在冯诺依曼的体系结构中，一个进程必须有：代码段，堆栈段，数据段。
进程的虚拟地址空间图示如下：
堆栈段：
1. 为函数内部的局部变量提供存储空间。
2. 进行函数调用时，存储“过程活动记录”。
3. 用作暂时存储区。如计算一个很长的算术表达式时，可以将部分计算结果压入堆栈。
数据段（静态存储区）：
包括BSS段（Block Started by Symbol）的数据段。BSS段存储未初始化或初始化为0的全局变量、静态变量，具体体现为一个占位符，并不给该段的数据分配空间，只是记录数据所需空间的大小。数据段存储经过初始化的全局和静态变量。
#define DEBUG "debug" int space[1024][1024]; int data = 1; int no_data = 0; int main() { char *a = DEBUG; return 1; }
使用nm查看后
0000000000600660 d _DYNAMIC 00000000006007f8 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ 0000000000400578 R _IO_stdin_used w _Jv_RegisterClasses 0000000000600640 d __CTOR_END__ 0000000000600638 d __CTOR_LIST__ 0000000000600650 D __DTOR_END__ 0000000000600648 d __DTOR_LIST__ 0000000000400630 r __FRAME_END__ 0000000000600658 d __JCR_END__ 0000000000600658 d __JCR_LIST__ 0000000000600820 A __bss_start 0000000000600818 D __data_start 0000000000400530 t __do_global_ctors_aux 00000000004003e0 t __do_global_dtors_aux 0000000000400580 R __dso_handle w __gmon_start__ 0000000000600634 d __init_array_end 0000000000600634 d __init_array_start 0000000000400490 T __libc_csu_fini 00000000004004a0 T __libc_csu_init U __libc_start_main@@GLIBC_2.2.5 0000000000600820 A _edata 0000000000a00840 A _end 0000000000400568 T _fini 0000000000400358 T _init 0000000000400390 T _start 00000000004003bc t call_gmon_start 0000000000600820 b completed.6347 000000000060081c D data 0000000000600818 W data_start 0000000000600828 b dtor_idx.6349 0000000000400450 t frame_dummy 0000000000400474 T main 0000000000600830 B no_data 0000000000600840 B space
可以看到变量data被分配在data段，而被初始化为0的no_data被分配在了BSS段。
.bss是不占用.exe文件空间的，其内容由操作系统初始化（清零）；而.data却需要占用，其内容由程序初始化。
注意：.data和.bss在加载时合并到一个Segment（Data Segment）中，这个Segment是可读可写的。
代码段：
又称为文本段。存储可执行文件的指令；也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。
.rodata段：存放只读数据，比如printf语句中的格式字符串和开关语句的跳转表。也就是你所说的常量区。例如，全局作用域中的 const int ival = 10，ival存放在.rodata段；再如，函数局部作用域中的printf("Hello world %d\n", c);语句中的格式字符串"Hello world %d\n"，也存放在.rodata段。
但是注意并不是所有的常量都是放在常量数据段的，其特殊情况如下：
1）有些立即数与指令编译在一起直接放在代码段。
int main() { int a = 10; return 1; }
a是常量，但是它没有被放入常量区，而是在指令中直接通过立即数赋值
2）对于字符串常量，编译器会去掉重复的常量，让程序的每个字符串常量只有一份。
char *str = "123456789"; char *str1 = "helloworld"; int main() { char* a = "helloworld"; char b[10] = "helloworld"; return 1; }
汇编代码如下：
.file "hello.c" .globl str .section .rodata .LC0: .string "123456789" .data .align 8 .type str, @object .size str, 8 str: .quad .LC0 .globl str1 .section .rodata .LC1: .string "helloworld" .data .align 8 .type str1, @object .size str1, 8 str1: .quad .LC1 .text .globl main .type main, @function main: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movq $.LC1, -8(%rbp) movl $1819043176, -32(%rbp) movl $1919907695, -28(%rbp) movw $25708, -24(%rbp) movl $1, %eax leave .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE0: .size main, .-main .ident "GCC: (GNU) 4.4.6 0731 (Red Hat 4.4.6-3)" .section .note.GNU-stack,"",@progbits
可以看到str1和a同时指向.rodata段中同一个LC1
3）用数组初始化的字符串常量是没有放入常量区的。
4）用const修饰的全局变量是放入常量区的，但是使用const修饰的局部变量只是设置为只读起到防止修改的效果，没有放入常量区。
5）有些系统中rodata段是多个进程共享的，目的是为了提高空间的利用率。
注意：程序加载运行时，.rodata段和.text段通常合并到一个Segment（Text Segment）中，操作系统将这个Segment的页面只读保护起来，防止意外的改写。
堆：
就像堆栈段能够根据需要自动增长一样，数据段也有一个对象，用于完成这项工作，这就是堆。堆区域是用来动态分配的内存空间，用 malloc 函数申请的，用free函数释放。calloc、realloc和malloc类似：前者返回指针的之前把分配好的内存内容都清空为零；后者改变一个指针所指向的内存块的大小，可以扩大和缩小，它经常把内存拷贝到别的地方然后将新地址返回。
栈、堆辨析：
1、栈区（stack）：由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值、局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）：由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
程序示例：
1、举个例子说明各种变量存放在什么区：
#include <stdlib.h>int a=123; //a在全局已初始化数据区 char *p1; //p1在BSS区（未初始化全局变量） int main(){int b; //b为局部变量，在栈区 char s[]="abc"; //s为局部数组变量，在栈区 //"abc"为字符串常量，存储在已初始化数据区 char *p1,*p2; //p1,p2为局部变量，在栈区 char *p3="123456"; //p3在栈区，"123456"在常量区(.rodata)static int c=456; //c为局部（静态）数据，在已初始化数据区 //静态局部变量会自动初始化(因为BSS区自动用0或NULL初始化)p1=(char*)malloc(10); //分配得来的10个字节的区域在堆区 p2=(char*)malloc(20); //分配得来的20个字节的区域在堆区 free(p1);free(p2);p1=NULL; //显示地将p1置为NULL，避免以后错误地使用p1p2=NULL;}
2、我们再写一个程序，输出各变量的内存空间：
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>extern void afunc(void);extern etext,edata,end;int bss_var;//未初始化全局变量存储在BSS段int data_var=42;//初始化全局存储在数据段#define SHW_ADR(ID,I) printf("The %s is at address: %8x\n",ID,&I);//打印地址宏int main(int argc,char *argv[]){char *p,*b,*nb;printf("etext address: %8x\tedata address: %8x\tend address: %8x\t\n",&etext,&edata,&end);SHW_ADR("main",main);//查看代码段main函数位置SHW_ADR("afunc",afunc);//查看代码段afunc函数位置printf("\nbss Locatoin:\n");SHW_ADR("bss_var",bss_var);//查看BSS段变量地址printf("\ndata Location:\n");SHW_ADR("data_var",data_var);//查看数据段变量地址printf("\nStack Loation:\n");afunc();printf("\n");p=(char*)alloca(32);//从栈中分配空间if(p!=NULL){SHW_ADR("string p in stack start",*p);SHW_ADR("string p in stack end",*(p+32*sizeof(char)));}b=(char*)malloc(32*sizeof(char));//从堆中分配空间nb=(char*)malloc(16*sizeof(char));//从堆中分配空间printf("\nHeap Location:\n");SHW_ADR("allocated heap start",*b);//已分配的堆空间的起始地址SHW_ADR("allocated heap end",*(nb+16*sizeof(char)));//已分配的堆空间的结束地址printf("\np,b and nb in stack\n");SHW_ADR("p",p);//显示栈中数据p的地址SHW_ADR("b",b);//显示栈中数据b的地址SHW_ADR("nb",nb);//显示栈中数据nb的地址free(b);//释放申请的空间，以避免内存泄露free(nb);}void afunc(void){static int level=0;//初始化为0的静态数据存储在BSS段中int stack_var;//局部变量，存储在栈区if(++level==5)return;SHW_ADR("stack_var in stack section",stack_var);SHW_ADR("leval in bss section",level);afunc();}/* Outputetext address: 80488bfedata address: 8049b48end address: 8049b58The main is at address: 80485beThe afunc is at address: 8048550bss Locatoin:The bss_var is at address: 8049b54data Location:The data_var is at address: 8049b40Stack Loation:The stack_var in stack section is at address: ff9cdf80The level in bss section is at address: 8049b50The stack_var in stack section is at address: ff9cdf50The level in bss section is at address: 8049b50The stack_var in stack section is at address: ff9cdf20The level in bss section is at address: 8049b50The stack_var in stack section is at address: ff9cdef0The level in bss section is at address: 8049b50The string p in stack start is at address: ff9cdf70The string p in stack end is at address: ff9cdf90Heap Location:The allocated heap start is at address: 908The allocated heap end is at address: 90200c8p,b and nb in stackThe p is at address: ff9cdfacThe b is at address: ff9cdfa8The nb is at address: ff9cdfa4*/
内存管理函数：
这里插入一段对void*的解释：
void*这不叫空指针,这叫无确切类型指针.这个指针指向一块内存,却没有告诉程序该用何种方式来解释这片内存.所以这种类型的指针不能直接进行取内容的操作.必须先转成别的类型的指针才可以把内容解释出来.
还有'\0',这也不是空指针所指的内容.'\0'是表示一个字符串的结尾而已,并不是NULL的意思.
真正的空指针是说,这个指针没有指向一块有意义的内存,比如说:
char* k;
这里这个k就叫空指针.我们并未让它指向任意内存.
又或者
char* k = NULL;
这里这个k也叫空指针,因为它指向NULL也就是0,注意是整数0,不是'\0'.
一个空指针我们也无法对它进行取内容操作.
空指针只有在真正指向了一块有意义的内存后,我们才能对它取内容.也就是说要这样
k = "hello world!";
这时k就不是空指针了.
void *malloc(size_t size)
(typedef unsigned int size_t;)
malloc在内存的动态存储区中分配一个长度为size字节的连续空间，其参数是无符号整型，返回一个指向所分配的连续空间的起始地址的指针。分配空间不成功（如内存不足）时返回一个NULL指针。
void free(void *ptr)
free释放掉内存空间。
void *realloc(void *ptr,size_tsize)
当需要扩大一块内存空间时，realloc试图直接从堆的当前内存段后面获得更多的内在空间，并返回原指针;如果空间不够就使用第一个能够满足这个要求的内存块，并将当前数据复制到新位置，释放原来的数据块;如果申请空间失败，返回NULL。
void *calloc(size_t nmemb, size_t size)
calloc是malloc的简单包装，它把动态分配的内存空间进行初始化，全部清0。此函数的实现描述：
void *calloc(size_t nmemb, size_t size)
{
void *p;
size_t total;
total=nmemb*size;
p=malloc(total);
if(p!=NULL)//申请空间
memset(p,'\0',total);//初始化\0
return p;
}
void *alloca(size_t size);
alloca在栈中分配size个内存空间（函数返回时自动释放掉空间，无需程序员手动释放），并将空间初始化为0。
Reference：
/wiki/Data_segment
