C语言程序的内存布局

　　由C语言代码（文本文件）形成可执行文件（二进制文件），需要经过编译(Compile)-汇编(Assembly)-链接(Link)3个阶段。编译器编译C代码生成汇编程序，汇编器把汇编程序形成二进制机器代码，链接器则将各个二进制代码和数据部分收集起来并组合成1个可执行文件。
　　
C语言程序和数据在内存中的存储通常分为5大部分：
　　1. 文本段(Text segment)
　　
　　2. 已初始化(读写)数据段(Initialized data segment–RW data)
　　
　　3. 未初始化数据段(Uninitialized data segment–BSS[Block Started by Symbol])
　　
　　4. 堆区(Heap)
　　
　　5. 栈区(Stack)
　　
其中1、2和3在内存中属于静态区域(全局区域)，4和5属于动态区域。

1.文本段(Text segment)

　　通常代码段(Code segment)和只读数据段(RO data segment，即常量区)合称为文本段。它包括实际要执行的二进制机器代码和只读常量(如字符串常量和const定义的只读常量等)；它通常是共享的，多个实例之间共享文本段。

1.1 代码段(Code segment)

　　通常指用来存放程序执行代码的1块内存区域，它的大小在程序运行之前就已经确定【通常属于只读，但某些架构也允许代码段为可写(修改)】。在执行程序的过程中，CPU的程序计数器(PC)指向代码段的每1条机器代码，并由处理器依次执行。【ps:代码段为程序代码在内存中的映射，1个程序在内存中可以有多个副本】

1.2 只读数据段(RO data segment)

　　通常用来存放字符串常量和const只读变量(定义的常量)等，使用这些数据的方式类似查表式的操作；由于不会被更改，故存放在只读存储器中。

2.已初始化(读写)数据段(Initialized data segment–RW data)

　　通常用来存放已初始化的全局变量和静态变量等。由于数据变量在程序中声明，并且具有初值，故它们需要占用存储器的空间；在程序执行时位于可读写的内存区域。

3.未初始化数据段(Uninitialized data segment–BSS)

　　一般用来存放未初始化的全局变量和静态变量等。它们在程序运行之前不需要占用存储器的空间。

4.堆区(Heap)

　　通常用来存放进程运行中被动态分配的内存段，分配方式类似于链表(非数据结构中的堆)；它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。它只在程序运行时出现，一般由程序员分配和释放；如果程序没有释放，操作系统可能在程序(如1个进程)结束后回收内存。一般有malloc/free函数和new/delete操作符等来调用操作。

5.栈区(Stack)

　　一般用来存放在函数内部使用的变量(非static)、函数的参数以及返回值等。它只在程序运行时出现，栈区由编译器自动分配和释放。由于栈的后进先出的特点，故它特别适合用来保存/恢复调用现场。比如函数的递归调用等(递归层次太深时耗时很长，甚至占用内存超出栈区内存大小)。
　　
注：堆内存向上增长，栈内存向下增长【内存地址由低地址到高地址变化为向上增长】　　

　　下图是APUE【Unix环境高级编程】中的1个典型C语言程序内存空间分布图
　　
　　
　　
代码举例如下：

int a=0; 　　　　　　//RW data
static int b=20;　　　　//RW data
char* p1;　　　　　//BSS
const int A=5;　　　　//Text(RO data)
int main()
{
    int b;　　　//Stack
    char str[]="abcdef";　　//str在Stack，"abcdef"在Text(RO data)
    char *p2;　　　//Stack
    static int c=2;　　//RW data
    char *p3="2593";　　　//"2593\0"在Text(RO data)，p3在Stack
    p1=(char*)malloc(10*sizeof(char));//分配得到的10个字节空间在Heap
    strcpy(p1,"2593");　//"2593\0"在Text(RO data)，编译器可能会将它与p3指向的"2593\0"优化成同1个地方
}

总结

　　文本段(Text segment)【包括代码段(Code segment)和只读数据段(RO data)】、已初始化读写数据段(RW data)在程序链接之后产生，未初始化数据段(BSS)在程序初始化时(链接之后、运行之前加载时)开辟，而堆(Heap)和栈(Stack)在程序运行时分配和释放。

参考资料

1.C语言编程—–程序的内存布局

2.C程序的内存布局(Memory Layout)

3.C语言中内存分布及程序运行中(BSS段、数据段、代码段、堆栈)

4.C语言的内存布局

5.C语言中的内存布局