uC/OS-II內(nèi)存管理函數(shù)的二維指針
uC/OS-II內(nèi)存管理函數(shù)內(nèi)最難理解的部分就是二維指針,本文以圖文并茂的方式對(duì)二維指針進(jìn)行了詳細(xì)分析與講解??赐瓯疚?,相信對(duì)C里面指針的概念又會(huì)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
一、OSMemCreate( ) 函數(shù)中有如下語(yǔ)句:
OS_MEM *pmem;
INT8U *pblk;
void **plink;
INT32U i;
plink = (void **)addr; //指向所申請(qǐng)內(nèi)存分區(qū)的起始地址
pblk = (INT8U *)addr + blksize; //所申請(qǐng)內(nèi)存的第二個(gè)Block的起始地址
for (i = 0; i < (nblks - 1); i++) //依次申請(qǐng)nblks個(gè)Block,鏈接成單向鏈表
{
*plink = (void *)pblk;
plink = *plink;
pblk = pblk + blksize;
}
紅色部分是初學(xué)者對(duì)本函數(shù)最難理解的部分,因?yàn)槠溆玫搅硕S指針。二維指針就是指向指針的指針,他的內(nèi)容是一個(gè)目標(biāo)變量的地址,也就是說(shuō)仍然是一個(gè)指針,對(duì)二維指針取兩次內(nèi)容才能取到目標(biāo)變量的內(nèi)容。這里先復(fù)習(xí)一下指針的知識(shí):
int a = 5;
int *ptr;
ptr=&a; //ptr指針是地址,指向變量a所在地址。
則可以得出:
*ptr=a; //即指針ptr指向變量a所在地址,*ptr的值就是a的值5
由此類推,對(duì)于二維指針變量**plink,指針plink是地址,*plink是plink所指向的地址內(nèi)的數(shù)據(jù),不過(guò)同時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)也是一個(gè)指針,并且**plink是指針(*plink)所指向的地址內(nèi)的數(shù)據(jù)。
一維指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是普通數(shù)據(jù),如上述ptr指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是int型數(shù)據(jù)5。
二維指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是一個(gè)一維指針,如上述指針plink所指向的地址內(nèi)存放的是指針*plink。
下面詳細(xì)分析上述OSMemCreate函數(shù)內(nèi)的語(yǔ)句:
1、plink = (void **)addr;
addr本來(lái)是一個(gè)一維指針,指向所申請(qǐng)內(nèi)存分區(qū)的起始地址。本句將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針(注意經(jīng)過(guò)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換后addr指針本身指向的地址是沒(méi)有變化的),并將addr地址值賦給plink。則plink的內(nèi)存中存儲(chǔ)的是addr的值,即plink也指向addr所指向的分區(qū)起始地址,并且這個(gè)地址內(nèi)存放的內(nèi)容是指針(*plink),但指針(*plink)還未指向具體的地址。在這條語(yǔ)句之前,這個(gè)起始地址內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容是未知的(由編譯器分配的)。內(nèi)存分區(qū)結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1所示(假設(shè)申請(qǐng)的內(nèi)存區(qū)有4個(gè)Block)。
在這個(gè)函數(shù)當(dāng)中,我們想把a(bǔ)ddr指向的二維數(shù)組,分割成大小相同的若干塊,并用指針把它們鏈接起來(lái),鏈接指針?lè)旁诿總€(gè)block的首地址。但由于addr是一維指針,它指向的內(nèi)容不會(huì)被解釋成一個(gè)地址,而是一般的內(nèi)容。我們要在這些block的首地址內(nèi)存放指針,所以將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成二維指針的目的就是讓編譯器將addr指向的內(nèi)容解釋成地址,也就是一個(gè)指針。
再將addr賦值給plink(讓plink去執(zhí)行連接的操作),使plink與addr指向同一個(gè)地址。*plink就是取plink與addr指向地址單元的內(nèi)容,而這個(gè)內(nèi)容是一個(gè)指針,也就是在以前addr指向的地方放上指針*plink。
2、pblk = (INT8U *)addr + blksize;
讓pblk指向所申請(qǐng)內(nèi)存的第二個(gè)Block的起始地址,見(jiàn)下圖2所示。
因?yàn)閍ddr是void型的,要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為INT8U型。
3、*plink = (void *)pblk; //實(shí)際上是*plink = pblk,因?yàn)閜blk是INT8U型的,要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void型
在for循環(huán)內(nèi)對(duì)二維指針plink執(zhí)行取內(nèi)容操作(其內(nèi)容為指針), *plink也是一個(gè)指針了(plink指針?biāo)淼牡刂返膬?nèi)容),將下一個(gè)block的首地址賦值給*plink,使它指向的地方改為下一個(gè)blcok開(kāi)始的地址處。
起始地址內(nèi)的指針*plink被賦值為pblk,所以*plink與pblk一樣指向下一個(gè)blcok開(kāi)始的地址處。
如圖3所示。
第一個(gè)block首地址內(nèi)的內(nèi)容為一個(gè)指針,該指針指向下一個(gè)block首地址。這個(gè)地址內(nèi)存放的就是*plink的內(nèi)容**plink。
只不過(guò)我們并不需要用到這個(gè)**plink。
4、plink = (void **)pblk;
功能與plink = (void **)addr 相似,即plink也指向第二個(gè)block的起始地址,并且使這個(gè)地址內(nèi)存放的是指針(*plink)。
注意:因?yàn)閜link所指向的地址變了,此時(shí)pblk所指向的地址
內(nèi)的內(nèi)容由原來(lái)的**plink變?yōu)榱?plink指針。
并且 *plink還未被賦值,則**plink值是未知的
5、pblk = pblk + blksize;
pblk不斷的下移,以指向再下一個(gè)block的開(kāi)始處。
pblk(new)= pblk(old)+blksize
當(dāng)再次進(jìn)行for循環(huán)時(shí),重復(fù)上述過(guò)程,利用每個(gè)block首地址內(nèi)的指針將每個(gè)Block鏈接起來(lái)組成空閑塊鏈表。
同樣,*plink被賦值后,指向pblk所指向的地址,則該地址的
內(nèi)容為**plink,只不過(guò)我們并不需要取出**plink。
6、pmem->OSMemFreeList = addr; /*pmem->OSMemFreeList指向空閑塊鏈表第一個(gè)block首地址
在完成for循環(huán)后,使pmem->OSMemFreeList指向addr,組成完整的空閑塊鏈表。
總結(jié):進(jìn)行(void**)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的目的其實(shí)就是為了把所指向的地址的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針。[!--empirenews.page--]
二、在OSMemGet( )函數(shù)內(nèi)同樣有一條強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針的指令:
void *pblk;
執(zhí)行操作:pmem->OSMemFreeList =*(void **)pblk;
pblk被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針,然后取出其內(nèi)容*pblk,也就是pblk地址內(nèi)存放的鏈接指針。
意味著取出pblk的內(nèi)容,由于pblk被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成了二維指針,所以它的內(nèi)容就不是一般的值,而是一個(gè)指針(這個(gè)指針指向下一個(gè)Block首地址)。
三、在INT8U OSMemPut (OS_MEM *pmem, void *pblk) 函數(shù)內(nèi)同樣有類似的指令:
① *(void **)pblk = pmem->OSMemFreeList; // 將欲釋放的塊添加到空閑塊鏈表最前面
② pmem->OSMemFreeList = pblk;
首先要明白pmem->OSMemFreeList是指向空閑塊鏈表第一個(gè)block的首地址的。
語(yǔ)句①將pblk強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針后,再將pmem->OSMemFreeList賦值給pblk的內(nèi)容(*pblk指針)。根據(jù)OSMemPut函數(shù)的定義,pblk是函數(shù)的形參,是欲釋放的塊的首地址。所以也就是將pmem->OSMemFreeList指針?lè)湃胗尫诺膲K的首地址內(nèi),此處強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針的目的就是讓欲釋放的塊的首地址內(nèi)能存放指針。則這個(gè)塊的首地址內(nèi)的指針就是指向原先空閑塊鏈表第一個(gè)Block的首地址的,也就是說(shuō)這個(gè)塊變成了空閑塊鏈表第一個(gè)Block,實(shí)現(xiàn)了將釋放的塊添加到空閑塊鏈表最前面的目的。
然后語(yǔ)句②更新pmem->OSMemFreeList指針,使其指向新釋放的塊的首地址,這樣就保證了pmem->OSMemFreeList始終指向空閑塊鏈表第一個(gè)Block首地址。