Linux和windows都是支持多任务多用户的高级操作系统
进程（process）：一段程序的执行过程
对于一个C程序，在运行过程中系统对这个进程的内存资源管理非常重要；任何一个程序，想要正常运行都需要内存资源，用来存放诸如变量、常量、函数代码等等。这些不同的内容，所存储的内存区域是不同的，且不同的区域有不同的特性。因此我们需要研究进程的内存布局，逐个了解不同内存区域的特性。
每个C语言进程都拥有一片结构相同的虚拟内存，大小一般为4G，所谓的虚拟内存，就是从实际物理内存映射出来的地址范围，最重要的特征是所有的虚拟内存布局都是相同的，极大地方便操作系统内核管理不同的进程。例如三个完全不相干的进程p1、p2、p3，它们很显然会占据不同区段的物理内存，但经过系统的变换和映射，它们的虚拟内存的布局是完全一样的。
PM：Physical Memory，物理内存。
VM：Virtual Memory，虚拟内存。
我们平时所谈及程序的内存以及内存地址，指的都是虚拟内存以及虚拟内存地址。将上图中其中一个C语言进程的虚拟内存放大来看，会发现其内部包含以下区域：
虚拟内存空间又分：
内核空间：1G（0xC000 0000 - 0xFFFF FFFF）
用户空间：3G 包括： 堆、栈 、代码段 、数据段 、不可访问空间：0 ~ 0x0804 8000(128M)
虚拟内存中，内核区段对于用户应用程序而言是禁闭的，它们用于存放操作系统的关键代码，另外由于 Linux 系统的历史性原因，在虚拟内存的最底端 0x00000000 ~ 0x08048000 之间也有一段禁闭的区段，该区段也是不可访问的。
虚拟内存中各个区段的详细内容:
栈内存(statck)
栈内存指的是从0xC000 0000向下增长的这部分区域，具有后进先出的特点。
栈的全称是运行时栈(Run-time Stack)，栈会随着进程的运行而不断发生变化：一旦有新的函数被调用，就会立即在栈顶分配一帧内存，专门用来存放该函数内定义的局部变量(形参),当一个函数执行完毕返回之后，它所占用的那帧内存将被释放。
栈还有一个名称叫堆栈，堆栈与堆没有关系。
系统对栈空间大小进行了限制，最大一般为8MB，可以通过以下代码来查看系统对栈空间大小的限制。
cat /proc/1/limits
什么东西存储在栈内存中？
1.环境变量
2. 命令行参数(传递给你程序)
> 栈中的环境变量和命令行参数在程序开始运行时就被固定在栈底，且进程在整个运行期间不再发生变化；假如进程运行时对环境变量的个数或值做了修改，则为了能够容纳修改后的内容，新的环境变量将会被复制放在**堆**中。
3.局部变量（包括形参）
4.为了可以实现函数的嵌套调用和返回，栈还必须包含函数切换时当下的代码地址和相关寄存器的值，这个过程称为保存现场，等被调用函数执行结束之后，再恢复现场。
栈内存有什么特点？（运行时栈）
注意：
栈内存的分配和释放，都是由系统规定的，我们无法干预。
示例代码：
void func(int a, int *p) // 在函数 func 的栈内存中分配
{
double f1, f2; // 在函数 func 的栈内存中分配
... // 退出函数 func 时，系统的栈向上缩减，释放内存
}
int main(void)
{
int m = 100; // 在函数 main 的栈内存中分配
func(m, &m); // 调用func时，系统的栈内存向下增长
}
堆内存
堆内存（heap）又被称为动态内存、自由内存，简称堆。堆是唯一可被开发者自定义的区段，开发者可以根据需要申请内存的大小、决定使用的时间长短等。但又由于这是一块系统“飞地”，所有的细节均由开发者自己把握，系统不对此做任何干预，给予开发者绝对的“自由”，但也正因如此，对开发者的内存管理提出了很高的要求。对堆内存的合理使用，几乎是软件开发中的一个永恒的话题。
堆内存基本特征：
相关API：
void *空指针 本身不能直接解引用 必须先转换为其他类型的指针才能使用
功能：将ptr所指向的堆内存大小扩展为size
原型：void *realloc(void *ptr,size_t size)
返回值：成功：返回扩展后的内存的基地址，可能等于扩展前的地址，也可能不等于。
失败:返回NULL
备注：当size为0时，该函数相当于free(ptr)
示例：
int *p = malloc(sizeof(int)); // 申请1块大小为 sizeof(int) 的堆内存
bzero(p, sizeof(int)); // 将刚申请的堆内存清零
*p = 100; // 将整型数据 100 放入堆内存中
free(p); // 释放堆内存
// 申请3块连续的大小为 sizeof(double) 的堆内存
double *k = calloc(3, sizeof(double));
k[0] = 0.618;
k[1] = 2.718;
k[2] = 3.142;
free(k); // 释放堆内存
注意：
释放内存的含义：
数据段
数据段的大小在进程一开始运行就是固定的。
地址从高到低，将数据段分为.bss段、.data段、.rodata段三部分。
静态数据-static
C语言中，静态数据有三种：
int a; // 全局变量，退出整个程序之前不会释放, 默认被初始化为0,存放在数据段中的 .bss
void f(void)
{
static int b; // 静态局部变量，退出整个程序之前不会释放,默认被初始化为0,存放在数据段中的.bss
printf("%d\n", b);
b++;
}
int main(void)
{
f();
f(); // 重复调用函数 f()，会使静态局部变量b的值不断增大
}
为什么需要静态数据？
注意1：
注意2：
static修饰局部变量：使之由栈内存临时数据，变成了静态数据–生命周期变了作用范围
不变。
static修饰全局变量：使之由各文件可见的静态数据，变成了本文件可见的静态数据。
static修饰函数：使之由各文件可见的函数，变成了本文件可见的静态函数。
小结:
静态数据指的是存放在数据段的数据–这些数据的生命周期都是程序开始时就存在 ，程序进程结束
才释放被系统回收(static局部变量+static全局变量 +普通全局变量)
代码段
地址从高到低，将代码段分为.text段以及.init段两部分。
int a; // 未初始化的全局变量，放置在.bss 中
int b = 100; // 已初始化的全局变量，放置在.data 中
int main(void)
{
static int c; // 未初始化的静态局部变量，放置在.bss 中
static int d = 200; // 已初始化的静态局部变量，放置在.data 中
// 以上代码中的常量100、200放置在.rodata 中
}
注意：数据段和代码段内存的分配和释放，都是由系统规定的，我们无法干预。