C语言内存分配，栈区、堆区、全局区、常量区和代码区都是什么
代码装在内存里，却没人真见过它长啥样，程序跑着跑着就崩了，到底哪块儿出了问题？我今天自己动手扒了一遍。
我以前以为内存分区就是课本上画的那几条横线，栈在上头堆在下头，什么常量区数据区的，背得挺熟。结果写了个小程序，拿`/proc//maps`一瞅，全乱了——`r-xp`段好几个，`rw-p`连着三块，还有块`r--p`标着``，压根没听过。原来课本说的“五区”，只是老师为了好讲，硬凑出来的说法。
C语言标准里根本没提“栈”“堆”这两个字。翻了翻PDF版C11草案，在6.2.4节只写了“自动存储期”和“静态存储期”，至于存在哪儿，标准说：不归我管。这话听着有点甩手不管的意思，但其实很实在——编译器和操作系统才决定东西放哪儿。GCC把`int x = 5;`扔`.data`，把`char s = "hi";`塞`.rodata`，而`const char *p = "bye";`呢？字符串还是在`.rodata`，指针`p`却在`.data`里，值是指向那个只读地址。这下明白为啥改字符串字面量会段错误了——不是程序错了，是硬件直接拦住不让你写。
我试了`size a.out`，发现`.bss`大小居然是0，虽然代码里写了`int a, b, c;`三个没初始化的全局变量。再查`readelf -S`，果然`.bss`标着`ALLOC`但没标`LOAD`，意思就是：磁盘上不存，加载时系统顺手清零就行。省空间，也快。`.rodata`却老老实实占着硬盘，因为“hello”这种字符串得从文件读进去。所以`const int x = 123;`进`.rodata`，`const int y = z + 1;`（z是变量）就不行——编译时算不出来，只能放`.data`。
栈也没想象中那么“高大上”。我写了个函数，里头开个`int arr;`，一跑就段错误。`ulimit -s`一看，8192KB。不是编译器拦你，是Linux内核在页表里设的红线，越界就发`SIGSEGV`。奇怪的是，用`alloca(100000)`也崩，但崩得更“脆”，连调试信息都少半截。栈确实是CPU和编译器联手搭的架子，`call`推帧，`ret`弹帧，干净利落，但没缓冲区。
堆更现实。`malloc(100)`看起来简单，背后是glibc的ptmalloc在忙活：查tcache有没有现成块，没有就找fastbin，再不行就碰`brk`或`mmap`。我用`malloc_stats()`打出来，看到“fastbins”“unsorted bin”一堆名词，才懂为啥小内存分配其实挺快——很多情况根本没动系统调用。但`malloc(200*1024)`（200KB）就直接`mmap`了，`/proc//maps`里多了个独立的`rw-p`段，跟堆主线断开了。不是`malloc`偷懒，是OS觉得这么大一块，单独管更省事。
我还试了`thread_local int t = 99;`，`pstack`看不出啥，但`/proc//maps`里多了一小块带`
stack:xxx
`标记的内存，每个线程一份。TLS不是存在某个“特殊区”，就是给每个线程悄悄划了一小块地，名字叫`dtv`，glibc自己记着。还有`mmap`映文件，一个`open+read`变`open+mmap`，读大文件时少一次拷贝，但内存用量直接变大——这些都不是C语言教的，是Linux给你开的后门。
最后我把所有变量地址全打出来：全局`g`在`0x404024`（`readelf`确认是`.data`），字符串`"abc"`在`0x402004`（`.rodata`），局部`int x`在`0x7fff...`（栈），`malloc`回来的在`0x7f...`（堆）。地址数字本身没意义，但看权限就懂：栈地址`rw-p`，代码地址`r-xp`，`.rodata`地址`r--p`。W^X安全模型就靠这个撑着——写代码段？不行。执行数据段？也不行。现代系统不是靠程序员自觉，是靠硬件页表死卡着。
验证这事真不难。写个十几行的C文件，`gcc -g -O0`编译，后台跑起来，查`pid`，再猫进`/proc//maps`，左边地址右边权限，中间路径，一目了然。`pstack`看栈帧，`cat /proc//status`看总内存。不需要懂汇编，也不用背术语，眼睛盯着`r-xp`和`rw-p`，比啥都准。
很多人说堆比栈慢，我测了下100次`malloc(8)`和`int x`，时间差不到0.01毫秒。真慢的是`free`之后又`malloc`，碎片多了就得合并。或者你`malloc`一兆再`free`，结果别人`malloc`两百字节卡半天——不是堆慢，是管理策略在权衡。选栈还是堆，看生命周期就行：函数里用，走栈；要传出去、要活久点，走堆。别的都是障眼法。
我删掉了所有“常量区”“静态区”的笔记。`.rodata`就是`.rodata`，它跟`.data`同属数据段，但权限不同。`static`变量放在`.data`或`.bss`，跟“静态”俩字没关系，只跟有无初始值有关。术语越模糊，debug越抓瞎。
现在我看程序，不先想语法，先想内存。`printf("%s", p);`崩了？先查`p`指向哪——栈上局部数组已释放？堆上`free`过头？还是`.rodata`里改了字符串？地址一打，权限一看，八成心里就有数了。