共享库是否与应用程序使用相同的堆？

我的问题是，这些库中的代码是否将分配与主应用程序相同的堆内存，或者他们使用自己的堆？

如果库使用与应用程序相同的malloc/free （例如，来自glibc ） – 那么是的，程序和所有库都将使用单个堆。

如果库直接使用mmap ，它可以分配不是程序自身使用的内存的内存。

因此，例如，.so文件中的某个函数调用malloc，它会使用与应用程序相同的堆管理器还是另一个？

如果.so函数调用malloc，则此malloc与从程序调用的malloc相同。 你可以在Linux / glibc（> 2.1）中看到符号绑定日志

  LD_DEBUG=bindings ./your_program 

是的，堆管理器的几个实例（具有默认配置）不能在不知道彼此的情况下共存（问题在于保持brk分配的堆大小在实例之间同步）。 但是有几个实例可以共存的配置。

大多数经典的malloc实现（ptmalloc *，dlmalloc等）可以使用两种从系统获取内存的方法： brk和mmap 。 Brk是经典的堆，这是线性的，可以增长或缩小。 Mmap允许在任何地方获得大量的内存; 你可以以任何顺序将这个内存返回给系统（释放它）。

当malloc被建立时，brk方法可以被禁用。 然后，malloc将只使用mmap s来模拟线性堆，甚至会禁用经典的线性堆，而所有的分配将由不连续的mmaped fragmens组成。

所以，一些库可以拥有自己的内存管理器，比如禁用brk编译的malloc或者非malloc内存管理器。 这个管理器应该有除malloc和free以外的函数名，例如malloc1和free1或者不应该显示/导出这个名字给动态链接器。

另外，那些共享内存中的全局数据呢？ 它在哪儿撒谎？ 我知道应用程序位于bss和数据段，但不知道这些共享对象文件的位置。

你应该考虑关于程序和.so就像ELF文件一样。 每个ELF文件都有“程序头文件”（ readelf -l elf_file ）。 数据从ELF加载到内存的方式取决于程序头的类型。 如果类型为“ LOAD ”，文件的相应部分将被私有地mmap （Sic！）到内存。 通常有2个LOAD段; 第一个用于R + X（读取+执行）标志的代码，第二个用于R + W（读取+写入）标志的数据。 .bss和.data （全局数据）部分都放在LOAD类型的段中，并带有写启用标志。

可执行文件和共享库都有LOAD段。 一些段具有memory_size> file_size。 这意味着分段将在内存中扩展; 第一部分将填充ELF文件中的数据，第二部分的size（memory_size-file_size）将使用mmap(/dev/zero)和memset(0)填充零（对于*bss部分memset(0)

当内核或动态链接器加载ELF文件到内存中时，他们不会考虑共享。 例如，您想要两次启动相同的程序。 第一个进程将使用mmap加载ELF文件的只读部分; 第二个进程将执行相同的mmap（如果aslr处于活动状态 – 第二个mmap将进入不同的虚拟地址）。 它是页面缓存（VFS子系统）的任务，用于将单个数据副本保留在物理内存中（使用COPY-WRITE或COW）。 而mmap只会将每个进程的虚拟地址映射到单一的物理位置。 如果有任何进程会改变内存页面; 它将在写入唯一私有物理内存时被复制。

对于内核的ELF加载器（ elf_map ， load_elf_binary ），ld.so和linux-kernel/fs/binfmt_elf.c加载代码位于glibc/elf/dl-load.c （ load_elf_binary ）中。 搜索PT_LOAD 。

所以，全局数据和bss数据总是在每个进程中私有化，并且使用COW进行保护。

堆和栈在运行时分配到brk + mmap（heap）中，并由OS内核在类似brk的进程中自动分配（用于主线程的堆栈）。 附加线程的堆栈在pthread_create中用mmap分配。

符号表在Linux中的整个过程中共享。 malloc()对于进程的任何部分都与其他所有部分相同。 所以是的，如果一个进程的所有部分通过malloc()等访问堆，那么他们将共享相同的堆。