謝謝各位的指點。如果我自己的回答里有問題，也歡迎指出。ELF文件裡面section的虛擬地址是如何在鏈接（link）時確定的？ - Hao Lee 的回答
原問題如下：
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最近看《程序員的自我修養》這本書，受益良多，但是知道的越多，疑問就越多。有很多問題書中沒有解釋清楚。所以特來諮詢。
ELF文件內各個section的virtual address在鏈接後就會被確定，比如.text的virtual address一般是0x0804800這個虛擬地址。那麼問題就是，所有的ELF都被鏈接成這樣，如果依次運行這些程序，操作系統要把ELF文件映射到虛擬地址空間，但是他發現0x0804800這個虛擬地址已經被其他程序佔領了，這時操作系統會怎麼辦。
所有的ELF都把虛擬地址鏈接成幾乎一樣的，這不會導致衝突嗎。ELF內的地址重定位早在鏈接時就已經完成，不可能在載入時再次改變吧，他要映射的虛擬地址已經被佔領，此時操作系統如何操作。

雖然我工作了兩年之後才知道 MMU 是怎麼回事，但是我上大學之前就知道虛擬地址不會衝突了。當年 OS/2 和 Windows 95 鋪天蓋地的宣傳這個。電腦白痴都能知道了。

通過頁表和MMU，每個page會載入到不同的物理內存地址，所以不會衝突。

虛擬存儲器是一個抽象概念，它為每個進程提供了一個假象，即每個進程都在獨佔地使用主存。

它為每個進程提供了一致的地址空間。

以上引用自CSAPP

回到你的問題，每個進程都用同一個邏輯地址，並不意味著用同一個物理地址。

順便說一句，物理地址是一個連續的大數組，這也是一種抽象。

附：邏輯地址—（段式，段寄存器表）—&>虛擬地址—（頁式，頁表）—&>物理地址

ps，段式在Linux系統里，只是應Intel要求，走走形式。

自問自答吧，看了些資料。

因為一直在看0.12內核代碼，那時的內存管理和現代內核有很大區別，加上最近在看ELF的裝載，各種地址空間概念有點多，所以有點暈。此問題也是一時犯迷糊吧，希望以後能對Linux內核理解越來越深入。

是我自己混淆了，我一開始以為4G的虛擬空間是唯一的，所有進程都來用這唯一的4G虛擬空間，兩個進程要是訪問同樣的虛擬地址，映射到物理地址上也是相同的，然後可能會存在衝突。【此觀點錯誤】

其實每個進程都有自己各自獨立的4G虛擬空間，相互之間是隔離的，至於隔離的方法就是使得每個進程的頁目錄和頁表內容不同，也就是 [虛擬地址] 到 [物理地址] 的映射函數不同了。這樣即使A和B進程同時映射到各自虛擬空間的0x0804800地址處，分段分頁地址變換機制也會把0x0804800這個虛擬地址映射到不同的物理地址上去。而這個過程，進程自己是看不到的，A和B都認為自己成功訪問了0x0804800這個地址，但是實際上，他們訪問的是各自虛擬空間里「數值相等的」虛擬地址，最終這兩個「數值上相等」的虛擬地址將映射到不同的的物理內存地址處。這就實現了進程隔離。

每個進程都具備4G的虛擬空間，進程的虛擬空間之間相互隔離，互不干涉，每個進程都在自己的世界裡幹活。

不過上面說的都是從操作系統原理的角度說的，放到具體的Linux操作系統上會有點不同。因為Linux內核裡面規定，雖然每個進程各自擁有4G的虛擬空間，但是他們並不能隨意使用這全部的4個G。0-3G是用戶空間，的確是可以自由使用的，但是3G-4G之間內核空間，不能被隨意使用。所以，上面的理論可以完善為，每個進程都有一個大小為4G的虛擬空間，這4G的虛擬空間分為兩部分：

大小為3G的用戶空間，各進程在「特權級3級」下可以自由獨立使用，各進程的這塊空間是完全獨立的互不影響的，是指向物理內存不同位置的。
大小為1G的內核空間，各進程在「特權級0級」下才可以使用這塊空間，各進程的這塊空間不是獨立的，是指向同一物理內存位置的。也就是說是所有進程共享的。

這就是我的理解了，如果還有不對的地方請各位指正。

去看操原的頁目錄頁表怎麼映射地址，每個進程都有自己的一個虛擬地址空間，所以即使兩個進程的start地址是在0x080000000都不會有衝突。

先簡略的回答一下，因為每個用戶任務乃至內核都會維護自己的一個頁目錄和頁表，頁目錄的地址是控制寄存器指向的，在切換任務的時候，要切換cr3指向的頁目錄，加上虛擬內存，就是說哪怕兩個任務的線性地址相同，但是也會因為不是同一套頁目錄頁表的關係，經過mmu計算之後，得出的物理地址也會不同

我只說一句。好好找本操作系統原理的書，把內存管理那一章好好看看，就不會有這種問題了。

就這個大一學生都懂的事情還討論這麼久先別叫自己kernel developer吧。。踏實一點

為什麼叫虛擬內存，就是因為這些看起來一樣的內存地址是虛擬出來的，每個進程會利用MMU和頁表把虛擬內存映射到物理內存，所以不同進程的相同虛擬內存地址可以對應到不同的物理地址。虛擬這種思維可以說是計算機行業用的最為廣泛的概念，是用來管理複雜度的終極手段。

每個進程操作系統都會分配一個0到3G的虛擬地址，通過Mmu轉換到物理地址。

我天，你這個都沒搞清楚，還自稱Linux Kernel Developer……看這問題以為你說的是鏈接的細節，被問題騙進來了

額認為樓主是說 elf 被用戶程序執行那就不會有問題一般來說一個 process 會新建一個page directory （額們假設 2級頁表）那麼就是說 virtual memory 會被重新映射通常來說雖然它們 virtual address 是相同的 physical address 卻不會一樣或者說相同通常是共享的部分 kernel 會做保護的比如只可以 read 或不能訪問或者… 「…」表示額還不能清晰解釋的地方

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添加一點東西就是轉化的時候會flush tlb 或者 at least flush 衝突的 va的 entry

elf 地址包含了 lma 和 vma。vma 是虛擬地址，由操作系統映射到某個真實的物理地址。

os也有能力管理物理地址空間的。so。。。。