内存管理中的一级指针和二级指针

写在前面

• 关于指针的内容，在本科的时候有学过，但是仅限于学过，使用起来那是跟没学过一样，最近读操作系统源码和师兄写的代码有点头秃，特此总结一下。

指针和内存管理

• 内存分配和释放：操作系统使用指针来管理系统的内存资源。通过指针，可以动态地分配和释放内存空间，以满足不同程序的内存需求。常见的内存分配函数如malloc()和free()就是通过指针来进行内存管理的。
• 数据结构的构建和操作：指针在数据结构中的应用非常广泛。通过指针，可以创建和操作复杂的数据结构，如链表、树、图等。指针可以用于连接不同的节点或元素，实现数据的动态组织和访问。
• 函数传参：指针可以作为函数的参数传递，用于在函数之间传递大块的数据或者在函数内部修改外部变量的值。通过传递指针，可以避免数据的复制，提高程序的效率。
• 内存拷贝和移动：指针可以用于内存的拷贝和移动操作。通过指针，可以直接访问和操作内存中的数据，实现数据的复制、移动和重排等操作。
• 虚拟内存管理：操作系统使用指针来管理虚拟内存。虚拟内存是一种将物理内存和磁盘空间结合起来使用的技术。通过指针，操作系统可以将虚拟地址映射到物理地址，实现内存的动态分配和管理。指针在虚拟内存管理中起到了关键的作用。
• 进程间内存共享：指针在进程间内存共享中也有应用。操作系统可以通过指针将内存区域映射到多个进程的地址空间中，实现进程间的内存共享。这种共享方式可以提高进程间的通信效率和数据共享的灵活性。
• 内存保护和权限管理：指针在内存保护和权限管理方面也有重要的应用。操作系统可以使用指针来管理内存的访问权限，限制进程对特定内存区域的访问。通过指针，操作系统可以实现内存的保护和隔离，提高系统的安全性和稳定性。
• 内存碎片整理：指针在内存碎片整理中也发挥着重要的作用。操作系统可以使用指针来重新组织和整理内存中的碎片，以提高内存的利用率和性能。通过指针，操作系统可以将多个小的内存块合并成一个大的内存块，减少内存碎片的产生。

总之，指针在操作系统的内存管理方面扮演着重要的角色。它们提供了灵活和高效的方式来管理和操作内存资源，使得操作系统能够更好地管理系统的内存，提高系统的性能和资源利用率。

正常使用

#include 

int main() {
    int num = 10;
    int *ptr = #    //一级指针ptr，指向num的地址
    int **pptr = &ptr;  //二级指针pptr，指向ptr的地址 

    printf("num的值：%d\n", num);
    
    printf("ptr的值：%d\n", ptr);
    printf("*pptr的值：%d\n", *pptr);
    
    printf("*ptr的值：%d\n", *ptr);
    printf("**pptr的值：%d\n", **pptr);

    *ptr = 20;  		//通过一级指针修改num的值
    printf("修改后的num的值：%d\n", num);
	
	**pptr = 30;		//通过二级指针修改num的值 
	printf("修改后的num的值：%d\n", num);
	
    return 0;
}

类型转换中的使用

#include 

int main() {
    int num = 10;
    int *ptr = #     //一级指针ptr，指向num的地址
    int **pptr = &ptr;   //二级指针pptr，指向ptr的地址 
    
    //下面这三个值一样，类型转换不改变值 
	printf("%d\n",ptr); //num的地址
	printf("%d\n",(int*)ptr);
    printf("%d\n",(int**)ptr);
    
    printf("%d\n",*ptr);
    printf("%d\n",*(int*)ptr);
    printf("%d\n",*(int**)ptr);
	 
    printf("%d\n",pptr);//ptr的地址  
}

分割内存块建立链接

X_OS_MEM  *MemCreate (void  *addr,  X_INT32U  nblks, X_INT32U  blksize)
{
	//不知道为什么师兄的代码里面没有malloc在tornado上居然也可以运行，可能是tornado太老了
	X_OS_MEM     *pmem = (X_OS_MEM*)malloc(sizeof(X_OS_MEM));						
    X_INT8U      *pblk;						 
    void         **plink;					 ，
    X_INT32U     loops;
    X_INT32U     i;
//***********************************************************************************在下面		
	plink = (void **)addr;  				                       
    pblk  = (X_INT8U *)addr;				
    
    loops  = nblks - 1u;
    for (i = 0u; i < loops; i++) {       
        pblk +=  blksize;  				                                      
        *plink = (void  *)pblk;                       
        plink = (void **)pblk;                       
    }
//***********************************************************************************在上面    
    pmem->OSMemAddr     = addr;  
    pmem->OSMemEndAddr  = (void *)plink + blksize;      
    pmem->OSMemFreeList = addr;                       
    pmem->OSMemNFree    = nblks;                      
    pmem->OSMemNBlks    = nblks;
    pmem->OSMemBlkSize  = blksize;  
    *plink              = (void *)0;        			 
	return (pmem);
}

• plink 是addr的所表示的地址值
• pblk 也是addr的所表示的地址值，X_INT8U类型是为了下面做加法以跳到下一个内存块的起始地址
  

新知识收获

(void *)0和null

• 在C语言中，(void *)0和NULL在表示空指针的意义上是等价的。它们都表示一个空指针常量，用于表示指针的空值或者内存分配失败的情况。
• 在实际使用中，我们可以使用任意一种形式来表示空指针，它们的含义是相同的。通常情况下，建议使用NULL来表示空指针，因为它是C语言标准库中定义的宏，具有更好的可读性和可移植性。

(void*）和 *

• (void * ) 是一种类型转换操作，将指针转换为 void 类型的指针。void 类型是一种特殊的类型，可以用来表示任意类型的指针。通过将指针转换为 （void * ）类型，可以使其成为一个通用的指针，可以存储任意类型的指针值。
• 而* 是一个解引用操作符，用于访问指针所指向的内存地址处的值。当应用于指针时，* 可以获取指针所指向的值。