一個成功的男人背后，至少有一個偉大的女人；一個不成功的男人，至少有一雙手。
而一個C程序，無論成功不成功，它的背后一定有一個操作系統，一個shell，一套工具鏈。
世界本就不公平。隱藏在顯而易見的事實背后的，你若能看透，便可以站在對自己公平的那一端。
1、進程地址空間
一個進程一旦建立，就會自認為占有4G內存（X86_32），這個內存被稱作虛擬內存，也就是進程的地址空間。在Linux下，進程地址空間的布局大致如下圖所示，其中的用戶空間大致由這些部分組成：
- 代碼段
- 初始化數據段
- 未初始化數據段
- 堆
- 棧
這些段，反映到ELF格式的目標文件（object file）中，就又可能由許多不同的節（section）組成。節這個東西更加細致復雜，暫且不表。
代碼段
保存的是可執行指令，通常是只讀的，防止指令被程序自身修改。但程序是無法防止被人為修改，否則哪來那么多的修改器。Vim就可以直接編輯二進制文件，指令的機器碼任意修改。
存儲實例：
push %ebp
movl %esp， %ebp
初始化數據段
保存的是已初始化了的全局變量和靜態變量，它可以進一步划分為只讀區域和可讀寫區域。
存儲實例：
Char *string = “hello world”（全局）
“hello world”在只讀區域，指針string在可讀寫區域
而Char string[] = “hello world”（全局）
就只存儲string在讀寫區域中。因為string已被分配存儲空間。
Static int class = 6 （全局/局部）
全局的容易理解。局部靜態變量的意義，在於函數調用完后，其占用的存儲單元也不被釋放。如此便不可以存放到棧中，而又已被初始化，那么存放到這個段自然是合理的。
未初始化數據段
通常稱為bss段，名字來自於“block started by symbol”—由符號開始的塊。存放於此段的變量，在程序執行之前就被初始化為0或Null指針。
注意，未賦值的指針會被初始化為空指針！如果程序中定義的指針沒有初始化，而后面又引用它指向的內存區域，那么在Linux下會引發“段錯誤”。
棧
這就是個狗皮膏葯，用處大，卻難搞。函數調用時，對棧的操作基本上由編譯器完成。函數一旦被調用，就會生成一個棧幀（stack frame），棧幀的范圍由兩個 “棧指針”寄存器%ebp、%esp限定。
存儲實例：
Caller的返回地址；
Caller的寄存器信息，如%ebp，%eax；
Callee自身的局部變量
堆
用戶手動分配內存的區域，malloc和free，誰用誰知道。另外，共享庫和動態加載的模塊，也存放於堆中。
那么問題來了，實際編譯好的目標文件是否真的是這樣的呢？
以一個非常簡單的C程序—memlayout.c—作為例程：
int main() { return 0; }
用GCC分別編譯生成memlayout.o和memlayout文件，並查看它們的內存布局：
[root@localhost ~]# size memlayout.o text data bss dec hex filename 66 0 0 66 42 memlayout.o [root@localhost ~]# size memlayout text data bss dec hex filename 1055 272 4 1331 533 memlayout
這個程序沒有定義任何的變量，由memlayout.o可以看出，data、bss為0是符合預期的。
段依然還是那些段，可最終的可執行文件如何卻把它們都搞大了？
我並沒有調用exit，為何程序自動流產？
男人的直覺也很准的，特別是程序出軌的時候。憑男人的直覺，我想，一定是編譯器（實質是鏈接器）在某個地方插了一腳。
這也是一個細瑣的問題，先做簡要說明，容以后再表。
2、程序的生命周期
編譯好的C程序是躺在磁盤里的，這時只能叫文件。加載到內存並撒腿狂奔的時候，才叫進程。老師們也告訴過我們，一個運行的“hello world”也是一個進程。所以一定要先有一個進程環境，程序才有狂奔的空間。我的家里沒有草原，所以董小姐沒有理我。
一個C程序的前世今生大概是這樣的：
- Shell首先創建一個子進程，設置好進程環境；
- 子進程調用execve而陷入內核；
- 內核調用加載器程序，加載器清理子進程環境后，再加載可執行文件到子進程環境中；
- 加載器跳轉到該程序的入口點（entry point），開始執行C啟動代碼；
- 調用main函數，執行真正的C程序；
- 調用_exit，把控制交還給內核。
也就是說，在寫好的main函數之前，編譯器添加了一段C啟動代碼，是C程序執行之前的准備工作；在main函數之后，編譯器至少添加（調用）了_exit()來保證進程的正確終止。這也是為什么，中間目標文件和最終可執行文件size相差懸殊，用戶空間的程序總會終結的原因。