指针在Linux驱动中的应用
本文目录：
- 第一部分：什么是指针
- 第二部分：指针在C中的应用
- 第三部分：Linux驱动实例中的C指针
什么是指针？
网上有很多关于指针的解释。我参考了深入理解C指针这本书，认为指针是一个传送门，通过这个传送门可以访问指针后面的内存。第二部分讲述为什么这么说。
指针在C中的应用
- 形参是指针
用值传递数据和用指针传递数据的区别：
先看下面的代码。用指针传递数据时，我们在main函数里调用swapWithPointers函数，传入的变量的地址。
//用指针传递
void swapWithPointers(int* pnum1, int* pnum2) {
int tmp;
tmp = *pnum1;
*pnum1 = *pnum2;
*pnum2 = tmp;
}
int main() {
int n1 = 5;
int n2 = 10;
swapWithPointers(&n1, &n2);
return 0;
}
如上图所示，swapWithPointers的程序里，通过访问main函数的内存n1、n2。完成了对函数外部内存的调用。
用值传递时，我们传入的是一个经过复制的整数。
//用值传递
void swap(int num1, int num2) {
int tmp;
tmp = num1;
num1 = num2;
num2 = tmp;
}
int main() {
int n1 = 5;
int n2 = 10;
swap(n1, n2);
return 0;
}
如上图所示，同样对数值进行了交换，只不过交换的是swap栈帧上的内存数据，直到函数结束，栈的内存被释放，对于函数外部的数据没有影响。
综上所述，对于形参是指针较为浅显的理解是：我们可以在一个栈帧上访问其他位置的数据。如开头所述，指针更像一个传送门，可以便于我们访问内存。
- 函数指针
很少见到将一个函数定义为指针类型，但是它也被用到了一些特定的场合（做选择），比如用到switch条件语句。
下文里的代码首先定义了fptrOperation 类型，在select里进行函数选择。在进行编译的时候不用select函数里的放入add和subtract占用内存，仅一个地址就就可以了。当然还是要慎用：处理器可能无法配合流水线做分支预测，可能导致程序的性能下降。
想要了解更多用法可以百度或者翻看我上文里提到的参考书。非科班出身的我感觉对内存和指针写的很清晰。
typedef int (*fptrOperation)(int);
fptrOperation select(char opcode) {
switch(opcode) {
case '+': return add;
case '-': return subtract;
}
}
int evaluate(char opcode, int num1, int num2) {
fptrOperation operation = select(opcode);
return operation(num1, num2);
}
int main()
{
printf("%d\n",evaluate('+', 5, 6));
printf("%d\n",evaluate('-', 5, 6));
}Linux驱动实例中的C指针
学习Linux驱动的过程里，指针是必不可少的。
形参是指针时：
static ssize_t hello_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
int err;
printk("%s %s line %d\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024,size));
return MIN(1024,size);
}
//copy_to_user的定义
unsigned long copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
{
if (likely(access_ok(VERIFY_WRITE, to, n)))
n = __copy_to_user(to, from, n);
return n;
}为什么在我们的驱动函数里要用指针传递数据呢？很简单，因为内核提供的API接口是指针的。在调用copy_to_user函数时，发现它的形参就是指针。函数的存储区和内存的存储区在概念上是分离的。只有当我们调用具体的函数时，我们可以将函数和内存里的数据放到同一函数栈上，当执行完时内存回收，啥都没了。
参考书：深入理解C指针
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