volatile關鍵字

對#define A (* (volatile unsigned long *) 0x48000000這種形式的定義方式有困惑，因而求助GOOGLE大神,在網上搜到了一些文章，以爲如下三篇文章對理解這個有些做用：

文章一：
    對於不一樣的計算機體系結構，設備多是端口映射，也多是內存映射的。若是系統結構支持獨立的IO地址空間，而且是端口映射，就必須使用匯編語言完成實際對設備的控制，由於C語言並無提供真正的「端口」的概念。若是是內存映射，那就方便的多了。
    以 #define IOPIN   (*((volatile unsigned long *) 0xE0028000))爲例：做爲一個宏定義語句，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同樣，當使用volatile限定時，表示這個變量是依賴系統實現的，覺得着這個變量會被其餘程序或者計算機硬件修改，因爲地址依賴於硬件，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狀況下發生變化。好比，硬件設備的終端更改了它，如今硬件設備每每也有本身的私有內存地址，好比顯存，他們通常是經過映象的方式，反映到一段特定的內存地址當中，這樣，在某些條件下，程序就能夠直接訪問這些私有內存了。另外，好比共享的內存地址，多個程序都對它操做的時候。你的程序並不知道，這個內存什麼時候被改變了。若是不加這個voliatile修飾，程序是利用catch當中的數據，那個多是過期的了，加了 voliatile，就在須要用的時候，程序從新去那個地址去提取，保證是最新的。概括起來以下：
1. volatile變量可變 容許除了程序以外的好比硬件來修改他的內容；
2. 訪問該數據任什麼時候候都會直接訪問該地址處內容，即經過cache提升訪問速度的優化被取消；
     對於((volatile unsigned long *) 0xE0028000)爲隨硬件須要定義的一種地址，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色。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。這裏就是經過內存尋址訪問到寄存器A，能夠讀/寫操做。
    對於(volatile unsigned char *)0x20咱們再分析一下，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，並且這個地址類型是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，若是這樣，那這個循環多是個死循環。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），若是#define i (*(volatile unsigned char *)0x20),那麼與unsigned char i是同樣了，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)可看做是一個普通變量，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。

文章二：
對於不一樣的計算機體系結構，設備多是端口映射，也多是內存映射的。若是系統結構支持獨立的IO地址空間，而且是端口映射，就必須使用匯編語言完成實際對設備的控制，由於C語言並無提供真正的「端口」的概念。若是是內存映射，那就方便的多了。
    舉個例子，好比像寄存器A（地址假定爲0x48000000）寫入數據0x01，那麼就能夠這樣設置了。
#define A (*(volatile unsigned long *) 0x48000000 )
...
     A = 0x01;
...
    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色。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。
    volatile 限定編譯器不對這個指針的指向的存儲單元進行優化, 即不用通用寄存器暫時代替這個指針的指向的存儲單元,而是每次取值都直接到指針的指向的存儲單元取值.volatile 主要用於變量會異步改變的狀況下,主要有三個方面:1.cpu外設寄存器 2.中斷和主循環都會用到的全局變量   3.操做系統中的線程間都會用到的公共變量.上述表達式拆開來分析，首先(volatile unsigned long *) 0x48000000的意思是把0x48000000強制轉換成volatile unsigned long類型的指針，即對指針的操做的範圍是從0x48000000開始的4個字節(long型).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。這裏就是經過內存尋址訪問到寄存器A，能夠讀/寫操做!
文章三：
理解嵌入式中#define rRTCCON (*(volatile unsigned char *))0x57000043
            #define rRTCCON    (*(volatile unsigned char *)0x57000043) //RTC control
    理解#define rRTCCON (*(volatile unsigned char *)0x57000043) //RTC control 這樣的定義，老是感受很奇怪，今天終於有了一點點心得， 嵌入式系統編程，要求程序員可以利用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。因此，知道要訪問的內存地址後，好比0x57000043:
    第一步是要把它強制轉換爲指針類型（unsigned char *)0x57000043，s3c2410的rRTCCON是單字節訪問的，因此0x57000043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，就能操做指針所指向的地址的內容了；
            *(volatile unsigned char *)0x57000043
     第三步，當心地把#define宏中的參數用括號括起來，這是一個很好的習慣。
    在嵌入式系統中常用到Volatile,對於volatile的用法,我根據本身的理解作以下闡述,但願你們能夠發表評論：
    在c語言中,volatile關鍵字是一種類型修飾符, 用它聲明的類型變量表示該變量能夠被某些編譯器未知的外部因素(好比:操做系統、硬件或者其它線程)更改. 遇到這個關鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼就再也不進行優化，從而能夠提供對特殊地址(定義的變量在內存中的地址)的穩定訪問。
    編譯器對代碼的優化是指:CPU在執行的過程當中,由於訪問內存的速度遠沒有cpu的執行速度快,爲了提升效率,引入了高速緩存cache. C編譯器在編譯時若是不知道變量會被其它外部因素(操做系統、硬件或者其它線程)修改,那麼就會對該變量進行標識,即優化.那麼這個變量在CPU的執行過程當中,就會被放到高速緩存cache去,進而達到對變量的快速訪問. 在瞭解了優化的概念後,試想若是咱們事先就知道該變量會被外部因素改變,那麼咱們就在這個變量定義前加上Volatile,這樣編譯器就不會對該變量進行優化.這樣該變量在cpu處理的過程中,就不會被放到高速緩存cache中。
     爲何要讓變量在執行的過程當中不被放到cache中去呢?若是變量是被外部因素改變,那麼cpu就沒法判斷出這個變量已經被改變,那麼程序在執行的過程當中若是使用到該變量,還會繼續使用cache中的變量,可是這個變量其實已經被改變了.須要到內存地址中更新其內容了.還有一個緣由,在一些寄存器變量或數據端口的使用中,由於寄存器變量自己也是靠cache來處理,爲了不引發錯誤,也可使用volatile修飾符.(簡單的說使用volatile的目的就是:讓對volatile 變量的存取不能緩存到寄存器，每次使用時須要從新存取。

 

引用：http://www.cnblogs.com/geneil/archive/2011/12/15/2289073.html