进程空间内存布局
不管学习c语言还是学习linux下的编程，我们都要了解并学习。每个进程先天就有0-4G的各自互不干涉的虚拟内存空间，0-3G是用户空间执行用户自己的代码，高1GB的空间是内核空间执行linux系统调用。这里存放着整个内核的代码和所有的内核模块，用户所看到和接触的都是该虚拟地址，并不是实际的物理地址。linux下一个进程在内存里有三部分的数据，就是“代码段”、“堆栈段”和“数据段”。
下面我们来看一下linux下进程的内存布局
上述图片文字解析
1、栈(Stack)：栈内存由编译器在程序编译阶段完成，进程的栈空间位于进程用户空间的顶部并且是向下增长，每个函数的每次调用都会在栈空间中开辟自己的栈空间，函数参数、局部变量、函数返回地址等都会按照先入者为栈顶的顺序压入函数栈中，函数返回后该函数的栈空间消失，所以函数中返回局部变量的地址都是非法的。
2、堆(Heap)：堆内存是在程序执行过程中分配的，用于存放进程运行中被动态分配的的变量，大小并不固定，堆位于非初始化数据段和栈之间，并且使用过程中是向栈空间靠近的。当进程调用 malloc 等函数分配内存时，新分配的内存并不是该函数的栈帧中，而是被动态添加到堆上，此时堆就向高地址扩张；当利用free 等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被踢出，堆就会缩减。因为动态分配的内存并不在函数栈帧中，所以即使函数返回这段内存也是不会消失。
3、未初始化数据段（.bss）：用来存放未初始化的全局变量和 static 静态变量。并且在程序开始执行之前，就是在 main()之前，内核会将此段中的数据初始化为 0 或空指针。
4、已初始化数据段(.data)： 通常将已初始化数据是在程序中声明，并且具有初值的变量，这些变量需要占用存储器的空间，在程序执行时它们需要位于可读写的内存区域内，并具有初值，以供程序运行时读写。一般用来已初始化的全局变量和 static 静态变量。
5、文本段也称代码段：这是可执行文件中由 CPU 执行的机器指令部分。正文段常常是只读的，以防止程序由于意外而修改其自身的执行。
内存布局编程代码
接下来我们编写并运行下面C程序，验证一下C程序编译以及运行时的进程内存布局：
我是用linux下vim下写的编程！
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int g_var1; //g_var1是为未初始化的全局变量，存放在数据段的BSS区，其值默认为0；
int g_var2; //g_var2是初始化了的全局变量，存放在数据段的DATA区，其值为初始化值20
int main(int argc, char **argv)
{
static int s_var1;//s_var1是未初始化的静态变量 ，存放在数据段的BSS区，其默认值为0
static int s_var2=10;//s_var2是初始化的静态变量，存放在数据段的DATA区，其值为初始化值10
char *str="hello";//str是初始化了的局部变量，存放在栈(STACK)中，其值是"Hello"这个字符串常量存放在DATA段里RODATA区中的地址
char *ptr; //ptr是未初始化了的局部变量，存放在栈中，其值为随机值，这时候的ptr称为“野指针(为初始化的指针)"
ptr = malloc(100); // malloc()会从堆(HEAP)中分配100个字节的内存空间，并将该内存空间的首地址返回给ptr存放；
printf("[cmd args]: argv address: %p\n", argv);
printf("\n");
printf("[ Stack]: str address: %p\n", &str);
printf("[ Stack]: ptr address: %p\n", &ptr);
printf("\n");
printf("[ Heap ]: malloc address: %p\n", ptr);
printf("\n");
printf("[ bss ]: s_var1 address: %p value: %d\n", &s_var1, g_var1);
printf("[ bss ]: g_var1 address: %p value: %d\n", &g_var1, g_var1);
printf("[ data ]: g_var2 address: %p value: %d\n", &g_var2, g_var2);
printf("[ data ]: s_var2 address: %p value: %d\n", &s_var2, s_var2);
printf("[rodata]: \"%s\" address: %p \n", str, str);
printf("\n");
printf("[ text ]: main() address: %p\n", main);
printf("\n");
return 0;
}
代码运行结果
结果分析：通过上面代码的地址，我们可以发现，在内存中，从低地址向高地址，依次是文本段、文字常量段、已初始化数据段、未初始化数据段、堆区域和栈区域。（对照上面内存布局图片看）
