（转）嵌入式linux系统开发过程中遇到的——volatile

原文地址：http://blog.csdn.net/HumorRat/article/details/5631023

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：

• 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。

• 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。