ARM定義特殊寄存器*(volatile unsigned long *))的理解

對(duì)于嵌入式系統(tǒng)編程，要求程序員能夠利用C語(yǔ)言訪問(wèn)固定的內(nèi)存地址。既然是個(gè)地址，那么按照C語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，這個(gè)表示地址的量應(yīng)該是指針類型。所以，知道要訪問(wèn)的內(nèi)存地址后，比如0x5F。

第一步是要把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指針類型
（unsigned CHAR *)0x5FAVR的SREG是八位寄存器，所以0x5F強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指向unsigned CHAR類型。
volatile（可變的）這個(gè)關(guān)鍵字說(shuō)明這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。這種“意想不到地改變”，不是由程序去改變，而是由硬件 去改 變----意想不到。
第二步，對(duì)指針變量解引用，就能操作指針?biāo)赶虻牡刂返膬?nèi)容了。
*(volatile unsigned CHAR *)0x5F
第三步，小心地把#define宏中的參數(shù)用括號(hào)括起來(lái)，這是一個(gè)很好的習(xí)慣，所以#defineSREG (*(volatile unsigned CHAR *)0x5F)
類似的，如果使用一個(gè)32位處理器，要對(duì)一個(gè)32位的內(nèi)存地址進(jìn)行訪問(wèn)，可以這樣定義：#define RAM_ADDR(*(volatile unsigned LONG*)0x0000555F)
然后就可以用C語(yǔ)言對(duì)這個(gè)內(nèi)存地址進(jìn)行讀寫操作了
讀操作：tmp = RAM_ADDR；
寫操作：RAM_ADDR = 0x55；

對(duì)于不同的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，設(shè)備可能是端口映射，也可能是內(nèi)存映射的。如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持獨(dú)立的IO地址空間，并且是端口映射，就必須使用匯編語(yǔ)言完成實(shí)際對(duì)設(shè)備的控制，因?yàn)镃語(yǔ)言并沒(méi)有提供真正的“端口”的概念。如果是內(nèi)存映射，那就方便的多了。

以#define IOPIN (*((volatile unsigned long *) 0xE0028000))為例：作為一個(gè)宏定義語(yǔ)句，define是定義一個(gè)變量或常量的偽指令。首先（volatile unsigned long *）的意思是將后面的那個(gè)地址強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成volatile unsigned long *，unsigned long *是無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整形，volatile是一個(gè)類型限定符，如const一樣，當(dāng)使用volatile限定時(shí)，表示這個(gè)變量是依賴系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)變量會(huì)被其他程序或者計(jì)算機(jī)硬件修改，由于地址依賴于硬件，volatile就表示他的值會(huì)依賴于硬件。volatile類型是這樣的，其數(shù)據(jù)確實(shí)可能在未知的情況下發(fā)生變化。比如共享的內(nèi)存地址，多個(gè)程序都對(duì)它操作的時(shí)候。你的程序并不知道，這個(gè)內(nèi)存何時(shí)被改變了。如果不加這個(gè)volatile修飾，程序是利用cache當(dāng)中的數(shù)據(jù)，那個(gè)可能是過(guò)時(shí)的了，加了volatile，就在需要用的時(shí)候，程序重新去那個(gè)地址去提取，保證是最新的。歸納起來(lái)如下：

1. volatile變量可變?cè)试S除了程序之外的比如硬件來(lái)修改他的內(nèi)容。
2.訪問(wèn)該數(shù)據(jù)任何時(shí)候都會(huì)直接訪問(wèn)該地址處內(nèi)容，即通過(guò)cache提高訪問(wèn)速度的優(yōu)化被取消。

對(duì)于((volatile unsigned long *) 0xE0028000)為硬件需要定義的一種地址，前面加上“*”指針，為直接指向該地址，整個(gè)定義約定符號(hào)IOPIN代替，調(diào)用的時(shí)候直接對(duì)指向的地址寄存器寫內(nèi)容既可。這實(shí)際上就是內(nèi)存映射機(jī)制的方便性了。其中volatile關(guān)鍵字是嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要特點(diǎn)。上述表達(dá)式拆開(kāi)來(lái)分析，首先(volatile unsigned long *) 0xE0028000的意思是把0xE0028000強(qiáng)制轉(zhuǎn)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(nèi)容了。這里就是通過(guò)內(nèi)存尋址訪問(wèn)到寄存器A，可以讀/寫操作。對(duì)于(volatile unsigned char *)0x20我們?cè)俜治鲆幌?，它是由兩部分組成：

1）（unsigned char *)0x20，0x20只是個(gè)值，前面加（unsigned char *)表示0x20是個(gè)地址，而且這個(gè)地址類型是unsigned char，意思是說(shuō)讀寫這個(gè)地址時(shí)，要寫進(jìn)unsigned char的值，讀出也是unsigned char。

2）volatile，關(guān)鍵字volatile確保本條指令不會(huì)因C編譯器的優(yōu)化而被省略，且要求每次直接讀值。例如用while((unsigned char *)0x20)時(shí)，有時(shí)系統(tǒng)可能不真正去讀0x20的值，而是用第一次讀出的值，如果這樣，那這個(gè)循環(huán)可能是個(gè)死循環(huán)。用了volatile則要求每次都去讀0x20的實(shí)際值。
(*(volatile unsigned char *)0x20)可看作是一個(gè)普通變量，這個(gè)變量有固定的地址，指向0x20。而0x20只是個(gè)常量，不是指針更不是變量。