#define A (* (volatile unsigned long *) 详解

最新推荐文章于 2024-03-09 18:14:30 发布

转载最新推荐文章于 2024-03-09 18:14:30 发布 · 2.4k 阅读

文章标签：

#编译器 #语言 #嵌入式 #汇编 #优化 #存储

C/C++基础专栏收录该内容

57 篇文章

订阅专栏

本文介绍了内存映射机制及Volatile关键字的应用。探讨了如何通过内存映射访问硬件寄存器，解释了Volatile的作用及其在嵌入式系统中的重要性。

#define A (* (volatile unsigned long *) 0x48000000 )

对于不同的计算机体系结构，设备可能是端口映射，也可能是内存映射的。如果系统结构支持独立的IO地址空间，并且是端口映射，就必须使用汇编语言完成实际对设备的控制，因为C语言并没有提供真正的“端口”的概念。如果是内存映射，那就方便的多了。

举个例子，比如像寄存器A（地址假定为0x48000000）写入数据0x01，那么就可以这样设置了。

#define A (*(volatile unsigned long *) 0x48000000 )

...

A = 0x01;

...

这实际上就是内存映射机制的方便性了。其中volatile关键字是嵌入式系统开发的一个重要特点。volatile（可变的）这个关键字说明这变量可能会被意想不到地改变，这样编译器就不会去假设这个变量的值了。这种“意想不到地改变”，不是由程序去改变，而是由硬件去改变。

volatile 限定编译器不对这个指针的指向的存储单元进行优化, 即不用通用寄存器暂时代替这个指针的指向的存储单元,而是每次取值都直接到指针的指向的存储单元取值.volatile 主要用于变量会异步改变的情况下,

主要有三个方面:

1.cpu外设寄存器

2.中断和主循环都会用到的全局变量

3.操作系统中的线程间都会用到的公共变量.上述表达式拆开来分析，

首先(volatile unsigned long *) 0x48000000的意思是把0x48000000强制转换成volatile unsigned long类型的指针，即对指针的操作的范围是从0x48000000开始的4个字节(long型).暂记为p，那么就是#define A *p，即A为P指针指向位置的内容了。这里就是通过内存寻址访问到寄存器A，可以读/写操作!

以 #define IOPIN (*((volatile unsigned long *) 0xE0028000))

为例：作为一个宏定义语句，define是定义一个变量或常量的伪指令。首先（ volatile unsigned long * ）的意思是将后面的那个地址强制转换成 volatile unsigned long * ，unsigned long * 是无符号长整形，volatile 是一个类型限定符，如const一样，当使用volatile限定时，表示这个变量是依赖系统实现的，以为着这个变量会被其他程序或者计算机硬件修改，由于地址依赖于硬件，volatile就表示他的值会依赖于硬件。

volatile 类型是这样的，其数据确实可能在未知的情况下发生变化。比如，硬件设备的终端更改了它，现在硬件设备往往也有自己的私有内存地址，比如显存，他们一般是通过映象的方式，反映到一段特定的内存地址当中，这样，在某些条件下，程序就可以直接访问这些私有内存了。另外，比如共享的内存地址，多个程序都对它操作的时候。你的程序并不知道，这个内存何时被改变了。如果不加这个voliatile修饰，程序是利用catch当中的数据，那个可能是过时的了，加了 voliatile，就在需要用的时候，程序重新去那个地址去提取，保证是最新的。归纳起来如下：

1. volatile变量可变允许除了程序之外的比如硬件来修改他的内容

2. 访问该数据任何时候都会直接访问该地址处内容，即通过cache提高访问速度的优化被取消

对于((volatile unsigned long *) 0xE0028000)为随硬件需要定义的一种地址，前面加上“*”指针，为直接指向该地址，整个定义约定符号IOPIN代替，调用的时候直接对指向的地址寄存器写内容既可。这实际上就是内存映射机制的方便性了。其中volatile关键字是嵌入式系统开发的一个重要特点。上述表达式拆开来分析，首先(volatile unsigned long *) 0xE0028000的意思是把0xE0028000强制转换成volatile unsigned long类型的指针，暂记为p，那么就是#define A *p，即A为P指针指向位置的内容了。这里就是通过内存寻址访问到寄存器A，可以读/写操作。

对于(volatile unsigned char *)0x20我们再分析一下，它是由两部分组成：

1）（unsigned char *)0x20，0x20只是个值，前面加（unsigned char *)表示0x20是个地址，而且这个地址类型是unsigned char ，意思是说读写这个地址时，要写进unsigned char 的值，读出也是unsigned char 。

2）volatile，关键字volatile 确保本条指令不会因C 编译器的优化而被省略，且要求每次直接读值。例如用 while(（unsigned char *)0x20）时，有时系统可能不真正去读0x20的值，而是用第一次读出的值，如果这样，那这个循环可能是个死循环。用了volatile 则要求每次都去读0x20的实际值。

那么(volatile unsigned char *)0x20是一个固定的指针，是不可变的，不是变量。而char *u则是个指针变量。

再在前面加"*"：*(volatile unsigned char *)0x20则变成了变量（普通的unsigned char变量，不是指针变量），如果#define i (*(volatile unsigned char *)0x20),那么与unsigned char i是一样了，只不过前面的i的地址是固定的。

那么你的问题就可解答了，(*(volatile unsigned char *)0x20)可看作是一个普通变量，这个变量有固定的地址，指向0x20。而0x20只是个常量，不是指针更不是变量。

源文档 <http://blogold.chinaunix.net/u3/98301/showart_2064027.html>