在Linux和Windows上，c语言内存布局(内存型号)被称为虚拟地址空间和编译模式，虚拟地址空间在32位环境中为4GB，在64位环境中为256TB。 那么一个c语言程序的内存是如何分布在整个地址空间中的呢？ 数据在哪里？ 代码在哪里？ 为什么要这样分布？
内核空间和用户空间对于32位环境，理论上程序可以有4GB的独立空间，我们在c语言中使用的变量、函数、字符串等对应于存储器中的区域。
然而，该4GB地址空间中的一部分不能被APP应用程序直接访问到操作系统内核。 该存储器地址的一部分称为内核空间(Kernel Space )。
Windows默认为内核分配高地址的2GB空间，而Linux默认为内核分配高地址的1GB空间。 也就是说，APP应用程序只能使用剩下的2GB或3GB地址空间，称为“用户空间”。
Linux下32位环境用户空间内存分布情况内核空间内存分布情况暂时不在意。 下图是Linux下32位环境的典型内存模型：
每个内存分区的说明：
存储器分区描述程序代码区域(code )存储函数主体的二进制代码。 一个c语言程序由多个函数构成，c语言程序的执行是函数之间的相互调用。 常数字段(constant )存储一般的常数、字符串常数等。 此内存只有读取权限，也没有写入权限，因此在程序运行时不能更改他们的值。 全局数据区域(global data )存储全局变量、静态变量等。 此内存具有读写权限，因此他们的值可以在程序运行时任意更改。 堆区域(heap )一般由程序员分配和释放。 如果程序员不释放，程序运行结束时操作系统会回收。 malloc ()、calloc ()、free () )等函数操作的就是这个内存。 也是我们要说明的重点。 注：这里所说的堆和数据结构中的堆不是概念，堆的分配方法类似于链表。 动态链接库用于在程序运行时加载和卸载动态链接库。 堆栈区域(Stack )存储函数的参数值、局部变量的值等，其行为类似于数据结构中的堆栈。 在这些内存分区中，对于“动态链接库”，程序代码区域用于存储指令，常量区域、全局数据区域、堆和堆栈都用于存储数据。 内存的研究侧重于数据分区的研究。
程序代码区域、常量区域、全局数据区域在程序加载到内存中后分配，并在程序运行时一直存在。 既不能销毁也不能增加。 (大小是固定的)在执行结束之前，操作系统只能回收，因此全局变量和字符串等可以从程序的任何地方访问。 因为他们的内存一直存在。
常量区域和全局数据区域有时统称为静态数据区域。 这意味着这个内存专门用于保存数据，并且在程序运行的过程中一直存在。
调用函数时，有关函数的信息(如参数、局部变量和返回地址)将被推入堆栈中，函数执行结束时这些信息将被丢弃。 因此，局部变量、参数只对当前函数有效，不能传递到函数外部。 因为他们的内存不见了。
常量空间、全局数据空间和堆栈上的内存由系统自动分配和释放，无法由程序员控制。 程序员唯一可以控制的内存空间是堆(heap )。 他是一个巨大的内存空间，常常占整个虚拟空间的大部分。 在这个空间里，程序可以申请一张内存，自由使用。 堆内存在程序自发释放之前，不会随着函数的退出而失效。 函数内部生成的数据只需放在堆中，即可在函数外部使用。
实例代码如下：
# include stdio.h char * str1=' hello，world '； //字符串为常数区域，str1为全局数据区域int n； //全局数据区char* func () { char *str='你好，世界)； //字符串为常数区，str为堆栈区return str； (}int main ) ) { int a； //堆栈区域char *str2='01234 '； //字符串为常量区域，str2为堆栈区域char arr[20]='56789 '； //字符串和arr都位于堆栈区域中的char *pstr=func (； //堆栈区域int b； //堆栈区域printf (str1: % # x (NP str : % # x (nstr 23360 % # x (n )，str 1，pstr，str2)； puts-------- '； printf (str1: % # x (n : % # x (n )，str 1，n )； puts-------- '； printf (a : % # x (nARR : % # x (nb : % # x (n )，a，arr，b ) )； puts-------- '； printf(n:%d(na:%d ) nb:%d(n )，n，a，b )； puts-------- '； printf(%s(n )、pstr )； 返回0； }执行结果：
str 1:0 x 400710 pstr :0 x 400720 str 2:0 x 400731---- str 1:00 x 601040 n 3360
0X60104C-------------- &a: 0X19D0728Carr: 0X19D07270 &b: 0X19D0726C--------------n: 0a: -858993460b: -858993460--------------你好，世界对代码的说明：
全局变量的内存在编译时就已经分配好了，他的默认初始值是0（他所占用的每一个字节都是0值），局部变量的内存在函数调用时分配，他的默认初始值是不确定的，由编译器决定，一般是垃圾值，之后我们会详细说。函数func()中的局部字符串常量“你好，世界”也被存储到常量区，不会随着func()的运行结束而销毁，所以最后依然能输出。字符数组arr[20]在栈区分配内存，字符串“56789”就保存在这块内存中，而不是在常量区，要注意区分。 Linux下64位环境的用户内存分布情况在64位环境下，虚拟地址空间大小为256TB，Linux将高128TB的空间分配给内核使用，而将低128TB的空间分配给用户程序使用，如图：
虚拟地址空间及编译模式中提到在64位环境下，虚拟地址虽然占用64位，但只有最低48位有效。这里需要补充一点是，任何虚拟地址的48位至63位必须与47位一致。
上图中，用户空间地址的47位是0，所以高16位也是0，换算成十六进制形式，最高的四个数都是0。内核空间地址的47位是1，所以高16位也是1，换算成十六进制，最高的四个数都是1.这样中间的一部分地址正好空出来，也就是图中的“未定义区域”，这部分内存无论如何也访问不到。
Windows下C语言程序的内存布局（内存模型）在32位环境下，Windows默认会将高地址的2GB空间分配给内核（也可以配置为1GB），而将剩下的2GB空间分配给用户程序。
不同于Linux，Windows是闭源的，有版权保护，资料较少，不好深入研究每一个细节，至今仍然有一些内部原理不被大家知晓。关于Windows地址空间的内存分布，官网上只给出了简单的说明：
对于32位程序，内核占用较高的2GB，剩下的2GB分配给用户程序对于64位程序，内核占用最高的248TB，用户程序占用最低的8TB下图是一个典型的Windows 32位程序的内存分布：
可以看到，Windows的地址空间被分配给了各种exe、dll文件、堆、栈。其中exe文件一般位于0x00400000起始的地址；一部分DLL位于0x10000000起始的地址，如运行库dll；还有一部分DLL位于接近0x80000000的位置，如系统dll，Ntdll.dll、Kernel32.dll。
栈的位置则在 0x00030000 和 exe 文件后面都有分布，可能有读者奇怪为什么Windows需要这么多栈呢？我们知道，每个线程的栈都是独立的，所以一个进程中有多少个线程，就有多少个对应的栈，对于Windows来说，每个线程默认的栈大小是1MB。
在分配完上面这些地址以后，Windows的地址空间已经是支离破碎了。当程序向系统申请堆空间时，只好从剩下的还没有被占用的地址上分配。
Windows64位程序的地址空间分布情况如下图所示：
由于官方资料不足，我们不再深入讲解 Windows 64 位程序的具体内存分布。