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關於STM32庫中 __IO 修飾符(volatile修飾符)

STM32例子程式碼中會有像這樣的程式碼 static __IO uint32_t TimingDelay;
這裡邊的__IO修飾符不好理解,單從字面可以看出是為IO相關,查其標準庫可以得知這個__IO原來是在Core_cm3.h中被重定義,其實就是volatile

搞stm32這麼久了,經常看到stm32裡面庫檔案裡面有用“_IO”定義的變數,查過一下當時記住了,過段時間又給忘記了。所以才特意的寫一個博文來記住。

volatile

volatile 型別是這樣的,其資料確實可能在未知的情況下發生變化。比如,硬體裝置的終端更改了它,現在硬體裝置往往也有自己的私有記憶體地址,比如視訊記憶體,他們一般是通過映象的方式,反映到一段特定的記憶體地址當中,這樣,在某些條件下,程式就可以直接訪問這些私有記憶體了。另外,比如共享的記憶體地址,多個程式都對它操作的時候。你的程式並不知道,這個記憶體何時被改變了。如果不加這個voliatile修飾,程式是利用catch當中的資料,那個可能是過時的了,加了 voliatile,就在需要用的時候,程式重新去那個地址去提取,保證是最新的。歸納起來如下:

  1. volatile變數可變允許除了程式之外的比如硬體來修改他的內容
  2. 訪問該資料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)為隨硬體需要定義的一種地址,前面加上“”指標,為直接指向該地址,整個定義約定符號IOPIN代替,呼叫的時候直接對指向的地址暫存器寫內容既可。這實際上就是記憶體對映機制的方便性了。其中volatile關鍵字是嵌入式系統開發的一個重要特點。上述表示式拆開來分析,首先(volatile unsigned long *) 0xE0028000的意思是把0xE0028000強制轉換成volatile unsigned long型別的指標,暫記為p,那麼就是#define A *p,即A為P指標指向位置的內容了。這裡就是通過記憶體定址訪問到暫存器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,而且這個地址型別是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,那這個迴圈可能是個死迴圈。用了volatile 則要求每次都去讀0x20的實際值。

那麼(volatile unsigned char )0x20是一個固定的指標,是不可變的,不是變數。而char u則是個指標變數。
再在前面加"
":
(volatile unsigned char )0x20則變成了變數(普通的unsigned char變數,不是指標變數),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。

volatile 的作用就是指示編譯器不要因優化而省略此指令,必須每次都直接讀寫其值。
寫一段測試程式碼如下
u8 test;

test = 1;
test = 2;
test = 3;
設定優化級別中級
執行後test會被直接取值為3 只有最後一個語句被編譯
如用volatile
volatile u8 test;

test = 1;
test = 2;
test = 3;
則所有語句都會被編譯。test先後被設定成1、2、3
由此可以看出這個作用在IO操作,暫存器操作,特殊變數,多執行緒變數讀寫都是很重要。