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嵌入式系统开发过程中遇到的——volatile

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。

#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 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( cache ),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

 

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