volatile详解

volatile

一：为什么要讲volatile

因为，很多”面试官”自己找不到能够测试应聘者的好的方式，所以就google了一下，发现了”嵌入式经典的0x10个面试题”，于是乎就拿来直接问了。我想第一个想到用这个来提问应聘者的人绝对是值得我们仰慕的。

二：V olatile官方说明

Indicates that a variable can be changed by a background routine.

Keyword volatile is an extreme opposite of const. It indicates that a variable may be changed in a way which is absolutely unpredictable by analysing the normal program flow (for example, a variable which may be changed by an interrupt handler). This keyword uses the following syntax: volatile data-definition;

Every reference to the variable will reload the contents from memory rather than take advantage of situations where a copy can be in a register.

翻译：

表示一个变量也许会被后台程序改变.

关键字volatile是与const绝然对立的。它指示一个变量也许会被某种方式修改，这种方式按照正常程序流程分析是无法预知的(例如，一个变量也许会被一个中断服务程序所修改)。这个关键字使用下列语法定义：

volatile data-definition;

变量如果加了volatile修饰，则会从内存重新装载内容，而不是直接从寄存器拷贝内容。

三：实例分析

V olatile应用比较多的场合，在中断服务程序和cpu相关寄存器的定义。

比如，下面就是lpc2136 相关寄存器定义

/**************************

/* Vectored Interrupt Controller (VIC) */

#define VICIRQStatus (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF000))

#define VICFIQStatus (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF004))

#define VICRawIntr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF008))

#define VICIntSelect (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF00C))

#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))

#define VICIntEnClr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF014))

#define VICSoftInt (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF018))

#define VICSoftIntClear (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF01C))

#define VICProtection (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF020))

#define VICVectAddr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF030))

#define VICDefVectAddr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF034))

#define VICVectAddr0 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF100))

#define VICVectAddr1 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF104))

#define VICVectAddr2 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF108))

#define VICVectAddr3 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF10C))

#define VICVectAddr4 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF110))

#define VICVectAddr5 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF114))

#define VICVectAddr6 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF118))

#define VICVectAddr7 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF11C))

#define VICVectAddr8 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF120))

#define VICVectAddr9 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF124))

#define VICVectAddr10 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF128))

#define VICVectAddr11 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF12C))

也许有人看到这里有带出了跟本文无关的疑问，#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))

是什么语法。

这里也一并介绍了：

先总结一句话，#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))

其实就是定义一个指针变量。

那什么是指针变量呢，万变不离其宗！

我们看C里面对指针变量的定义：(大家可以去看谭浩强老师C语言第四版指针部分)

Int a;这里a是一个变量，是一个32位整形变量；

Int *p;同理，p也是一个变量，但他是一个指针变量，他可以存放一个地址，

如：p=&a，（p可以这样赋值），p存放的地址是变量a的地址。&是取地址符。

那么*p是什么呢？

*p就是p所指向的内容!!

比如：

{

Int a;

Int *p;

a=100;

p=&a

}

那么*p就等于100;

但是，这里还有个问题，p本身的地址。如果想到了这里，我们就好介绍

，#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))

我们来做一个例比：

(*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))=========>*p

那么这里((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010)========>p

这里0xFFFFF010就对应到p本身的地址。

首先，大家应该知道这是一个C语言里面的宏定义；然后，0xFFFFF010这个32位数，这个数的来源在lpc2136 datasheet，52page/270

所以，这个32位数是一个寄存器地址，要把一个32位数表示成地址怎么表示呢？

(unsigned long *) 0xFFFFF010，就是这样(也可以表示成(unsigned char *) 0xFFFFF010,前者表示这个地方可以存放32位数据，后者表示这个地址只能存放8位数据)。

既然是地址，就像我们在超市里面的寄存包裹箱一样，是可以存放东西，而且可以取出东西的地方。我们叫可读写，当然有些地址是不能写的，只读的，比如这里面的VICIRQStatus..

寄存器地址为什么要加volatile修饰呢，是因为，这些寄存器里面的值是随时变化的。比如，我们这里的中断状态寄存器VICIRQStatus ,当某个中断发生的时候，我们无法知道，那么这个状态寄存器的内容也是无法预知的。我们读取的时候，CPU就直接到内存里面取值，而不是到cache里面取值。

*(volatile uint32 *)0x60001404 = 0x0000;

意思就是初始化0x60001404地址中的值为0x0000，一般在很多单片机

程序中完成寄存器的操作时经常这样用，它相当于下面两步

volatile uint32 * p = (volatile uint32 *)0x60001404;

* p = 0x0000; (peak：把p指向的变量赋值0x0000)

其中(volatile uint32 *)0x60001404，是利用c语言的强制类型转换把地址值转换为volatile uint32 * 类型的指针（相当于volatile uint32 * p = (volatile uint32 *)0x60001404），然后将0x0000赋给这个指针指向的地址（相当于* p = 0x0000），也就使

0x60001404地址中的值为0x0000。