如何深入掌握CSAPP第九章中虚拟内存的原理与实现？

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前言：ELF文件+对于每个程序，经历预处理器、编译器、汇编器之后，都需要经过链接器将其链接成一个单一的执行文件。在当前Unix和x86-64 Linux系统上，其使用的可执行格式为ELF，如下所示：

前言：

ELF文件

对于每个程序，其在经历预处理、编译、汇编之后，都要经过链接器将其链接成一个单一的可执行文件。在现在Unix和x86-64 Linux系统上，其使用的可执行格式为ELF，如下：

可以看到ELF涵盖了程序中的各种信息，加载器就是通过读取ELF文件中的数据和代码，将其从磁盘复制到内存中，生成相应的进程并跳转到第一条指令或入口点来运行该程序。

进程

进程地址空间如下图所示：

可以看到，只读代码和数据对应于elf文件的（.init,.text,.rodata），读写段对应于elf文件的（.data,.bss）。

问题来了，如果我们有很多个程序要运行，所需内存已经超过了我们物理内存的容量，此时该怎么处理呢？

其实，当程序运行时，如果内存空间足够大，操作系统会按分页机制，将程序调入内存中。否则，操作系统会分批将程序的部分内容调入内存，再通过磁盘上的虚拟内存来实现内存置换，达到按需加载的目的。

到这里对虚拟内存有一定的概念了，似乎其作用就是“虚拟地扩充我们的内存”。

虚拟内存

为了更加有效地管理内存，操作系统对主存提出了一种抽象的概念：虚拟内存。其通过硬件+软件的支持，为进程提供了更大的、一致的和私有的地址空间。