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linux C(嵌入式) 面试题

2015-03-21 10:12 246 查看
先发基本问题,再发编程问题..........

想成为嵌入式程序员应知道的0x10个基本问题:

一、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

我在这想看到几件事情:

1) #define 语法的基本知识(例如:不能以分号结束,括号的使用,等等)

2)懂得预处理器将为你计算常数表达式的值,因此,直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值,是更清晰而没有代价的。

3) 意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数。

4) 如果你在你的表达式中用到UL(表示无符号长整型),那么你有了一个好的起点。记住,第一印象很重要。

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))

这个测试是为下面的目的而设的:

1) 标识#define在宏中应用的基本知识。这是很重要的。因为在 嵌入(inline)操作符 变为标准C的一部分之前,宏是方便产生嵌入代码的唯一方法,对于嵌入式系统来说,为了能达到要求的性能,嵌入代码经常是必须的方法。

2)三重条件操作符的知识。这个操作符存在C语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else更优化的代码,了解这个用法是很重要的。

3) 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来

4) 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);

(least= MIN((*p++) <= b ? (*p++) : b).*和++优先级别同样,右结合,p指针加了两次,p指向的值已经不正确了。改为MIN((*p)++, b);)

3. 预处理器标识#error的目的是什么?

如果你不知道答案,请看参考文献1。这问题对区分一个正常的伙计和一个书呆子是很有用的。只有书呆子才会读C语言课本的附录去找出象这种问题的答案。当然如果你不是在找一个书呆子,那么应试者最好希望自己不要知道答案。

#error命令是C/C++语言的预处理命令之一,当预处理器预处理到#error命令时将停止编译并输出用户自定义的错误消息。

二、死循环(Infinite loops)
4. 嵌入式系统中经常要用到无限循环,你怎么样用C编写死循环呢?

这个问题用几个解决方案。我首选的方案是:

while(1)

{

}

一些程序员更喜欢如下方案:

for(;;)

{

}

这个实现方式让我为难,因为这个语法没有确切表达到底怎么回事。如果一个应试者给出这个作为方案,我将用这个作为一个机会去探究他们这样做的基本原理。如果他们的基本答案是:"我被教着这样做,但从没有想到过为什么。"这会给我留下一个坏印象。

第三个方案是用 goto

Loop:

...

goto Loop;

应试者如给出上面的方案,这说明或者他是一个汇编语言程序员(这也许是好事)或者他是一个想进入新领域的BASIC/FORTRAN程序员。

三、数据声明(Data declarations)

5. 用变量a给出下面的定义

a) 一个整型数(An integer)

b)一个指向整型数的指针( A pointer to an integer)

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( A pointer to a pointer to an intege)r

d)一个有10个整型数的数组( An array of 10 integers)

e) 一个有10个指针的数组,该指针是指向一个整型数的。(An array of 10 pointers to integers)

f) 一个指向有10个整型数数组的指针( A pointer to an array of 10 integers)

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(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)

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( An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer )

答案是:

a) int a; // An integer

b) int *a; // A pointer to an integer

c) int **a; // A pointer to a pointer to an integer

d) int a[10]; // An array of 10 integers

e) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers

f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers

g) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer

h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer

四、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。

五、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0x 67a9的整型变量的值为0xaa55。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。

六、中断(Interrupts)

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。
七、代码例子(Code examples)

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");

}

这个问题测试你是否懂得C语言中的整数自动转换原则,我发现有些开发者懂得极少这些东西。不管如何,这无符号整型问题的答案是输出是 ">6"。原因是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。因此-20变成了一个非常大的正整数,所以该表达式计算出的结果大于6。这一点对于应当频繁用到无符号数据类型的嵌入式系统来说是丰常重要的。如果你答错了这个问题,你也就到了得不到这份工作的边缘。
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。

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。

main()

{

int a[5]={1,2,3,4,5};

int *ptr=(int *)(&a+1);

printf("%d,%d",*(a+1),*(ptr-1));

}

输出:2,5

*(a+1)就是a[1],*(ptr-1)就是a[4],执行结果是2,5

&a+1不是首地址+1,系统会认为加一个a数组的偏移,是偏移了一个数组的大小(本例是5个int)

int *ptr=(int *)(&a+1);

则ptr实际是&(a[5]),也就是a+5

原因如下:

&a是数组指针,其类型为 int (*)[5];

而指针加1要根据指针类型加上一定的值,

不同类型的指针+1之后增加的大小不同

a是长度为5的int数组指针,所以要加 5*sizeof(int)

所以ptr实际是a[5]

但是prt与(&a+1)类型是不一样的(这点很重要)

所以prt-1只会减去sizeof(int*)

a,&a的地址是一样的,但意思不一样,a是数组首地址,也就是a[0]的地址,&a是对象(数组)首地址,a+1是数组下一元素的地址,即a[1],&a+1是下一个对象的地址,即a[5].

int main()

{

char a;

char *str=&a;

strcpy(str,"hello");

printf(str);

return 0;

}

没有为str分配内存空间,将会发生异常

问题出在将一个字符串复制进一个字符变量指针所指地址。虽然可以正确输出结果,但因为越界进行内在读写而导致程序崩溃。

char* s="AAA";

printf("%s",s);

s[0]='B';

printf("%s",s);

有什么错?

"AAA"是字符串常量。s是指针,指向这个字符串常量,所以声明s的时候就有问题。

cosnt char* s="AAA";

然后又因为是常量,所以对是s[0]的赋值操作是不合法的。

八、Typedef

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,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。晦涩的语法

交换两个变量的值,不使用第三个变量。即a=3,b=5,交换之后a=5,b=3;

有两种解法, 一种用算术算法, 一种用^(异或)

a = a + b;

b = a - b;

a = a - b;

or

a = a^b;// 只能对int,char..

b = a^b;

a = a^b;

or

a ^= b ^= a;

1:(void *)ptr 和 (*(void**))ptr的结果是否相同?其中ptr为同一个指针

.(void *)ptr 和 (*(void**))ptr值是相同的

2:int main()

{

int x=3;

printf("%d",x);

return 1;

}

问函数既然不会被其它函数调用,为什么要返回1?

mian中,c标准认为0表示成功,非0表示错误。具体的值是某中具体出错信息

1,要对绝对地址0x100000赋值,我们可以用

(unsigned int*)0x100000 = 1234;

那么要是想让程序跳转到绝对地址是0x100000去执行,应该怎么做?

*((void (*)( ))0x100000 ) ( );

首先要将0x100000强制转换成函数指针,即:

(void (*)())0x100000

然后再调用它:

*((void (*)())0x100000)();

用typedef可以看得更直观些:

typedef void(*)() voidFuncPtr;

*((voidFuncPtr)0x100000)();

2,已知一个数组table,用一个宏定义,求出数据的元素个数

#define NTBL

#define NTBL (sizeof(table)/sizeof(table[0]))
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