嵌入式 系統開發過程中遇到的—— volatile

??? 對于不同的計算機體系結構，設備可能是端口映射，也可能是內存映射的 。如果系統結構支持獨立的 I/O 地址空間，并且是端口映射，就必須使用匯編語言完成實際對設備的控制，因為 C 語言并沒有提供真正的 “ 端口 ” 的概念。 如果是內存映射，那就方便的多了。

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

作為一個宏定義語句， define 是定義一個變量或常量的偽指令。首先（ volatile unsigned long * ）的意思是將后面的那個地址強制轉換成 volatile unsigned long * ， unsigned long * 是無符號長整形， volatile 是一個類型限定符，如 const 一樣，當使用 volatile 限定時，表示這個變量是依賴系統實現的 ，被限定的變量會被其他程序或者計算機硬件修改，由于地址依賴于硬件， volatile 就表示他的值會依賴于硬件。

volatile 類型是這樣的，其數據確實可能在未知的情況下發生變化。比如：

l ????????? 硬件設備的終端更改了它，現在硬件設備往往也有自己的私有內存地址，比如顯存，他們一般是通過映象的方式，反映到一段特定的內存地址當中，這樣，在某些條件下，程序就可以直接訪問這些私有內存了。

l ????????? 共享的內存地址，多個程序都對它操作的時候。你的程序并不知道，這個內存何時被改變了。如果不加這個 voliatile 修飾，程序是利用 cache 當中的數據，那個可能是過時的了，加了 voliatile ，就在需要用的時候，程序重新去那個地址去提取，保證是最新的。歸納起來如下：

1 ） volatile 變量可變，允許除了程序之外的因素，比如硬件來修改他的內容。

2 ）訪問該數據任何時候都會再次訪問該地址處內容，即通過 cache 提高訪問速度的優化被取消

對于 ((volatile unsigned long *) 0xE0028000) 為隨硬件需要定義的一種地址，前面加上 “*” 指針，表示該地址上的內容，整個定義用字符串 IOPIN 代替，調用的時候直接對指向的地址寄存器寫內容既可，非常方便（可以參考 vivi 的代碼）。

這實際上正體現了內存映射機制的方便性。 其中 volatile 關鍵字是嵌入式系統開發的一個重要特點。上述表達式拆開來分析，首先 (volatile unsigned long *) 0xE0028000 的意思是把 0xE0028000 強制轉換成 volatile unsigned long 類型的指針，暫記為 p ，那么就是 #define A *p ，即 A 為 P 指針指向位置的內容了。這里就是通過內存尋址訪問到寄存器 A ，可以讀 / 寫操作。

再給一例：對于 (volatile unsigned char *)0x20 ，它是由兩部分組成：

1 ）（ unsigned char *)0x20 ， 0x20 只是個值，前面加（ unsigned char *) 表示 0x20 是個地址，而且這個地址類型是 unsigned char ，意思是說讀寫這個地址時，要寫進 unsigned char 的值，讀出也是 unsigned char （ 這句話非常有用 ）。

2 ） volatile ，關鍵字 volatile 確保本條指令不會因 C 編譯器的優化而被省略 。例如用 while((unsigned char *)0x20) 時，有時系統可能不真正去讀 0x20 地址所指向的值，而是直接用 第一次讀出的值（在 cache 里 ），如果這樣，那這個循環可能是個死循環 。用了 volatile 則要求每次都去讀地址 0x20 所指向的實際值。

那么 (volatile unsigned char *)0x20 是一個固定的指針 ，是不可變的，不是變量 。而 char *u 則是個指針變量 。

再在前面加 "*" —— *(volatile unsigned char *)0x20 則變成了變量（普通的 unsigned char 變量，不是指針變量 ），如果 #define i (*(volatile unsigned char *)0x20) ，那么與 unsigned char i 是一樣了， 只不過前面的 i 的地址是固定的，即： (volatile unsigned char *)0x20 。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式系统开发过程中遇到的——volatile的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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