嵌入式 系统开发过程中遇到的—— volatile

    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 I/O 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。

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 ，被限定的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：

l           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。

l           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 cache 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因素，比如硬件来修改他的内容。

2 ）访问该数据任何时候都会再次访问该地址处内容，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，表示该地址上的内容，整个定义用字符串 IOPIN 代替，调用的时候直接对指向的地址寄存器写内容既可，非常方便（可以参考 vivi 的代码）。

这实际上正体现了内存映射机制的方便性。 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。

再给一例：对于 (volatile unsigned char *)0x20 ，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 （ 这句话非常有用 ）。

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 。例如用 while((unsigned char *)0x20) 时，有时系统可能不真正去读 0x20 地址所指向的值，而是直接用 第一次读出的值（在 cache 里 ），如果这样，那这个循环可能是个死循环 。用了 volatile 则要求每次都去读地址 0x20 所指向的实际值。

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，即： (volatile unsigned char *)0x20 。