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。
Volatile 表示可隨硬件端口變化。
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,以為著這個(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,硬件設(shè)備的終端更改了它,現(xiàn)在硬件設(shè)備往往也有自己的私有內(nèi)存地址,比如顯存,他們一般是通過(guò)映象的方式,反映到一段特定的內(nèi)存地址當(dāng)中,這樣,在某些條件下,程序就可以直接訪問(wèn)這些私有內(nèi)存了。另外,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)voliatile修飾,程序是利用catch當(dāng)中的數(shù)據(jù),那個(gè)可能是過(guò)時(shí)的了,加了 voliatile,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)為隨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)開發(fā)的一個(gè)重要特點(diǎn)。上述表達(dá)式拆開來(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,(等效#define A *p )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。
那么(volatile unsigned char *)0x20是一個(gè)固定的指針,是不可變的,不是變量。而char *u則是個(gè)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(等效unsigned char i) 是一樣了,只不過(guò)前面的i的地址是固定的。
那么如何對(duì)這條語(yǔ)句進(jìn)行理解呢?
首先,我們來(lái)分析define語(yǔ)句后面的內(nèi)容: (*(volatile unsigned char *)0x20),首先看到里面使用了關(guān)鍵字volatile和數(shù)據(jù)類型unsigned char以及C語(yǔ)言中的地址引用符號(hào)“*”,將這段代碼拆開來(lái)看, (unsigned char *)0x20中0x20是一個(gè)地址,其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的類型為unsigned char型,即一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù),如一個(gè)8位的寄存器。利用關(guān)鍵字volatile對(duì)其進(jìn)行修飾(volatile unsigned char *)0x20則表示這個(gè)地址中存放的數(shù)據(jù)容易被外部所軟件/硬件改變,告訴編譯器不要去優(yōu)化該條語(yǔ)句,每次執(zhí)行時(shí)均從該地址中去讀取這個(gè)值。再在(volatile unsigned char *)0x20的前面加上地址引用符號(hào)"*"則表示一個(gè)指針對(duì)應(yīng)的變量,則這條語(yǔ)句就成為了一個(gè)可操作的指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)容,相當(dāng)于*p,只不過(guò)這兒p的地址固定為了0x20,*p所指向的數(shù)據(jù)類型定義為了unsigned char,最后將define后面的內(nèi)容用括號(hào)括起來(lái),這是一個(gè)良好的編程習(xí)慣!最終就形成了我們所看到的 (*(volatile unsigned char *)0x20)形式。
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實(shí)例
以前看到#define SREG (*(volatile unsigned char *)0x5F)這樣的定義,總是感覺很奇怪,不知道為什么,今天終于有了一點(diǎn)點(diǎn)心得,請(qǐng)大蝦們多多批磚~~~
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 *)0x5F,AVR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
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#define SREG (*(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
以下與普通操作一樣 讀:tmp = RAM_ADDR;
寫:RAM_ADDR = 0x55
結(jié)論:那么你的問(wèn)題就可解答了,(*(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。
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