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系统角度理解

我们先来谈谈进程地址空间，当我们将一个可执行程序跑起来的时候，操作系统首先会在内存中创建出task_struct，也就是进程控制块，然后将可执行程序的代码和数据加载进内存，和进程地址空间的地址通过页表建立映射关系。

我们提到了进程虚拟地址空间，但是没有提到过他的数据是怎么来的，这个我们后面会说，现在这里想说的是，可执行程序链接静态库后，运行时不再需要静态库，因为静态库的代码已经拷贝了一份到可执行程序中，但是动态库不是这样，也就是说，当可执行程序执行到了某行代码，这行代码调用的是动态库的内容，那么我们其实是需要动态库的。

所以也就是说，即使动态库文件不是和程序一起加载进内存，那么在程序需要时，仍然需要加载进内存，并且动态库将被映射到进程地址空间的共享区，所以动态库也叫做共享库。

如果我们有多个进程同时需要这一个库，那么现在我们假设，有一个进程调用这个库，如果这个库没有被加载进内存，那么就先将他加载进来，然后映射到进程的共享区，如果说已经加载进来了，那么就直接映射。

本质也就是进程中公共的代码和数据，只需要一份，这样就提高了效率，所以一般经常被使用的文件我们打包成动态库，而不是静态库。

编址问题

首先我们提出可执行程序是有自己的格式信息的，并且在被加载进内存时就已经被划分出了各个区域：

text就是代码区域，data就是已经初始化的数据区，bss就是全局未被初始化的数据。 

这里我们抛出一个问题：可执行程序中存在地址吗？

是的，存在，而且进程地址空间中的数据是使用程序中的数据进行初始化的，但是是怎么初始化的呢？进程地址空间是一个结构体，记录着每一个区域的起始和结束，也就是说，既然你程序可以初始化这样的区域，而且你程序中存在地址，也就是说，程序必然有自己的一套编址方式喽，这里我们又要说到，进程地址空间是由操作系统维护，而程序是编译器编译的，也就是说，操作系统和编译器也是有关系的吗？也就是说，虚拟地址空间不仅操作系统要维护，编译器在编址时也要遵守这套规则。

这里我们提出两个概念，绝对编址和相对编址，绝对编址就像是一个坐标系的原点，我们所写的坐标都是按照原点来确定，相对编址就像是给定一个坐标点，其他坐标相对于这个坐标的位置。

我们现代的编译器是按照这种绝对编址，也就是平坦模式进行编址的，过去的编译器是按照相对编址，给出一个段地址，下面的代码地址都是相对于段地址的偏移量，而我们现在的绝对编址其实也可以按照这种方式来理解，只不过我们的段地址只有一个，就是0x0000 0000，剩下的偏移量其实也就是地址，也就是说，我们可以认为我们的可执行程序只有一个区域。

现在，我们可以说到，虚拟地址其实就是这些地址，在程序加载进内存后，使用这些地址初始化进程地址空间，然后用实际的物理地址在页表中构建映射关系。

我们可以通过反汇编来看一下程序中的地址：

使用objdump -S 可执行程序 > 一个文件中

如果是相对编址的话，那么<_init>下面那些地址应该是000000,000004这样的相对地址。 

而这些地址，不正是我们将来的虚拟地址吗？！我们在调试时看到的地址也就是这些地址！

理解动态库链接和加载问题

一般程序的加载(链接静态库)：

假设我们有一个test.c文件，当我们将他编译成,o文件时，这个文件里的代码就已经有了地址，有了他自己的格式，并且是按照相对编址方式进行编址，静态库也是如此。

当我们将这个.o文件和静态库链接形成可执行程序时，将会将他们的地址以绝对编址的方式重新进行编址，可执行程序会将静态库中需要的代码拷贝进来，最终就是我们上面可执行程序的样子。

当我们将这个可执行程序跑起来时，首先操作系统会先在内存中创建task_struct，此时页表和进程地址空间也会创建，接着将可执行程序的代码和数据加载进内存，此时可执行程序内部有逻辑地址，加载进内存我们称之为虚拟地址，并且现在这些代码有了他们的物理地址，此时就会将这些虚拟地址和物理地址在页表中建立映射关系，并且用可执行程序表头中的数据初始化进程地址空间(mm_struct)，并且将pc指针初始化为main的虚拟地址。

接下来，就要开始执行正文部分的代码了，有了pc指针，将他存的虚拟地址通过MMU和页表转化为物理地址，找到物理地址中存储的指令，将其加载进指令寄存器中，就可以开始执行这行指令，执行过这句指令后，pc指针会找到下一条指令的虚拟地址，并继续通过MMU和页表转化为物理地址......，这样，我们的程序就执行起来了。

动态库的加载：

动态库里代码的地址也是根据相对编址进行的编址，同时，可执行程序链接动态库时，不会将代码拷贝进去，只会留下库名+方法的偏移量。

当我们将程序和动态库加载进内存，即将执行到target+0x01这行指令时，程序计数器中保存着他的虚拟地址，根据他的虚拟地址找到他的物理地址，将这行指令加载进指令寄存器中，解析时，根据这个库名找到库的起始虚拟地址，然后这个虚拟地址加上偏移量找到方法的虚拟地址，在MMU和页表转化为物理地址后找到方法的物理地址。