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,因为要知道嵌入(inline)操作符变为标准C的一
部分,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). 用这个问题开始讨论宏的副作用,例如:当写下面的代码时会发生什么事?
least = MIN(*p++, b);
3. 预处理器标识#error的目的是什么?
停止编译并显示错误信息。
4. 嵌入式系统中经常要用到无限循环,几个解决方案比较:
首选的方案是 while(1) { } 。
次之为 for(;;) { }。
第三个方案是用 goto
Loop:
...
goto Loop;
分析比较:
for( ; ; )------无条件循环,不用判断条件。
while( 1 )------有条件循环,有条件就要判断条件是否成立,所以多几条指令;对于条件是立即数(常
数)的,有些编译器也会优化掉那几条指令!
二、数据声明(Data declarations)
1. 用变量a给出下面的定义
a) 一个整型数(An integer)
答案:int a;
b) 一个指向整型数的指针(A pointer to an integer)
答案:int *a;
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
integer)。
答案:int **a;
d) 一个有10个整型数的数组(An array of 10 integers)
答案:int a[10];
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)。
答案:int *a[10];
f) 一个指向有10个整型数数组的指针(A pointer to an array of 10 integers)
答案:int (*a)[10];
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 fu nction that
takes an integer as an argument and returns an integer)
答案:int (*a)(int);
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:int (*a[10])(int);
三. 关键字static的作用是什么?
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。
在面试中很少的人能懂得回答出第三部分。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。
四.关键字const是什么含意?
首先看下面的声明都是什么意思?
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(也就是,整型数是不可修改的,但指针可以)。
第四个意思a是一个指向整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是可以修改的,但指针是不可修改
的)。
最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是不可修改的,同时指针也是不
可修改的)。如果应试者能正确回答这些问题,那么他就给我留下了一个好印象。顺带提一句,也许你可能会
问,即使不用关键字const,也还是能很容易写出功能正确的程序,那么我为什么还要如此看重关键字const
呢?我也如下的几下理由:
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。(当然,懂得用const的程序员很少会留下的垃圾让别人来清理的。)
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。
五. 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。这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程
序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所用这些都要求volatile变量。
假设被面试者正确地回答了这个问题,将这个稍微深究一下,说说volatile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;
}
六、位操作(Bit manipulation)
1. 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。
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 = a | BIT3;
}
void clear_bit3(void)
{
a = a & ~BIT3;
}
此问题中希望看到几个要点:说明常数、|=和&=~操作。
七、访问固定的内存位置(Accessing fixed memory locations)
1. 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;
建议使用第一种方案。
八、中断(Interrupts)
中断是嵌入式系统中重要的组成部分,标准C也支持中断,即关键字__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;
}
这个函数的错误:
1). ISR 不能返回一个值。
2). ISR 不能传递参数。
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/编译器需要让额外的寄存器入栈,
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。
九、代码例子
1. 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C语言中的整数自动转换原则,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。
2. 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;
此问题真正揭露出处理器字长的重要性。好的嵌入式程序员应该非常准确地明白硬件的细节和它的局限