對于人類來說，我們不喜歡拐彎抹角，喜歡更直接的東西，“有話直說”、“沒有中間商賺差價”、“簡潔的設計”等等，然而對于計算機，尤其是對內存管理來說則恰恰相反， 在這里"簡潔"的設計往往不是好的設計 ，這到底是什么意思呢？

我們在很早的文章中就提到過，內存從本質上將非常簡單，你可以將其想像成一個個的小盒子組成，每個小盒子要么能存儲1要么存儲0，每8個小盒子組成一個字節(8比特)，每個字節都有一個唯一的地址，通過這個地址我們就能從相應的一組小盒子取出這個比特。

其它沒了。

看到了吧，內存本身其實是非常簡單的，然而程序員以及程序使用內存的方式又讓這個問題變得復雜起來，分析任何復雜問題都要抓住重點、抓住核心問題，那么這里的重點以及核心是什么呢？

不賣關子，這里的核心在于兩個字： 尋址 ，Addressing。

一切都是圍繞尋址展開的。

尋址，最重要的就是尋址

什么是尋址 Addressing？所謂尋址就是找到內存中某個我們需要的數據的方式。

哪怕以我們平時去儲物柜取東西都有很多“尋址”方式：

• 直接告訴我們一個編號，我們拿到這個編號后按個去找，就像下面這張圖，我們需要找到東西在第15號儲物柜中，那么我們根據15這個地址就能找到第15號儲物柜。
  

• 當然我們也可以將儲物柜劃分區域，還是以剛才的儲物柜為例我們可以劃分為3個區域，當我們需要找東西時告訴我們其在儲物柜的哪個區域，以及在該區域中的"偏移"是多少。

  以下圖為例我們需要的東西在第二個區域，區域內的偏移為6(該區域中的第6個儲物柜)。

  

實際上，第一種更像是“絕對尋址”，什么意思呢？就是找到某個具體的儲物柜是根據一個“寫死的地址”(hardcode)，很死板，第二種更像是相對尋址，稍顯靈活一些。

怎么樣，你是不是感覺這兩種其實也沒什么區別嘛，的確，對于找儲物柜這個例子來說這兩種方式的確沒什么區別，但對于內存來說就不太一樣了。

死板 vs 靈活

我們知道程序以及程序使用的數據編譯好后存放在磁盤上，運行時要加載到內存中，因此這里同樣存在尋址問題：我們需要根據內存地址找到機器指令以及數據，接下來假設有一個只有8字節大小的內存和一個只有2字節機器指令的程序(無需關心實際意義)：

這段2字節的代碼非常簡單，其實就是一個無意義的while循環，注意看這里的jmp這條指令，我們直接跳轉到內存地址2，這就是一個寫死(hard code)的內存地址，這就意味著我們必須把該程序加載到內存地址為2的位置上：

否則這段指令根本沒有辦法運行，比如我們把這段代碼加載到內存地址6上去：

那么在執行jmp 2時我們根本沒有辦法跳轉到add這行指令，有的同學可能覺得無所謂，不就是內存地址寫死了嘛，好像也沒什么大不了的吧。

如果一次只能運行一個程序的確也沒什么大不了的，但對于操作系統最核心的功能之一：多任務，也就是一次可以運行多個程序來說這個方案簡直行不通。

在這種方案下你幾乎沒有辦法一次運行多個程序，除非在運行之前你給要運行的這幾個程序劃定好區域，比如要運行兩個程序A和B，A占用03這個區域的內存；B占用46這個區域的內存， 對于現代程序員來說你能想象在程序運行之前就需要給它劃定好區域嗎？ 顯然，這非常繁瑣，也容易出錯。

如果你在上世紀六七十年代寫代碼，面臨的大概就是這樣一種狀況。

實際上這個問題的核心就在于 重定位 ， 程序使用的地址不能綁定在一個內存區域上，需要足夠靈活，我們需要在不修改代碼的情況下把程序加載到任意內存區域上運行！ 想一想該怎么解決這個問題。

作為程序員肯定和文件路徑打過交道，如果你能明白絕對路徑與相對路徑就能解決重定位問題。

絕對路徑與相對路徑

想一想絕對地址有什么問題？這個問題就好比你在程序中讀取一個絕對地址時：

/user/xiaofeng/doc/a.c

如果是你自己的計算機那么沒有問題， 但如果這個程序在其它人的計算機上運行就不一定了，因為其它人的計算機中不一定有這個路徑 ，這時該怎么辦呢？聰明的你一定知道，那就不要使用絕對路徑，而是使用相對路徑就可了：

./a.c

其中./表示程序運行時所在的路徑，這時不管這個程序在哪個路徑下運行都能找到a.c這個文件，這時所在的目錄就成為了 基準 。

解決重定位這個問題也是同樣的道理，編程生成可執行程序時不再使用 絕對內存地址 ，而是使用相對地址，怎么使用相對地址呢？相對于誰呢？很簡單， 相對于該程序被加載到的內存起始地址 。

此時我們的jmp命令后面不再是一個絕對的內存地址，而是一個相對地址：0，但畢竟向內存發出讀寫指令時必須使用一個內存地址，那么CPU執行jmp 0時該怎樣將其轉為一個內存地址呢？

很簡單，因為這一段程序被加載到了內存起始地址2，因此只需要用相對地址加上起始地址得到的就是真實的物理內存地址：

物理地址 = 起始地址 + 相對地址

很簡單吧， 這樣不管這段程序被加載到了哪個內存區域，只要我們知道起始地址那么總能計算出真實的物理內存地址 ，重定位問題就可以這樣解決。

實際上你會發現， 這個儲物柜的第二種尋址方式也沒有什么區別 。