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嵌入式笔试题总结

16-11-09        来源:[db:作者]  
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预处理器(Preprocessor)

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

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。

写一个“标准”宏MIN,这个宏输入两个参数并返回较小的一个。
least = MIN(*p++, b);
预处理器标识#error的目的是什么?
error预处理指令的作用是,编译程序时,只要遇到#error就会生成一个编译错误提示消息,并停止编译。
指令用于报告编译时错误信息的;如果预处理方面有错误,那么就会打印#error指令后面的文本内容。
其语法格式为:
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). 这段代码的有个恶作剧。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)

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。

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;
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)

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(" Area = %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");
} 

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;
/1’s complement of zero /
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。
到了这个阶段,应试者或者完全垂头丧气了或者信心满满志在必得。如果显然应试者不是很好,那么这个测
试就在这里结束了。但如果显然应试者做得不错,那么我就扔出下面的追加问题,这些问题是比较难的,我
想仅仅非常优秀的应试者能做得不错。提出这些问题,我希望更多看到应试者应付问题的方法,而不是答案
。不管如何,你就当是这个娱乐吧…

动态内存分配(Dynamic memory allocation)

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),所有回过头看一下这些杂志吧!让应试者进入一种虚假的安全感觉后
,我拿出这么一个小节目:下面的代码片段的输出是什么,为什么?
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。

C语言同意一些令人震惊的结构,下面的结构是合法的吗,如果是它做些什么?
int a = 5, b = 7, c;
c = a+++b; 这个问题将做为这个测验的一个愉快的结尾。不管你相不相信,上面的例子是完全合乎语法的
。问题是编译器如何处理它?水平不高的编译作者实际上会争论这个问题,根据最处理原则,编译器应当能
处理尽可能所有合法的用法。因此,上面的代码被处理成:
c = a++ + b;
因此, 这段代码持行后a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案,或猜出正确答案,做得好。如果你不知道答案,我也不把这个当作问题。我发现这个问题
的最大好处是:这是一个关于代码编写风格,代码的可读性,代码的可修改性的好的话题。
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