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

以前老是對ARM程序中(*(volatile unsigned long *))不理解,今天看了兩篇文章,覺得對理解這個很有用,當然這個不止在定義內部特殊寄存器有用,在用到外部總線時,根據具體情況,定義外部器件的地址也可以用。

  下面是文章一

終於理解了#define SREG (*(volatile unsigned CHAR *)0x5F)
以前看到#define SREG     (*(volatile unsigned 
CHAR *)0x5F)
這樣的定義,總是感覺很奇怪,不知道爲什麼,今天終於有了一點點心得,請大蝦們多多批磚~~~

    嵌入式系統編程,要求程序員能夠利用C語言訪問固定的內存地址。既然是個地址,那麼按照C語言的語法規則,這個表示地址的量應該是指針類型。所以,知道要訪問的內存地址後,比如0x5F,
    第一步是要把它強制轉換爲指針類型
(unsigned 
CHAR *)0x5F,AVR的SREG是八位寄存器,所以0x5F強制轉換爲指向
unsigned 
CHAR類型。
    volatile(可變的)這個關鍵字說明這變量可能會被意想不到地改變,這樣編譯器就不會去假設這個變量的值了。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,對指針變量解引用,就能操作指針所指向的地址的內容了
    *(volatile unsigned 
CHAR *)0x5F
    第三步,小心地把#define宏中的參數用括號括起來,這是一個很好的習慣,所以#define SREG     (*(volatile unsigned 
CHAR *)0x5F)

     類似的,如果使用一個32位處理器,要對一個32位的內存地址進行訪問,可以這樣定義#define RAM_ADDR      (*(volatile unsigned 
LONG   *)0x0000555F)
     然後就可以用C語言對這個內存地址進行讀寫操作了
     讀:tmp = RAM_ADDR;
     寫:RAM_ADDR = 0x55;

已下是文章二

對於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IO地址空間,並且是端口映射,就必須使用彙編語言完成實際對設備的控制,因爲C語言並沒有提供真正的“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))   爲例:作爲一個宏定義語句,define是定義一個變量或常量的僞指令。首先( volatile unsigned long * )的意思是將後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,以爲着這個變量會被其他程序或者計算機硬件修改,由於地址依賴於硬件,volatile就表示他的值會依賴於硬件。

        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,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。另外,比如共享的內存地址,多個程序都對它操作的時候。你的程序並不知道,這個內存何時被改變了。如果不加這個voliatile修飾,程序是利用catch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比如硬件來修改他的內容   
2. 訪問該數據任何時候都會直接訪問該地址處內容,即通過cache提高訪問速度的優化被取消  

       對於((volatile unsigned long *) 0xE0028000)爲隨硬件需要定義的一種地址,前面加上“*”指針,爲直接指向該地址,整個定義約定符號IOPIN代替,調用的時候直接對指向的地址寄存器寫內容既可。這實際上就是內存映射機制的方便性了。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,暫記爲p,那麼就是#define A *p,即A爲P指針指向位置的內容了。這裏就是通過內存尋址訪問到寄存器A,可以讀/寫操作。

對於(volatile unsigned char *)0x20我們再分析一下,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 。
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,且要求每次直接讀值。例如用while((unsigned char *)0x20)時,有時系統可能不真正去讀0x20的值,而是用第一次讀出的值,如果這樣,那這個循環可能是個死循環。用了volatile 則要求每次都去讀0x20的實際值。

那麼(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),那麼與unsigned char i是一樣了,只不過前面的i的地址是固定的。

那麼你的問題就可解答了,(*(volatile unsigned char *)0x20)可看作是一個普通變量,這個變量有固定的地址,指向0x20。而0x20只是個常量,不是指針更不是變量。

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