一些嵌入式知識點

2021-09-12 01:47:27 字數 4892 閱讀 8582

預處理器(preprocessor)

1 . 用預處理指令#define 宣告乙個常數,用以表明1年中有多少秒(忽略閏年問題)

#define seconds_per_year (60 * 60 * 24 * 365)ul

我在這想看到幾件事情:

#define 語法的基本知識(例如:不能以分號結束,括號的使用,等等)

懂得預處理器將為你計算常數表示式的值,因此直接寫出你如何計算一年中有多少秒而不是計算出實際的值,是更清晰而沒有代價的。

意識到這個表示式將使乙個16位機的整型數溢位-因此要用到長整型符號l,告訴編譯器這個常數是的長整型數。

如果你在你的表示式中用到ul(表示無符號長整型),那麼你有了乙個好的起點。記住,第一印象很重要。

2 . 寫乙個"標準"巨集min ,這個巨集輸入兩個引數並返回較小的乙個。

#define min(a,b) ((a) <= (b) ? (a) : (b))

這個測試是為下面的目的而設的:

標識#define在巨集中應用的基本知識。這是很重要的。因為在 嵌入(inline)操作符 變為標準c的一部分之前,巨集是方便產生嵌入**的唯一方法,對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的效能,嵌入**經常是必須的方法。

三重條件操作符的知識。這個操作符存在c語言中的原因是它使得編譯器能產生比if-then-else更優的**,了解這個用法是很重要的。

懂得在巨集中小心地把引數用括號括起來

我也用這個問題開始討論巨集的***,例如:當你寫下面的**時會發生什麼事?

least = min(*p++, b);

預處理器標識#error的目的是什麼?

如果你不知道答案,請看參考文獻1。這問題對區分乙個正常的夥計和乙個書呆子是很有用的。只有書呆子才會讀c語言課本的附錄去找出象這種問題的答案。當然如果你不是在找乙個書呆子,那麼應試者最好希望自己不要知道答案。

死迴圈(infinite loops)

嵌入式系統中經常要用到無限迴圈,你怎麼樣用c編寫死迴圈呢?

這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是:

while(1)

下面是答案:

是的。乙個例子是唯讀的狀態暫存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程式不應該試圖去修改它。

是的。儘管這並不很常見。乙個例子是當乙個中服務子程式修該乙個指向乙個buffer的指標時。

這段**有點**。這段**的目的是用來返指標ptr指向值的平方,但是,由於ptr指向乙個volatile型引數,編譯器將產生類似下面的**:

int square(volatile int *ptr)

由於*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段**可能返不是你所期望的平方值!正確的**如下:

long square(volatile int *ptr)

位操作(bit manipulation)

嵌入式系統總是要使用者對變數或暫存器進行位操作。給定乙個整型變數a,寫兩段**,第乙個設定a的bit 3,第二個清除a 的bit 3。在以上兩個操作中,要保持其它位不變。

對這個問題有三種基本的反應

不知道如何下手。該被面者從沒做過任何嵌入式系統的工作。

用bit fields。bit fields是被扔到c語言死角的東西,它保證你的**在不同編譯器之間是不可移植的,同時也保證了的你的**是不可重用的。我最近不幸看到 infineon為其較複雜的通訊晶元寫的驅動程式,它用到了bit fields因此完全對我無用,因為我的編譯器用其它的方式來實現bit fields的。從道德講:永遠不要讓乙個非嵌入式的傢伙粘實際硬體的邊。

用 #defines 和 bit masks 操作。這是乙個有極高可移植性的方法,是應該被用到的方法。最佳的解決方案如下:

#define bit3 (0x1 << 3)

static int a;

void set_bit3(void)

void clear_bit3(void)

訪問固定的記憶體位置(accessing fixed memory locations)

嵌入式系統經常具有要求程式設計師去訪問某特定的記憶體位置的特點。在某工程中,要求設定一絕對位址為0x67a9的整型變數的值為0xaa66。編譯器是乙個純粹的ansi編譯器。寫**去完成這一任務。

這一問題測試你是否知道為了訪問一絕對位址把乙個整型數強制轉換(typecast)為一指標是合法的。這一問題的實現方式隨著個人風格不同而不同。典型的類似**如下:

int *ptr;

ptr = (int *)0x67a9;

*ptr = 0xaa55;

*(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;
即使你的品味更接近第二種方案,但我建議你在面試時使用第一種方案。

中斷(interrupts)

__interrupt double compute_area (double radius)

這個函式有太多的錯誤了,以至讓人不知從何說起了:

isr 不能返回乙個值。如果你不懂這個,那麼你不會被雇用的。

isr 不能傳遞引數。如果你沒有看到這一點,你被雇用的機會等同第一項。

在許多的處理器/編譯器中,浮點一般都是不可重入的。有些處理器/編譯器需要讓額處的暫存器入棧,有些處理器/編譯器就是不允許在isr中做浮點運算。此外,isr應該是短而有效率的,在isr中做浮點運算是不明智的。

與第三點一脈相承,printf()經常有重入和效能上的問題。如果你丟掉了第三和第四點,我不會太為難你的。不用說,如果你能得到後兩點,那麼你的被雇用前景越來越光明了。

**例子(code examples)

12 . 下面的**輸出是什麼,為什麼?

void foo(void)

這個問題測試你是否懂得c語言中的整數自動轉換原則,我發現有些開發者懂得極少這些東西。不管如何,這無符號整型問題的答案是輸出是 「>6」。原因是當表示式中存在有符號型別和無符號型別時所有的運算元都自動轉換為無符號型別。因此-20變成了乙個非常大的正整數,所以該表示式計算出的結果大於6。這一點對於應當頻繁用到無符號資料型別的嵌入式系統來說是丰常重要的。如果你答錯了這個問題,你也就到了得不到這份工作的邊緣。

評價下面的**片斷:

unsigned int zero = 0;

unsigned int compzero = 0xffff;

/*1』's complement of zero */

對於乙個int型不是16位的處理器為說,上面的**是不正確的。應編寫如下:

unsigned int compzero = ~0;

這一問題真正能揭露出應試者是否懂得處理器字長的重要性。在我的經驗裡,好的嵌入式程式設計師非常準確地明白硬體的細節和它的侷限,然而pc機程式往往把硬體作為乙個無法避免的煩惱。

到了這個階段,應試者或者完全垂頭喪氣了或者信心滿滿志在必得。如果顯然應試者不是很好,那麼這個測試就在這裡結束了。但如果顯然應試者做得不錯,那麼我就扔出下面的追加問題,這些問題是比較難的,我想僅僅非常優秀的應試者能做得不錯。提出這些問題,我希望更多看到應試者應付問題的方法,而不是答案。不管如何,你就當是這個娛樂吧...

動態記憶體分配(dynamic memory allocation)

儘管不像非嵌入式計算機那麼常見,嵌入式系統還是有從堆(heap)中動態分配記憶體的過程的。那麼嵌入式系統中,動態分配記憶體可能發生的問題是什麼?

這裡,我期望應試者能提到記憶體碎片,碎片收集的問題,變數的持行時間等等。這個主題已經在esp雜誌中被廣泛地討論過了(主要是 p.j. plauger, 他的解釋遠遠超過我這裡能提到的任何解釋),所有回過頭看一下這些雜誌吧!讓應試者進入一種虛假的安全感覺後,我拿出這麼乙個小節目:

下面的**片段的輸出是什麼,為什麼?

char *ptr;

if ((ptr = (char *)malloc(0)) == null)

puts(「got a null pointer」);

else

puts(「got a valid pointer」);

這是乙個有趣的問題。最近在我的乙個同事不經意把0值傳給了函式malloc,得到了乙個合法的指標之後,我才想到這個問題。這就是上面的**,該**的輸出是"got a valid pointer"。我用這個來開始討論這樣的一問題,看看被面試者是否想到庫例程這樣做是正確。得到正確的答案固然重要,但解決問題的方法和你做決定的基本原理更重要些。
typedef

15 typedef 在c語言中頻繁用以宣告乙個已經存在的資料型別的同義字。也可以用預處理器做類似的事。例如,思考一下下面的例子:

#define dps struct s *

typedef struct s * tps;

以上兩種情況的意圖都是要定義dps 和 tps 作為乙個指向結構s指標。哪種方法更好呢?(如果有的話)為什麼?
這是乙個非常微妙的問題,任何人答對這個問題(正當的原因)是應當被恭喜的。答案是:typedef更好。思考下面的例子:

dps p1,p2;

tps p3,p4;

第乙個擴充套件為

struct s * p1, p2;

.上面的**定義p1為乙個指向結構的指,p2為乙個實際的結構,這也許不是你想要的。第二個例子正確地定義了p3 和p4 兩個指標。

晦澀的語法

16 . c語言同意一些令人震驚的結構,下面的結構是合法的嗎,如果是它做些什麼?

int a = 5, b = 7, c;

c = a+++b;

這個問題將做為這個測驗的乙個愉快的結尾。不管你相不相信,上面的例子是完全合乎語法的。問題是編譯器如何處理它?水平不高的編譯作者實際上會爭論這個問題,根據最處理原則,編譯器應當能處理盡可能所有合法的用法。因此,上面的**被處理成:
c = a++ + b;

因此, 這段**持行後a = 6, b = 7, c = 12。

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