ARM定义特殊寄存器*(volatile unsigned long *))的理解

以前老是对ARM程序中（*(volatile unsigned long *))不理解，通过查阅资料，和看别人写的文章，今天对这个类型转换进行解析一下。这个用法不止在定义内部特殊寄存器有用，在用到外部总线时，定义外部器件的地址也会用。

对于嵌入式系统编程，要求程序员能够利用C语言访问固定的内存地址。既然是个地址，那么按照C语言的语法规则，这个表示地址的量应该是指针类型。所以，知道要访问的内存地址后，比如0x5F。

第一步是要把它强制转换为指针类型
（unsigned CHAR *)0x5FAVR的SREG是八位寄存器，所以0x5F强制转换为指向unsigned CHAR类型。
volatile（可变的）这个关键字说明这变量可能会被意想不到地改变，这样编译器就不会去假设这个变量的值了。这种“意想不到地改变”，不是由程序去改变，而是由硬件 去改 变----意想不到。
第二步，对指针变量解引用，就能操作指针所指向的地址的内容了。
*(volatile unsigned CHAR *)0x5F
第三步，小心地把#define宏中的参数用括号括起来，这是一个很好的习惯，所以#defineSREG (*(volatile unsigned CHAR *)0x5F)
类似的，如果使用一个32位处理器，要对一个32位的内存地址进行访问，可以这样定义：#define RAM_ADDR(*(volatile unsigned LONG*)0x0000555F)
然后就可以用C语言对这个内存地址进行读写操作了
读操作：tmp = RAM_ADDR；
写操作：RAM_ADDR = 0x55；

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IO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。

以#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，这个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volatile修饰，程序是利用cache当中的数据，那个可能是过时的了，加了volatile，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比如硬件来修改他的内容。
2.访问该数据任何时候都会直接访问该地址处内容，即通过cache提高访问速度的优化被取消。

对于((volatile unsigned long *) 0xE0028000)为硬件需要定义的一种地址，前面加上“*”指针，为直接指向该地址，整个定义约定符号IOPIN代替，调用的时候直接对指向的地址寄存器写内容既可。这实际上就是内存映射机制的方便性了。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为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。对于(volatile unsigned char *)0x20我们再分析一下，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。

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，且要求每次直接读值。例如用while((unsigned char *)0x20)时，有时系统可能不真正去读0x20的值，而是用第一次读出的值，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0x20的实际值。
(*(volatile unsigned char *)0x20)可看作是一个普通变量，这个变量有固定的地址，指向0x20。而0x20只是个常量，不是指针更不是变量。