指针、结构体与 volatile

内核代码几乎都在传地址：锁传地址、设备寄存器用地址访问、页表里存的也是地址。这一页先读内存与地址。

1. 指针就是存地址的变量

int n = 10;
int *p = &n;     // &n：取 n 的地址。p 的类型是 int *，“指向 int 的指针”
*p = 11;         // *p：去 p 存的地址那里，把那个 int 改成 11。现在 n == 11

• &变量：取地址。
• *指针：顺着地址找到那个变量，可以读也可以写。这叫解引用。
• 声明里的 *（int *p）只是说“p 是指针”，和解引用是两回事，只是长得一样。

指针自己也是变量，占 8 字节，里面存的就是一个地址数字。char *s 指向一个字符，C 的字符串就是“从这个地址开始，一直到 '\0' 为止的字节”，所以函数收字符串参数都写 char *。

2. 为什么要传地址

C 调函数时，参数是复制一份传进去的。函数改的是复制品，调用者的变量不变。想让函数改到调用者的变量，就把变量的地址传进去：

void add_one(int *p) { *p = *p + 1; }
add_one(&n);     // n 真的加了 1

锁就是这样用的：spinlock_acquire(&lk) 传的是锁的地址，所有 CPU 操作的是内存里同一把锁，而不是各自的复制品。

3. 指针和数组

数组名在大多数地方会变成首元素的地址。p + 1 不是地址加 1，而是加一个元素的大小：int * 加 1，地址加 4。所以 p[i] 和 *(p + i) 完全一样。

4. 结构体与 ->

结构体把几个变量打包成一个类型。课程框架里的自旋锁（src/kernel/lock/type.h）：

typedef struct spinlock {
    int locked;    // 是否上锁
    char *name;    // 锁的名字
    int cpuid;     // 持有该锁的 CPU
} spinlock_t;      // typedef：以后 spinlock_t 就代表 struct spinlock

有结构体变量 lk 时用 lk.locked；手里是指针 spinlock_t *lk 时用 lk->locked，它是 (*lk).locked 的简写。内核函数收的几乎都是指针，所以你会一直看到 ->。

5. 把整数当地址用

设备寄存器在固定地址上（见MMIO）。C 允许把整数强制转换成指针，然后解引用：

*(unsigned char *)0x10000000 = 'A';   // 往串口的发送寄存器写一个字符

读法：先把 0x10000000 转成“指向 1 字节的指针”，再用 * 往那里写。框架的 src/kernel/lib/type.h 用宏把这个写法包了一层：

#define Reg(reg) ((volatile unsigned char *)(UART_BASE + reg))
#define WriteReg(reg, v) (*(Reg(reg)) = (v))

#define 是宏：编译前做纯文本替换，WriteReg(THR, c) 会被展开成上面那种写法。

6. volatile：别替我省掉这次读写

编译器会优化：如果它认为一个变量没人改，就可能只读一次、把值留在寄存器里反复用；连续两次写同一个地址，它可能只保留最后一次。

对普通变量这没问题，对设备寄存器就错了：串口的状态寄存器会被硬件改，每次都必须真的去读。给类型加上 volatile，就是告诉编译器“每次读写都要真的访问内存”。

多个 CPU 共享的标志也要加，比如框架里的 volatile int panicked：一个 CPU 设置它，别的 CPU 要能看到。注意 volatile 只管“别省略”，不保证多个 CPU 同时改时的正确性，那需要锁（Lab1 §6）。

cd prereq/examples
make pointer