前言 当你第一次接触 C 语言指针，可能会感慨：“这玩意儿也太抽象了！”尤其是要在函数里给指针分配内存时，明明写了 malloc，却依然“野指针炸机”。今天这篇教程，我们就围绕“一级/二级指针陷阱”展开，带来：

指针传参本质解析

6 个来自裸机与 RTOS 的真实嵌入式案例

一套速查思路，告别崩溃

一、指针传参：值传递 vs 地址传递

• 值传递（一级指针） void alloc1(char *p) {
  p = malloc(100);
  }
  char *buf = NULL;
  alloc1(buf);
  // buf 依旧为 NULL，后续使用会崩溃
  原因：p 只是 buf 值的拷贝，修改 p 并不会回传回 buf。
• 地址传递（二级指针） void alloc2(char **p) {
  *p = malloc(100);
  }
  char *buf = NULL;
  alloc2(&buf);
  // buf 已指向堆区，可安全使用

传参方式 函数签名 能否修改外部指针？ 值传递 void f(char *p) 地址传递（二级） void f(char **p)

二、实战案例 1：裸机下动态缓冲区

场景：裸机工程用串口接收可变长度数据，需要动态缓冲并在中断里处理。

// 错误示例
void UartRxAlloc(char *buf) {
    buf = malloc(256); // 仅修改了 buf 副本
}
void UART_IRQHandler(void) {
    char *rxBuf = NULL;
    UartRxAlloc(rxBuf);
    HAL_UART_Receive_DMA(huart, (uint8_t*)rxBuf, 256); // 会崩
}

// 修复示例
void UartRxAlloc(char **buf) {
    *buf = malloc(256);
}
void UART_IRQHandler(void) {
    char *rxBuf = NULL;
    UartRxAlloc(&rxBuf);
    HAL_UART_Receive_DMA(huart, (uint8_t*)rxBuf, 256); // 正常
}

TIP：裸机没有系统堆栈调试，崩溃日志十分模糊，记得在分配与 memcpy 前后加逻辑打印或信号灯指示。

三、实战案例 2：RTOS 下任务间数据发布

场景：FreeRTOS 中，一个任务读取传感器数据，另一个任务处理并通过消息队列传递缓冲区指针。

// 接收任务
void SensorTask(void *arg) {
    char *dataBuf = NULL;
    GetBuffer(&dataBuf);   // 二级指针分配
    while(1) {
        read_sensor(dataBuf);
        xQueueSend(queue, &dataBuf, portMAX_DELAY);
    }
}

// 处理任务
void ProcessTask(void *arg) {
    char *recvBuf;
    while(1) {
        if (xQueueReceive(queue, &recvBuf, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
            process_data(recvBuf);
        }
    }
}

关键：GetBuffer 必须用 char **，否则 recvBuf 中会是 NULL。

四、实战案例 3：二级指针在协议栈初始化

某些协议栈初始化函数需要返回堆区控制块指针，例如 LwIP：

struct netif *netif_add(struct netif *netif, /*...*/);

struct netif mynetif;
struct netif *pnetif = NULL;

// 错误示例：试图用二级指针
netif_add(&mynetif, ...); // 返回的是 mynetif 的地址
pnetif = &mynetif;

// 正确示例：若想动态分配 netif
void netif_alloc(struct netif **pp) {
    *pp = malloc(sizeof(struct netif));
}
netif_alloc(&pnetif);
netif_add(pnetif, ...);

思路：牢记函数签名，netif_add 返回值 vs 传参返回，按 API 文档来。

五、实战案例 4：二级指针与多维数组

// 二级指针接收二维矩阵
void init_matrix(int ***mat, int rows, int cols) {
    *mat = malloc(rows * sizeof(int*));
    for(int i=0; i<rows; i++){
        (*mat)[i] = malloc(cols * sizeof(int));
    }
}

int **matrix = NULL;
init_matrix(&matrix, 4, 5); // 二级指针修改 matrix

场景：在 DSP 算法或图像处理中，常见动态 2D 缓冲；一级指针根本指不到整个矩阵结构。

六、实战案例 5：回调注册的二级指针

有些框架通过回调函数来返回操作结果，并传入上下文指针。例如：

typedef void (*MsgCb)(void *ctx, const char *msg);

void register_callback(MsgCb *cb, void **ctx) {
    *cb  = user_handler;
    *ctx = user_context;
}

MsgCb  g_cb;
void *g_ctx = NULL;
register_callback(&g_cb, &g_ctx);

解析：传函数指针也是“二级”，注意类型匹配。

七、实战案例 6：嵌入式驱动中的二级指针

STM32 HAL 的 I2C Mem 写函数：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, 
                                    uint16_t DevAddress, 
                                    uint16_t MemAddress, 
                                    uint8_t MemAddSize, 
                                    uint8_t *pData, 
                                    uint16_t Size, 
                                    uint32_t Timeout);

• uint8_t *pData：一级指针，用于「传输已有数据」。
• 如果要在函数内部动态构造写缓冲并回传给上层，就要写一个二级指针接口包裹它，或者让上层先分配好缓冲，再一级指针传入。

八、速查思路 & 防坑指南

1. 看函数签名：参数是 T * 还是 T **？
2. 关注函数文档：是否会回传指针？或仅仅读取内容？
3. sizeof 用法：malloc(sizeof(type)*N)，不要写 sizeof(N)。
4. 初始化 & 置 NULL：开始 = NULL，free 后 = NULL。
5. 边界检查：malloc 失败时要判断 NULL！

要点

• 一级指针（T*）只能“带你去看风景”——值传递，无法改变外部指针
• 二级指针（T**）才能“把家安在堆上”——地址传递，真正修改原指针
• 在裸机、RTOS、驱动框架中，这一招都是分配与回传资源的通用法则
• 记住 sizeof、NULL 检查与边界校验，指针不再可怕

指针是 C 语言的灵魂，也是嵌入式开发的利器。掌握了一级/二级指针的传参本质，你就拥有了数据与内存的钥匙。练习一下上面 6 个案例，写写小 demo，把指针“陷阱”练成“套路”，下次再遇到崩溃也能轻松 Debug。一起加油，让你的嵌入式项目稳如磐石！