一、虚拟内存

在早期的操作系统中没有虚拟内存的概念，叫做物理地址。大概如下：

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这个时候会将整个应用程序加载到内存，当内存不够用的时候需要关闭应用程序才能打开新的应用程序。
随着软件的发展速度远快于硬件，就存在一个问题 内存不够用。还有一个问题是如果用物理内存还有 安全问题（可以跨进程访问别的应用程序数据）。

当然我们现在都是虚拟内存，那么怎么验证呢？
很简单，我们用Xcode跑两个工程。在一个工程中找到一个内存地址，在另外一个工程中修改，然后再回到第一个工程看对应内存地址数据有没有变化就能验证了。

这个时候出现了内存映射表（页表，iOS中地址空间4G，实际不会让你用完4G）：

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内存映射表将应用程序和物理内存完全阻隔开，应用程序访问的虚拟内存相同，但是映射到物理内存是不同的地址。

之前的物理内存访问存在两个问题：

安全问题：能访问别人的进程。
内存不够用的问题。

通过页表可以解决安全问题，那么内存不够用是怎么解决的呢？
早期物理内存是将整个应用程序全部加载到内存，但是用户并不会用到软件的全部功能，很大一部分数据是没有用到的。

如果内存映射表以字节为单位那么表会非常大。这个时候就出现了内存分页管理（iOS一页16kb）。

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应用程序读取第一页的数据，虚拟页表发现物理内存中没有数据则去加载数据（这个时候触发中断pagefault）。如果已经加载则通过地址翻译（MMU）去找物理内存。这个时候物理内存是随机分配的（解决了安全问题），并且应用程序只是用到的部分加载（内存不够用解决）。如果物理内存满了则数据会被加载到最不活跃的地址去覆盖数据。

Apple在物理内存中分配了一块空间（需要申请），不在特殊情况不会被覆盖。这样就实现了保活。比如音乐播放等。

那么加了页表需要查找物理内存会不会影响效率呢？

页表查找物理内存是通过CPU上的硬件MMU（地址翻译）完成的，并且CPU上有高速缓存对查找结果进行缓存。真正影响效率的地方是缺页中断(pagefault)，不过这个用户也感知不到。

这也就是二进制重排的原理，减少缺页中断。

二、ASLR

ASLR（Address space layout randomization）是一种针对缓冲区溢出的安全保护技术，通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化，通过增加攻击者预测目的地址的难度，防止攻击者直接定位攻击代码位置，达到阻止溢出攻击的目的。

目前大部分主流的操作系统已经实现了ASLR。

Linux
Linux已在内核版本2.6.12中添加ASLR。
Windows
Windows Server 2008，Windows 7，Windows Vista，Windows Server 2008 R2默认情况下启用ASLR，但它仅适用于动态链接库和可执行文件。
Mac OS X
Apple在Mac OS X Leopard10.5（2007年10月发行）中某些库导入了随机地址偏移，但其实现并没有提供ASLR所定义的完整保护能力。而Mac OS X Lion10.7则对所有的应用程序均提供了ASLR支持。Apple宣称为应用程序改善了这项技术的支持，能让32及64位的应用程序避开更多此类攻击。从OS X Mountain Lion10.8开始，核心及核心扩充（kext）与zones在系统启动时也会随机配置。
iOS（iPhone, iPod touch, iPad）
Apple在iOS4.3内导入了ASLR。
Android
Android 4.0提供地址空间配置随机加载（ASLR），以帮助保护系统和第三方应用程序免受由于内存管理问题的攻击，在Android 4.1中加入地址无关代码（position-independent code）的支持。

以前应用程序直接加载到物理内存中每次地址是随机的。虚拟内存每次地址都是从0开始的。那么虚拟内存就固定了，直接注入恶意程序就能直接访问了。这个时候就出现了ASLR。模拟了物理内存每次随机分配。

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在上图中
文件偏移地址file offset：0x1a70。
虚拟内存地址VM Address：0x100001a70。
运行虚拟内存地址：ASLR + VM Address。

总结

虚拟内存
- 所有程序的内存访问都是通过虚拟地址访问的。
- 每个应用程序有一张页表，虚拟地址和物理地址的映射表。
- 数据加载以页为单位加载。
ASLR
- 一种保护技术，在每次加载应用的时候系统给一个随机的偏移值。所以需要rebase。
- 定位方法地址，下内存断点
  - 1、LLDB：image list 找到MachO首地址。
  - 2、找到方法在文件中的虚拟地址、文件中的偏移地址。
  - 3、获取到方法的虚拟地址
    - 3.1、MachO首地址 + 文件中的偏移地址
    - 3.2、MachO中的虚拟地址 + ASLR