华电青岛热力有限公司:关于嵌入式程序开发的一些基本问题_whyspai.浪钦馨云

来源:百度文库 编辑:第一文库网 时间:2020/01/22 22:00:05

int main(int argc,char *argv[])//argc是外部命令参数的个数,第一个是本程序,argv[]指向字符串的指针数组,存放的是各参数的内容,第一个为本程序具体路径

预处理器(Preprocessor)

1、用预处理指令#define 声明一个常数,用以表明1年中有多少秒(忽略闰年问题)
         #define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL
2、写一个"标准"宏MIN ,这个宏输入两个参数并返回较小的一个。
        #define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))
3、我也用这个问题开始讨论宏的副作用,例如:当你写下面的代码时会发生什么事?
        least = MIN(*p++, b);//满递减压栈,*b++先引用再增值
4、预处理器标识#error的目的是什么?


5、 用变量a给出下面的定义
a) 一个整型数
b)一个指向整型数的指针
c)一个指向指针的的指针,它指向的指针是指向一个整型数
d)一个有10个整型数的数组
e)一个有10个指针的数组,该指针是指向一个整型数的。
f)一个指向有10个整型数数组的指针
g)一个指向函数的指针,该函数有一个整型参数并返回一个整型数
h)一个有10个指针的数组,该指针指向一个函数,该函数有一个整型参数并返回一个整型数

答案是:
a) int a;
b) int *a;
c) int **a;
d) int a[10];
e) int *a[10];
f) int (*a)[10];
g) int (*a)(int);
h) int (*a[10])(int);

Static

6、关键字static的作用是什么?
这个简单的问题很少有人能回答完全。在C语言中,关键字static有三个明显的作用:
1)在函数体,一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
2)在模块内(但在函数体外),一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问,但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。
3)在模块内,一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是,这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

大多数应试者能正确回答第一部分,一部分能正确回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。这是一个应试者的严重的缺点,因为他显然不懂得本地化数据和代码范围的好处和重要性。

Const

7、关键字const有什么含意?
"只读"就可以了。
const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/******/
前两个的作用是一样,a是一个常整型数。第三个意味着a是一个指向常整型数的指针。第四个意思a是一个指向整型数的常指针。最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针
为什么还要如此看重关键字const呢?如下的几下理由:
1)关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息,实际上,声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾,你就会很快学会感谢这点多余的信息。
2)通过给优化器一些附加的信息,使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。
3)合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数,防止其被无意的代码修改。简而言之,这样可以减少bug的出现。

8、关键字volatile有什么含意?并给出三个不同的例子。
一个定义为volatile的变量是说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。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子:
1)并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
2)一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
3)多线程应用中被几个任务共享的变量

回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。
假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
2)一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
3)下面的函数有什么错误:

int square(volatile int *ptr)
{
        return *ptr * *ptr;
}

下面是答案:
1)是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。
2)是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
3)这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:

int square(volatile int *ptr)
{
    int a,b;
    a = *ptr;
    b = *ptr;
    return a * b;
}

由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:

long square(volatile int *ptr)
{
    int a;
    a = *ptr;
    return a * a;
}

位操作(Bit manipulation)

9、嵌入式系统总是要用户对变量或寄存器进行位操作。给定一个整型变量a,写两段代码,第一个设置a的bit 3,第二个清除a 的bit 3。在以上两个操作中,要保持其它位不变。
对这个问题有三种基本的反应
1)不知道如何下手。该被面者从没做过任何嵌入式系统的工作。
2)用bit fields。Bit fields是被扔到C语言死角的东西,它保证你的代码在不同编译器之间是不可移植的,同时也保证了的你的代码是不可重用的。我最近不幸看到 Infineon为其较复杂的通信芯片写的驱动程序,它用到了bit fields因此完全对我无用,因为我的编译器用其它的方式来实现bit fields的。从道德讲:永远不要让一个非嵌入式的家伙粘实际硬件的边。
3)用 #defines 和 bit masks 操作。这是一个有极高可移植性的方法,是应该被用到的方法。最佳的解决方案如下:

#define BIT3 (0x1 << 3)
static int a;

void set_bit3(void)
{
    a |= BIT3;
}
void clear_bit3(void)
{
    a &= ~BIT3;
}

一些人喜欢为设置和清除值而定义一个掩码同时定义一些说明常数,这也是可以接受的。我希望看到几个要点:说明常数、|=和&=~操作。

访问固定的内存位置(Accessing fixed memory locations)

10、嵌入式系统经常具有要求程序员去访问某特定的内存位置的特点。在某工程中,要求设置一绝对地址为0x67a9的整型变量的值为0xaa66。编译器是一个纯粹的ANSI编译器。写代码去完成这一任务。
这一问题测试你是否知道为了访问一绝对地址把一个整型数强制转换(typecast)为一指针是合法的。这一问题的实现方式随着个人风格不同而不同。典型的类似代码如下:
    int *ptr;
    ptr = (int *)0x67a9;
    *ptr = 0xaa55;

A more obscure approach is:
一个较晦涩的方法是:

    *(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;

即使你的品味更接近第二种方案,但我建议你在面试时使用第一种方案。

中断(Interrupts)

11、中断是嵌入式系统中重要的组成部分,这导致了很多编译开发商提供一种扩展—让标准C支持中断。具代表事实是,产生了一个新的关键字 __interrupt。下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR),请评论一下这段代码的。

__interrupt double compute_area (double radius)
{
    double area = PI * radius * radius;
    printf("\nArea = %f", area);
    return area;
}

这个函数有太多的错误了,以至让人不知从何说起了:
1)ISR 不能返回一个值。如果你不懂这个,那么你不会被雇用的。
2)ISR 不能传递参数。如果你没有看到这一点,你被雇用的机会等同第一项。
3)在许多的处理器/编译器中,浮点一般都是不可重入的。有些处理器/编译器需要让额处的寄存器入栈,有些处理器/编译器就是不允许在ISR中做浮点运算。此外,ISR应该是短而有效率的,在ISR中做浮点运算是不明智的。
4)与第三点一脉相承,printf()经常有重入和性能上的问题。如果你丢掉了第三和第四点,我不会太为难你的。不用说,如果你能得到后两点,那么你的被雇用前景越来越光明了。


代码例子(Code examples)

12、下面的代码输出是什么,为什么?

void foo(void)
{
    unsigned int a = 6;
    int b = -20;
    (a+b > 6) ? puts("> 6" : puts("<= 6";
}
自动转换原则,当表达式中存在有符号类型和无符号类型时所有的操作数都自动转换为无符号类型。

13、评价下面的代码片断:

unsigned int zero = 0;
unsigned int compzero = 0xFFFF;

对于一个int型不是16位的处理器为说,上面的代码是不正确的。应编写如下:

unsigned int compzero = ~0;

这一问题真正能揭露出应试者是否懂得处理器字长的重要性。在我的经验里,好的嵌入式程序员非常准确地明白硬件的细节和它的局限,然而PC机程序往往把硬件作为一个无法避免的烦恼。

动态内存分配(Dynamic memory allocation)

14、尽管不像非嵌入式计算机那么常见,嵌入式系统还是有从堆(heap)中动态分配内存的过程的。那么嵌入式系统中,动态分配内存可能发生的问题是什么?
这里,我期望应试者能提到内存碎片,碎片收集的问题,变量的持行时间等等。这个主题已经在ESP杂志中被广泛地讨论过了(主要是 P.J. Plauger, 他的解释远远超过我这里能提到的任何解释)
下面的代码片段的输出是什么,为什么?

char *ptr;
if ((ptr = (char *)malloc(0)) == NULL)
    puts("Got a null pointer";
else
    puts("Got a valid pointer";

这是一个有趣的问题。最近在我的一个同事不经意把0值传给了函数malloc,得到了一个合法的指针之后,我才想到这个问题。这就是上面的代码,该代码的输出是"Got a valid pointer"。我用这个来开始讨论这样的一问题,看看被面试者是否想到库例程这样做是正确。得到正确的答案固然重要,但解决问题的方法和你做决定的基本原理更重要些。

Typedef

15、Typedef 在C语言中频繁用以声明一个已经存在的数据类型的同义字。也可以用预处理器做类似的事。例如,思考一下下面的例子:

#define dPS struct s *
typedef struct s * tPS;

以上两种情况的意图都是要定义dPS 和 tPS 作为一个指向结构s指针。哪种方法更好呢?(如果有的话)为什么?
这是一个非常微妙的问题,任何人答对这个问题(正当的原因)是应当被恭喜的。答案是:typedef更好。思考下面的例子:

dPS p1,p2;
tPS p3,p4;

第一个扩展为

struct s * p1, p2;
.
上面的代码定义p1为一个指向结构的指针,p2为一个实际的结构,这也许不是你想要的。第二个例子正确地定义了p3 和p4 两个指针。