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在很多編譯器中浮點是不可重入的

發布時間:2022-05-27 13:11:09

1. 關於任務鎖和中斷鎖;關於如何改變網路設置

昨天看書看見一段關於鎖的內容,覺得應該記一下:
禁止任務調度:taskLock
允許任務調度:taskUnlock
調用taskLock的任務會一直執行,而不會被其他任務搶占(除了中斷,當然可以禁止中斷),
除非任務自己調用系統函數被阻塞
,另一任務才能被調入執行。
禁止中斷:intLock
重新允許中斷:intUnlock
為了保護臨界代碼不被中斷打斷,可以用上面兩函數實現。
用intLock閉鎖中斷後,當前的執行進程可一直繼續,任何任務和中斷都不會插入執行,直到使用intUnlock主動解鎖,才能恢復任務調度和中斷處理。
注意不要在中斷閉鎖期間調用vxworks系統函數,否則有可能意外打開中斷閉鎖。
中斷處理函數的代碼限制:
由於中斷處理函數不是在通常的任務上下文中運行,沒有任務控制塊,所以中斷處理共享同一棧空間,
所以中斷處理函數不能調用會引起阻塞的系統函數,如取信號量,內存操作,IO操作,硬浮點操作等。
這里再引用別人的一段和中斷有關的:
11. 中斷是嵌入式系統中重要的組成部分,這導致了很多編譯開發商提供一種擴展讓標准C支持中斷。具代表事實是,產生了一個新的關鍵字__interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR),請評論一下這段代碼的。
__interrupt double compute_area (double radius){double area = PI * radius * radius;
printf("/nArea = %f", area);
return area;}這個函數有太多的錯誤了,以至讓人不知從何說起了:
1)ISR 不能返回一個值。如果你不懂這個,那麼你不會被僱用的。
2) ISR 不能傳遞參數。如果你沒有看到這一點,你被僱用的機會等同第一項。
3) 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寄存器入棧,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。
4) 與第三點一脈相承,printf()經常有重入和性能上的問題。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,那麼你的被僱用前景越來越光明了。

2. 32位浮點數的問題

這是在網上查的,希望對你有幫助先澄清一個概念,浮點數並不一定等於小數,定點數也並不一定就是整數。所謂浮點數就是小數點在邏輯上是不固定的,而定點數只能表示小數點固定的數值,具用浮點數或定點數表示某哪一種數要看用戶賦予了這個數的意義是什麼。 C++中的浮點數有6種,分別是float:單精度,32位 unsigned float:單精度無符號32位 double:雙精度,64位 unsigned double:雙精度無符號,64位 long double:高雙精度,80位 unsigned long double:高雙精度無符號,80位(嚯,應該是C++中最長的內置類型了吧!) 然而不同的編譯器對它們的支持也略有不同,據我所知,很多編譯器都沒有按照IEEE規定的標准80位支持後兩種浮點數的,大多數編譯器將它們視為double,或許還有極個別的編譯器將它們視為128位?!對於128位的long double我也僅是聽說過,沒有求證,哪位高人知道這一細節煩勞告知。 下面我僅以float(帶符號,單精度,32位)類型的浮點數說明C++中的浮點數是如何在內存中表示的。先講一下基礎知識,純小數的二進製表示。(純小數就是沒有整數部分的小數,講給小學沒好好學的人) 純小數要想用二進製表示,必須先進行規格化,即化為 1.xxxxx * ( 2 ^ n ) 的形式(「^」代表乘方,2 ^ n表示2的n次方)。對於一個純小數D,求n的公式如下: n = 1 + log2(D);// 純小數求得的n必為負數 再用 D / ( 2 ^ n ) 就可以得到規格化後的小數了。接下來就是十進制到二進制的轉化問題,為了更好的理解,先來看一下10進制的純小數是怎麼表示的,假設有純小數D,它小數點後的每一位數字按順序形成一個集合: 那麼D又可以這樣表示: D = k1 / (10 ^ 1 ) + k2 / (10 ^ 2 ) + k3 / (10 ^ 3 ) + ... + kn / (10 ^ n ) 推廣到二進制中,純小數的表示法即為: D = b1 / (2 ^ 1 ) + b2 / (2 ^ 2 ) + b3 / (2 ^ 3 ) + ... + bn / (2 ^ n ) 現在問題就是怎樣求得b1, b2, b3,……,bn。演算法描述起來比較復雜,還是用數字來說話吧。聲明一下,1 / ( 2 ^ n )這個數比較特殊,我稱之為位階值。 例如0.456,第1位,0.456小於位階值0.5故為0;第2位,0.456大於位階值0.25,該位為1,並將0.45減去0.25得0.206進下一位;第3位,0.206大於位階值0.125,該位為1,並將0.206減去0.125得0.081進下一位;第4位,0.081大於0.0625,為1,並將0.081減去0.0625得0.0185進下一位;第5位0.0185小於0.03125…… 最後把計算得到的足夠多的1和0按位順序組合起來,就得到了一個比較精確的用二進製表示的純小數了,同時精度問題也就由此產生,許多數都是無法在有限的n內完全精確的表示出來的,我們只能利用更大的n值來更精確的表示這個數,這就是為什麼在許多領域,程序員都更喜歡用double而不是float。 float的內存結構,我用一個帶位域的結構體描述如下: struct MYFLOAT ; 符號就不用多說了,1表示負,0表示正 指數是以2為底的,范圍是 -128 到 127,實際數據中的指數是原始指數加上127得到的,如果超過了127,則從-128開始計,其行為和X86架構的CPU處理加減法的溢出是一樣的。比如:127 + 2 = -127;127 - 2 = 127 尾數都省去了第1位的1,所以在還原時要先在第一位加上1。它可能包含整數和純小數兩部分,也可能只包含其中一部分,視數字大小而定。對於帶有整數部分的浮點數,其整數的表示法有兩種,當整數大於十進制的16777215時使用的是科學計數法,如果小於或等於則直接採用一般的二進製表示法。科學計數法和小數的表示法是一樣的。 小數部分則是直接使用科學計數法,但形式不是X * ( 10 ^ n ),而是X * ( 2 ^ n )。拆開來看。 符號位指數位尾數位

3. 新學菜鳥請教「兩道簡單的數據結構實驗題」,高手請進,在線等,急求證!~~

1 讀程序段,回答問題
int main(int argc,char *argv[])
{
int c=9,d=0;
c=c++%5;
d=c;
printf("d=%d\n",d);
return 0;
}
a) 寫出程序輸出
b) 在一個可移植的系統中這種表達式是否存在風險?why?

#include "stdio.h"
int a=0;
int b;
static char c;
int main(int argc,char *argv[])
{
char d=4;
static short e;

a++;
b=100;
c=(char)++a;
e=(++d)++;
printf("a=%d, b=%d, c=%d, d= %d, e=%d",a,b,c,d,e);
return 0;
}
a) 寫出程序輸出
b) 編譯器如果安排各個變數(a,b,c,d)在內存中的布局(eg. stack,heap,data section,bss section),最好用圖形方式描述。

2 中斷是嵌入式系統中重要的組成部分,這導致了許多編譯開發商提供一種擴展:讓標准C支持中斷,產生了一個新的關鍵字__interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR),請評論以下這段代碼。
__interrupt double compute_area(double radius)
{
double area = PI * radius *radius;
printf("nArea = %f", area);
return area;
}

3 C/C++基礎知識問題
a) 關鍵字volatile在編譯時有什麼含義?並給出三個不同使用場景的例子(可以偽代碼或者文字描述)。
b) C語言中static關鍵字的具體作用有哪些 ?
c) 請問下面三種變數聲明有何區別?請給出具體含義
int const *p;
int* const p;
int const* const p;

4 嵌入式系統相關問題
a) 對於整形變數A=0x12345678,請畫出在little endian及big endian的方式下在內存中是如何存儲的。
b) 在ARM系統中,函數調用的時候,參數是通過哪種方式傳遞的?
c) 中斷(interrupt,如鍵盤中斷)與異常(exception,如除零異常)有何區別?

5 設周期性任務P1,P2,P3的周期為T1,T2,T3分別為100,150,400;執行時間分別為20,40,100。請設計一種調度演算法進行任務調度,滿足任務執行周期及任務周期。

6 優先順序反轉問題在嵌入式系統中是一中嚴重的問題,必須給與足夠重視。
a) 首先請解釋優先順序反轉問題
b) 很多RTOS提供優先順序繼承策略(Priority inheritance)和優先順序天花板策略(Priority ceilings)用來解決優先順序反轉問題,請討論這兩種策略。

參考答案:
1 5
存在風險,因為c=c++%5;這個表達式對c有兩次修改,行為未定義,c的值不確定
int a=0; // data section
int b; // data section
static char c; // BSS
int main(int argc,char *argv[])
{
char d=4; // stack
static short e; // BSS
a++;
b=100;
c=(char)++a;
e=(++d)++;
printf("a=%d, b=%d, c=%d, d= %d, e=%d",a,b,c,d,e);
return 0;
}
a=2,b=100,c=2,d=6,e=5

2 a)ISR不能返回一個值;
b)ISR不能傳遞參數;
c)浮點一般都是不可重入的;
d)printf函數有重入和性能上的問題。

3 a) 用volatile關鍵字定義變數,相當於告訴編譯器,這個變數的值會隨時發生變化,每次使用時都需要去內存里
重新讀取它的值,並不要隨意針對它作優化。
建議使用volatile變數的場所:
(1) 並行設備的硬體寄存器
(2) 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變數(全局變數)
(3) 多線程應用中被幾個任務共享的變數
b) 在函數體,一個被聲明為靜態的變數在這一函數被調用過程中維持其值不變。
在模塊內(但在函數體外),一個被聲明為靜態的變數可以被模塊內所用函數訪問,但不能被模塊外其它函數
訪問。它是一個本地的全局變數。
在模塊內,一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是,這個函數被限制在聲明它的
模塊的本地范圍內使用。
static全局變數與普通的全局變數有什麼區別:static全局變數只初使化一次,防止在其他文件單元中被引用;
static局部變數和普通局部變數有什麼區別:static局部變數只被初始化一次,下一次依據上一次結果值;
static函數與普通函數有什麼區別:static函數在內存中只有一份,普通函數在每個被調用中維持一份拷貝
c) 一個指向常整型數的指針
一個指向整型數的常指針
一個指向常整型數的常指針
4

a) 0x12345678
little endian big endian 剛好反過來
高地址--〉 0x12 低地址--〉 0x12
0x34 0x34
0x56 0x56
低地址--〉 0x78 高地址--〉 0x78
b)參數<=4時候,通過R0~R3傳遞,>4的通過壓棧方式傳遞
c) 異常:在產生時必須考慮與處理器的時鍾同步,實踐上,異常也稱為同步中斷。在處理器執行到由於編程失誤而導致的錯誤指令時,或者在執行期間出現特殊情況(如缺頁),必須靠內核處理的時候,處理器就會產生一個異常。
所謂中斷應該是指外部硬體產生的一個電信號,從cpu的中斷引腳進入,打斷cpu當前的運行;
所謂異常,是指軟體運行中發生了一些必須作出處理的事件,cpu自動產生一個陷入來打斷當前運行,轉入異常處理流程。
非同步與同步的區別`
5

6 高優先順序任務需要等待低優先順序任務釋放資源,而低優先順序任務又正在等待中等優先順序任務的現象叫做優先順序反轉
優先順序繼承策略(Priority inheritance):繼承現有被阻塞任務的最高優先順序作為其優先順序,任務退出臨界區,恢
復初始優先順序。
優先順序天花板策略(Priority ceilings):控制訪問臨界資源的信號量的優先順序天花板。
優先順序繼承策略對任務執行流程的影響相對教小,因為只有當高優先順序任務申請已被低優先順序任務佔有的臨界資源
這一事實發生時,才抬升低優先順序任務的優先順序

4. 請問單片機中的可重入函數與不可重入函數的區別是什麼

此問題比較嚴重的可能出現在用KEIL
C51
編譯器
編寫51內核的單片機上的
C程序
時。由於KEIL優化變數的方式採用了覆蓋技術,就是同一
內存地址
可能反復分配給不同的函數,例如:就導致了
MAIN函數
內調用的延時函數的變數被中斷
函數調用
的同一延時函數的變數覆蓋的極大的可能。因此當在KEIL
C51中編寫可能同時被多個函數調用的子函數時最好申明為
可重入函數

5. C語言筆試題 面試專用 求題目

> 預處理器(Preprocessor)
1. 用預處理指令#define 聲明一個常數,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:
1). #define 語法的基本知識(例如:不能以分號結束,括弧的使用,等等)
2). 懂得預處理器將為你計算常數表達式的值,因此,直接寫出你是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。
3). 意識到這個表達式將使一個16位機的整型數溢出-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。
4). 如果你在你的表達式中用到UL(表示無符號長整型),那麼你有了一個好的起點。記住,第一印象很重要。

2. 寫一個「標准」宏MIN,這個宏輸入兩個參數並返回較小的一個。
#define MIN(A,B) ((A) <= (B) (A) : (B))
這個測試是為下面的目的而設的:
1). 標識#define在宏中應用的基本知識。這是很重要的,因為直到嵌入(inline)操作符變為標准C的一部分,宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法,對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的性能,嵌入代碼經常是必須的方法。
2). 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更優化的代碼,了解這個用法是很重要的。
3). 懂得在宏中小心地把參數用括弧括起來
4). 我也用這個問題開始討論宏的副作用,例如:當你寫下面的代碼時會發生什麼事?
least = MIN(*p++, b);
3. 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。這問題對區分一個正常的伙計和一個書獃子是很有用的。只有書獃子才會讀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一個書獃子,那麼應試者最好希望自己不要知道答案。

死循環(Infinite loops)
4. 嵌入式系統中經常要用到無限循環,你怎麼樣用C編寫死循環呢?
這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是:
while(1)
{
}
一些程序員更喜歡如下方案:
for(;;)
{
}
這個實現方式讓我為難,因為這個語法沒有確切表達到底怎麼回事。如果一個應試者給出這個作為方案,我將用這個作為一個機會去探究他們這樣做的
基本原理。如果他們的基本答案是:「我被教著這樣做,但從沒有想到過為什麼。」這會給我留下一個壞印象。
第三個方案是用 goto
Loop:
...
goto Loop;
應試者如給出上面的方案,這說明或者他是一個匯編語言程序員(這也許是好事)或者他是一個想進入新領域的BASIC/FORTRAN程序員。
數據聲明(Data declarations)

5. 用變數a給出下面的定義
a) 一個整型數(An integer)
b) 一個指向整型數的指針(A pointer to an integer)
c) 一個指向指針的的指針,它指向的指針是指向一個整型數(A pointer to a pointerto an integer)
d) 一個有10個整型數的數組(An array of 10 integers)
e) 一個有10個指針的數組,該指針是指向一個整型數的(An array of 10 pointers tointegers)
f) 一個指向有10個整型數數組的指針(A pointer to an array of 10 integers)
g) 一個指向函數的指針,該函數有一個整型參數並返回一個整型數(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)
h) 一個有10個指針的數組,該指針指向一個函數,該函數有一個整型參數並返回一個整型數( 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 argumentand returns an integer
h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer

人們經常聲稱這里有幾個問題是那種要翻一下書才能回答的問題,我同意這種說法。當我寫這篇文章時,為了確定語法的正確性,我的確查了一下書。但是當我被面試的時候,我期望被問到這個問題(或者相近的問題)。因為在被面試的這段時間里,我確定我知道這個問題的答案。應試者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那麼也就沒有為這次面試做准備,如果該面試者沒有為這次面試做准備,那麼他又能為什麼出准備呢?

Static

6. 關鍵字static的作用是什麼?

這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關鍵字static有三個明顯的作用:
1). 在函數體,一個被聲明為靜態的變數在這一函數被調用過程中維持其值不變。
2). 在模塊內(但在函數體外),一個被聲明為靜態的變數可以被模塊內所用函數訪問,但不能被模塊外其它函數訪問。它是一個本地的全局變數。
3). 在模塊內,一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是,這個函數被限制在聲明它的模塊的本地范圍內使用。
大多數應試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應試者的嚴重的缺點,因為他顯然不懂得本地化數據和代碼范圍的好處和重要性。

Const
7.關鍵字const是什麼含意?
我只要一聽到被面試者說:「const意味著常數」,我就知道我正在和一個業余者打交道。去年Dan Saks已經在他的文章里完全概括了const的所有用法,因此ESP(譯者:EmbeddedSystems Programming)的每一位讀者應該非常熟悉const能做什麼和不能做什麼.如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出const意味著「只讀」就可以了。盡管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細的答案,仔細讀一下Saks的文章吧。)如果應試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題:下面的聲明都是什麼意思?

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數。第三個意味著a是一個指向常整型數的指針(也就是,整型數是不可修改的,但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是可以修改的,但指針是不可修改的)。最後一個意味著a是一個指向常整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是不可修改的,同時指針也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題,那麼他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關鍵字const,也還是能很容易寫出功能正確的程序,那麼我為什麼還要如此看重關鍵字const呢?我也如下的幾下理由:
1). 關鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息,實際上,聲明一個參數為常量是為了告訴了用戶這個參數的應用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多餘的信息。(當然,懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)
2). 通過給優化器一些附加的信息,使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。
3). 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數,防止其被無意的代碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現。

Volatile

8. 關鍵字volatile有什麼含意 並給出三個不同的例子。
一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變數的幾個例子:

1). 並行設備的硬體寄存器(如:狀態寄存器)
2). 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables)
3). 多線程應用中被幾個任務共享的變數回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。嵌入式系統程序員經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所用這些都要求volatile變數。不懂得volatile內容將會帶來災難。假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑這否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1). 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。
2). 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什麼。
3). 下面的函數有什麼錯誤:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案:
1). 是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
2). 是的。盡管這並不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3). 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
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,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}

位操作(Bit manipulation)

9. 嵌入式系統總是要用戶對變數或寄存器進行位操作。給定一個整型變數a,寫兩段代碼
,第一個設置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
1). 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。
2). 用bit fields。Bit fields是被扔到C語言死角的東西,它保證你的代碼在不同編譯器之間是不可移植的,同時也保證了的你的代碼是不可重用的。我最近不幸看到Infineon為其較復雜的通信晶元寫的驅動程序,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:永遠不要讓一個非嵌入式的傢伙粘實際硬體的邊。
3). 用 #defines 和 bit masks 操作。這是一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)
{
a |= BIT3;
}
void clear_bit3(void)
{
a &= ~BIT3;
}
一些人喜歡為設置和清除值而定義一個掩碼同時定義一些說明常數,這也是可以接受的。
我希望看到幾個要點:說明常數、|=和&=~操作。

訪問固定的內存位置(Accessing fixed memory locations)

10. 嵌入式系統經常具有要求程序員去訪問某特定的內存位置的特點。在某工程中,要求設置一絕對地址為0x67a9的整型變數的值為0xaa66。編譯器是一個純粹的ANSI編譯器。寫代碼去完成這一任務。
這一問題測試你是否知道為了訪問一絕對地址把一個整型數強制轉換(typecast)為一指
針是合法的。這一問題的實現方式隨著個人風格不同而不同。典型的類似代碼如下:
int *ptr;
ptr = (int *)0x67a9;
*ptr = 0xaa55;

一個較晦澀的方法是:
*(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)

11. 中斷是嵌入式系統中重要的組成部分,這導致了很多編譯開發商提供一種擴展—讓標准C支持中斷。具代表事實是,產生了一個新的關鍵字__interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR),請評論一下這段代碼的。
__interrupt double compute_area (double radius)
{
double area = PI * radius * radius;
printf(" Area = %f", area);
return area;
}

這個函數有太多的錯誤了,以至讓人不知從何說起了:
1). ISR 不能返回一個值。如果你不懂這個,那麼你不會被僱用的。
2). ISR 不能傳遞參數。如果你沒有看到這一點,你被僱用的機會等同第一項。
3). 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
處的寄存器入棧,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。
4). 與第三點一脈相承,printf()經常有重入和性能上的問題。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,那麼你的被僱用前景越來越光明了。

代碼例子(Code examples)

12 . 下面的代碼輸出是什麼,為什麼?
void foo(void)
{
unsigned int a = 6;
int b = -20;
(a+b > 6) puts("> 6") : puts("<= 6");
}

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」。原因是當表達式中存在有符號類型和無符號類型時所有的操作數都自動轉換為無符號類型。因此-20變成了一個非常大的正整數,所以該表達式計算出的結果大於6。這一點對於應當頻繁用到無符號數據類型的嵌入式系統來說是豐常重要的。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。

13. 評價下面的代碼片斷:
unsigned int zero = 0;
unsigned int compzero = 0xFFFF;
/*1's complement of zero */

對於一個int型不是16位的處理器為說,上面的代碼是不正確的。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。在我的經驗里,好的嵌入式程序員非常准確地明白硬體的細節和它的局限,然而PC機程序往往把硬體作為一個無法避免的煩惱。
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里結束了。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


動態內存分配(Dynamic memory allocation)

14. 盡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)中動態分配內存的過程的。那麼嵌入式系統中,動態分配內存可能發生的問題是什麼?
這里,我期望應試者能提到內存碎片,碎片收集的問題,變數的持行時間等等。這個主題已經在ESP雜志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里能提到的任何解釋),所有回過頭看一下這些雜志吧!讓應試者進入一種虛假的安全感覺後,我拿出這么一個小節目:下面的代碼片段的輸出是什麼,為什麼?

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

這是一個有趣的問題。最近在我的一個同事不經意把0值傳給了函數malloc,得到了一個合法的指針之後,我才想到這個問題。這就是上面的代碼,該代碼的輸出是「Got a validpointer」。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常式這樣做是正確。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語言中頻繁用以聲明一個已經存在的數據類型的同義字。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 作為一個指向結構s指針。哪種方法更好呢?(如果有的話)為什麼?
這是一個非常微妙的問題,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;

第一個擴展為
struct s * p1, p2;

上面的代碼定義p1為一個指向結構的指,p2為一個實際的結構,這也許不是你想要的。第二個例子正確地定義了p3 和p4 兩個指針。

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一個愉快的結尾。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,上面的代碼被處理成:
c = a++ + b;
因此, 這段代碼持行後a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案,或猜出正確答案,做得好。如果你不知道答案,我也不把這個當作問題。我發現這個問題的最大好處是:這是一個關於代碼編寫風格,代碼的可讀性,代碼的可修改性的好的話題

6. 浮點數在計算機裡面的存儲

這個問題比較難..其實在實際運算過程中或寫程序中我們要求的浮點數都有一定的精度,大多數情況下存成文件等形式我們一般會讓他*10^n次方來存儲去掉小數位.下面說正題.

何數據在內存中都是以二進制(0或1)順序存儲的,每一個1或0被稱為1位,而在x86CPU上一個位元組是8位。比如一個16位(2 位元組)的short int型變數的值是1000,那麼它的二進製表達就是:00000011 11101000。由於Intel CPU的架構原因,它是按位元組倒序存儲的,那麼就因該是這樣:11101000 00000011,這就是定點數1000在內存中的結構。
目前C/C++編譯器標准都遵照IEEE制定的浮點數表示法來進行float,double運算。這種結構是一種科學計數法,用符號、指數和尾數來表示,底數定為2——即把一個浮點數表示為尾數乘以2的指數次方再添上符號。下面是具體的規格:
````````符號位 階碼 尾數 長度
float 1 8 23 32
double 1 11 52 64
臨時數 1 15 64 80

由於通常C編譯器默認浮點數是double型的,下面以double為例:
共計64位,摺合8位元組。由最高到最低位分別是第63、62、61、……、0位:
最高位63位是符號位,1表示該數為負,0正;
62-52位,一共11位是指數位;
51-0位,一共52位是尾數位。
按照IEEE浮點數表示法,下面將把double型浮點數38414.4轉換為十六進制代碼。
把整數部和小數部分開處理:整數部直接化十六進制:960E。小數的處理:
0.4=0.5*0+0.25*1+0.125*1+0.0625*0+……
實際上這永遠算不完!這就是著名的浮點數精度問題。所以直到加上前面的整數部分算夠53位就行了(隱藏位技術:最高位的1 不寫入內存)。
如果你夠耐心,手工算到53位那麼因該是:38414.4(10)=1001011000001110.(2)
科學記數法為:1.001……乘以2的15次方。指數為15!
於是來看階碼,一共11位,可以表示範圍是-1024 ~ 1023。因為指數可以為負,為了便於計算,規定都先加上1023,在這里, 15+1023=1038。二進製表示為:100 00001110
符號位:正—— 0 ! 合在一起(尾數二進制最高位的1不要):
01000000 11100010 11000001 11001101 01010101 01010101 01010101 01010101
按位元組倒序存儲的十六進制數就是:
55 55 55 55 CD C1 E2 40

7. 如何理解這句話:「浮點一般都是不可重入的,printf()經常有重入和性能上的問題」

重入一般可以理解為一個函數在同時多次調用,例如操作系統在進程調度過程中,或者單片機、處理器等的中斷的時候會發生重入的現象。
一般浮點運算都是由專門的硬體來完成,舉個例子假設有個硬體寄存器名字叫做FLOAT,用來計算和存放浮點數的中間運算結果
假設有這么個函數
void fun()
{
//...這個函數對FLOAT寄存器進行操作
}
假如第一次執行,有個對浮點數操作運算的結果臨時存在FLOAT寄存器中,而就在這時被中斷了,而中斷函數或者另一個進程也調用fun函數,這時第二次調用的fun函數在執行的過程中就會破壞第一次FLOAT寄存器中的結果,這樣當返回到第一次fun函數的時候,結果就不正確了。

可以把fun函數理解為printf()函數。

8. C語言中float,double等類型,在內存中的結構

從存儲結構和演算法上來講,double和float是一樣的,不一樣的地方僅僅是float是32位的,double是64位的,所以double能存儲更

高的精度。

任何數據在內存中都是以二進制(0或1)順序存儲的,每一個1或0被稱為1位,而在x86CPU上一個位元組是8位。比如一個16位(2

位元組)的short int型變數的值是1000,那麼它的二進製表達就是:00000011 11101000。由於Intel CPU的架構原因,它是按位元組倒

序存儲的,那麼就因該是這樣:11101000 00000011,這就是定點數1000在內存中的結構。

目前C/C++編譯器標准都遵照IEEE制定的浮點數表示法來進行float,double運算。這種結構是一種科學計數法,用符號、指數和

尾數來表示,底數定為2——即把一個浮點數表示為尾數乘以2的指數次方再添上符號。下面是具體的規格:

````````符號位 階碼 尾數 長度
float 1 8 23 32
double 1 11 52 64
臨時數 1 15 64 80

由於通常C編譯器默認浮點數是double型的,下面以double為例:
共計64位,摺合8位元組。由最高到最低位分別是第63、62、61、……、0位:
最高位63位是符號位,1表示該數為負,0正;
62-52位,一共11位是指數位;
51-0位,一共52位是尾數位。

按照IEEE浮點數表示法,下面將把double型浮點數38414.4轉換為十六進制代碼。
把整數部和小數部分開處理:整數部直接化十六進制:960E。小數的處理:
0.4=0.5*0+0.25*1+0.125*1+0.0625*0+……
實際上這永遠算不完!這就是著名的浮點數精度問題。所以直到加上前面的整數部分算夠53位就行了(隱藏位技術:最高位的1

不寫入內存)。
如果你夠耐心,手工算到53位那麼因該是:38414.4(10)=1001011000001110.(2)
科學記數法為:1.001……乘以2的15次方。指數為15!
於是來看階碼,一共11位,可以表示範圍是-1024 ~ 1023。因為指數可以為負,為了便於計算,規定都先加上1023,在這里,

15+1023=1038。二進製表示為:100 00001110
符號位:正—— 0 !
合在一起(尾數二進制最高位的1不要):
01000000 11100010 11000001 11001101 01010101 01010101 01010101 01010101
按位元組倒序存儲的十六進制數就是:
55 55 55 55 CD C1 E2 40

9. 做嵌入式系統,C++需要掌握到什麼程度

這個測試適於不同水平的應試者,大多數初級水平的應試者的成績會很差,經驗豐富的程序員應該有很好的成績。為了讓你能自己決定某些問題的偏好,每個問題沒有分配分數,如果選擇這些考題為你所用,請自行按你的意思分配分數。

預處理器(Preprocessor)

1 . 用預處理指令#define 聲明一個常數,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:
1) #define 語法的基本知識(例如:不能以分號結束,括弧的使用,等等)
2)懂得預處理器將為你計算常數表達式的值,因此,直接寫出你是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。
3) 意識到這個表達式將使一個16位機的整型數溢出-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。
4) 如果你在你的表達式中用到UL(表示無符號長整型),那麼你有了一個好的起點。記住,第一印象很重要。

2 . 寫一個"標准"宏MIN ,這個宏輸入兩個參數並返回較小的一個。
#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))
這個測試是為下面的目的而設的:
1) 標識#define在宏中應用的基本知識。這是很重要的。因為在 嵌入(inline)操作符 變為標准C的一部分之前,宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法,對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的性能,嵌入代碼經常是必須的方法。
2)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更優化的代碼,了解這個用法是很重要的。
3) 懂得在宏中小心地把參數用括弧括起來
4) 我也用這個問題開始討論宏的副作用,例如:當你寫下面的代碼時會發生什麼事?
least = MIN(*p++, b);

3. 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。這問題對區分一個正常的伙計和一個書獃子是很有用的。只有書獃子才會讀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一個書獃子,那麼應試者最好希望自己不要知道答案。

死循環(Infinite loops)

4. 嵌入式系統中經常要用到無限循環,你怎麼樣用C編寫死循環呢?
這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是:

while(1)
{

}

一些程序員更喜歡如下方案:

for(;;)
{

}

這個實現方式讓我為難,因為這個語法沒有確切表達到底怎麼回事。如果一個應試者給出這個作為方案,我將用這個作為一個機會去探究他們這樣做的基本原理。如果他們的基本答案是:"我被教著這樣做,但從沒有想到過為什麼。"這會給我留下一個壞印象。

第三個方案是用 goto
Loop:
...
goto Loop;
應試者如給出上面的方案,這說明或者他是一個匯編語言程序員(這也許是好事)或者他是一個想進入新領域的BASIC/FORTRAN程序員。

數據聲明(Data declarations)

5. 用變數a給出下面的定義
a) 一個整型數(An integer)
b)一個指向整型數的指針( A pointer to an integer)
c)一個指向指針的的指針,它指向的指針是指向一個整型數( A pointer to a pointer to an intege)r
d)一個有10個整型數的數組( An array of 10 integers)
e) 一個有10個指針的數組,該指針是指向一個整型數的。(An array of 10 pointers to integers)
f) 一個指向有10個整型數數組的指針( A pointer to an array of 10 integers)
g) 一個指向函數的指針,該函數有一個整型參數並返回一個整型數(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)
h)一個有10個指針的數組,該指針指向一個函數,該函數有一個整型參數並返回一個整型數( An array of ten pointers tofunctions 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

人們經常聲稱這里有幾個問題是那種要翻一下書才能回答的問題,我同意這種說法。當我寫這篇文章時,為了確定語法的正確性,我的確查了一下書。但是當我被面試的時候,我期望被問到這個問題(或者相近的問題)。因為在被面試的這段時間里,我確定我知道這個問題的答案。應試者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那麼也就沒有為這次面試做准備,如果該面試者沒有為這次面試做准備,那麼他又能為什麼出准備呢?

Static

6. 關鍵字static的作用是什麼?
這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關鍵字static有三個明顯的作用:
1)在函數體,一個被聲明為靜態的變數在這一函數被調用過程中維持其值不變。
2) 在模塊內(但在函數體外),一個被聲明為靜態的變數可以被模塊內所用函數訪問,但不能被模塊外其它函數訪問。它是一個本地的全局變數。
3) 在模塊內,一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是,這個函數被限制在聲明它的模塊的本地范圍內使用。

大多數應試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應試者的嚴重的缺點,因為他顯然不懂得本地化數據和代碼范圍的好處和重要性。

Const

7.關鍵字const有什麼含意?
我只要一聽到被面試者說:"const意味著常數",我就知道我正在和一個業余者打交道。去年DanSaks已經在他的文章里完全概括了const的所有用法,因此ESP(譯者:Embedded SystemsProgramming)的每一位讀者應該非常熟悉const能做什麼和不能做什麼.如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出const意味著"只讀"就可以了。盡管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細的答案,仔細讀一下Saks的文章吧。)
如果應試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題:
下面的聲明都是什麼意思?

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/******/
前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數。第三個意味著a是一個指向常整型數的指針(也就是,整型數是不可修改的,但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是可以修改的,但指針是不可修改的)。最後一個意味著a是一個指向常整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是不可修改的,同時指針也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題,那麼他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關鍵字const,也還是能很容易寫出功能正確的程序,那麼我為什麼還要如此看重關鍵字const呢?我也如下的幾下理由:
1) 關鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息,實際上,聲明一個參數為常量是為了告訴了用戶這個參數的應用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多餘的信息。(當然,懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)
2) 通過給優化器一些附加的信息,使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。
3) 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數,防止其被無意的代碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現。

Volatile

8. 關鍵字volatile有什麼含意?並給出三個不同的例子。
一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變數的幾個例子:
1) 並行設備的硬體寄存器(如:狀態寄存器)
2) 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables)
3) 多線程應用中被幾個任務共享的變數

回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到volatile變數。不懂得volatile的內容將會帶來災難。
假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。
2); 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什麼。
3); 下面的函數有什麼錯誤:

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

下面是答案:
1)是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
2); 是的。盡管這並不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:

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

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,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:

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

位操作(Bit manipulation)

9. 嵌入式系統總是要用戶對變數或寄存器進行位操作。給定一個整型變數a,寫兩段代碼,第一個設置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
1)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。
2) 用bit fields。Bitfields是被扔到C語言死角的東西,它保證你的代碼在不同編譯器之間是不可移植的,同時也保證了的你的代碼是不可重用的。我最近不幸看到Infineon為其較復雜的通信晶元寫的驅動程序,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bitfields的。從道德講:永遠不要讓一個非嵌入式的傢伙粘實際硬體的邊。
3) 用 #defines 和 bit masks 操作。這是一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)
{
a |= BIT3;
}
void clear_bit3(void)
{
a &= ~BIT3;
}

一些人喜歡為設置和清除值而定義一個掩碼同時定義一些說明常數,這也是可以接受的。我希望看到幾個要點:說明常數、|=和&=~操作。

訪問固定的內存位置(Accessing fixed memory locations)

10. 嵌入式系統經常具有要求程序員去訪問某特定的內存位置的特點。在某工程中,要求設置一絕對地址為0x67a9的整型變數的值為0xaa66。編譯器是一個純粹的ANSI編譯器。寫代碼去完成這一任務。
這一問題測試你是否知道為了訪問一絕對地址把一個整型數強制轉換(typecast)為一指針是合法的。這一問題的實現方式隨著個人風格不同而不同。典型的類似代碼如下:
int *ptr;
ptr = (int *)0x67a9;
*ptr = 0xaa55;

A more obscure approach is:
一個較晦澀的方法是:

*(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)

11.中斷是嵌入式系統中重要的組成部分,這導致了很多編譯開發商提供一種擴展—讓標准C支持中斷。具代表事實是,產生了一個新的關鍵字__interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR),請評論一下這段代碼的。

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

這個函數有太多的錯誤了,以至讓人不知從何說起了:
1)ISR 不能返回一個值。如果你不懂這個,那麼你不會被僱用的。
2) ISR 不能傳遞參數。如果你沒有看到這一點,你被僱用的機會等同第一項。
3) 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寄存器入棧,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。
4) 與第三點一脈相承,printf()經常有重入和性能上的問題。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,那麼你的被僱用前景越來越光明了。

代碼例子(Code examples)

12 . 下面的代碼輸出是什麼,為什麼?

void foo(void)
{
unsigned int a = 6;
int b = -20;
(a+b > 6) ? puts("> 6") : puts("<= 6");
}
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"。原因是當表達式中存在有符號類型和無符號類型時所有的操作數都自動轉換為無符號類型。因此-20變成了一個非常大的正整數,所以該表達式計算出的結果大於6。這一點對於應當頻繁用到無符號數據類型的嵌入式系統來說是豐常重要的。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。

13. 評價下面的代碼片斷:

unsigned int zero = 0;
unsigned int compzero = 0xFFFF;
/*1's complement of zero */

對於一個int型不是16位的處理器為說,上面的代碼是不正確的。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。在我的經驗里,好的嵌入式程序員非常准確地明白硬體的細節和它的局限,然而PC機程序往往把硬體作為一個無法避免的煩惱。
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里結束了。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...

動態內存分配(Dynamic memory allocation)

14. 盡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)中動態分配內存的過程的。那麼嵌入式系統中,動態分配內存可能發生的問題是什麼?
這里,我期望應試者能提到內存碎片,碎片收集的問題,變數的持行時間等等。這個主題已經在ESP雜志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里能提到的任何解釋),所有回過頭看一下這些雜志吧!讓應試者進入一種虛假的安全感覺後,我拿出這么一個小節目:
下面的代碼片段的輸出是什麼,為什麼?

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

這是一個有趣的問題。最近在我的一個同事不經意把0值傳給了函數malloc,得到了一個合法的指針之後,我才想到這個問題。這就是上面的代碼,該代碼的輸出是"Got a validpointer"。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常式這樣做是正確。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語言中頻繁用以聲明一個已經存在的數據類型的同義字。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 作為一個指向結構s指針。哪種方法更好呢?(如果有的話)為什麼?
這是一個非常微妙的問題,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;

第一個擴展為

struct s * p1, p2;
.
上面的代碼定義p1為一個指向結構的指,p2為一個實際的結構,這也許不是你想要的。第二個例子正確地定義了p3 和p4 兩個指針。

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一個愉快的結尾。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,上面的代碼被處理成:

c = a++ + b;

因此, 這段代碼持行後a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案,或猜出正確答案,做得好。如果你不知道答案,我也不把這個當作問題。我發現這個問題的最大好處是這是一個關於代碼編寫風格,代碼的可讀性,代碼的可修改性的好的話題。

好了,伙計們,你現在已經做完所有的測試了。這就是我出的C語言測試題,我懷著愉快的心情寫完它,希望你以同樣的心情讀完它。如果是認為這是一個好的測試,那麼盡量都用到你的找工作的過程中去吧。天知道也許過個一兩年,我就不做現在的工作,也需要找一個。

作者介紹:
Nigel Jones 是一個顧問,現在住在Maryland,當他不在水下時,你能在多個范圍的嵌入項目中找到他。 他很高興能收到讀者的來信,他的email地址是: [email protected]

參考文獻
1) Jones, Nigel, "In Praise of the #error directive," Embedded Systems Programming, September 1999, p. 114.
2) Jones, Nigel, " Efficient C Code for Eight-bit MCUs ," Embedded Systems Programming, November 1998, p. 66.

10. c語言常見面試題

C語言面試常見問題
預處理器(Preprocessor)

1 . 用預處理指令#define 聲明一個常數,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:
1) #define 語法的基本知識(例如:不能以分號結束,括弧的使用,等等)
2)懂得預處理器將為你計算常數表達式的值,因此,直接寫出你是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。
3) 意識到這個表達式將使一個16位機的整型數溢出-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。
4) 如果你在你的表達式中用到UL(表示無符號長整型),那麼你有了一個好的起點。記住,第一印象很重要。

2 . 寫一個"標准"宏MIN ,這個宏輸入兩個參數並返回較小的一個。
#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))
這個測試是為下面的目的而設的:
1) 標識#define在宏中應用的基本知識。這是很重要的。因為在 嵌入(inline)操作符 變為標准C的一部分之前,宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法,對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的性能,嵌入代碼經常是必須的方法。
2)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更優化的代碼,了解這個用法是很重要的。
3) 懂得在宏中小心地把參數用括弧括起來
4) 我也用這個問題開始討論宏的副作用,例如:當你寫下面的代碼時會發生什麼事?
least = MIN(*p++, b);

3. 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。這問題對區分一個正常的伙計和一個書獃子是很有用的。只有書獃子才會讀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一個書獃子,那麼應試者最好希望自己不要知道答案。

死循環(Infinite loops)

4. 嵌入式系統中經常要用到無限循環,你怎麼樣用C編寫死循環呢?
這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是:

while(1)
{

}

一些程序員更喜歡如下方案:

for(;;)
{

}

這個實現方式讓我為難,因為這個語法沒有確切表達到底怎麼回事。如果一個應試者給出這個作為方案,我將用這個作為一個機會去探究他們這樣做的基本原理。如果他們的基本答案是:"我被教著這樣做,但從沒有想到過為什麼。"這會給我留下一個壞印象。

第三個方案是用 goto
Loop:
...
goto Loop;
應試者如給出上面的方案,這說明或者他是一個匯編語言程序員(這也許是好事)或者他是一個想進入新領域的BASIC/FORTRAN程序員。

數據聲明(Data declarations)

5. 用變數a給出下面的定義
a) 一個整型數(An integer)
b)一個指向整型數的指針( A pointer to an integer)
c)一個指向指針的的指針,它指向的指針是指向一個整型數( A pointer to a pointer to an intege)r
d)一個有10個整型數的數組( An array of 10 integers)
e) 一個有10個指針的數組,該指針是指向一個整型數的。(An array of 10 pointers to integers)
f) 一個指向有10個整型數數組的指針( A pointer to an array of 10 integers)
g) 一個指向函數的指針,該函數有一個整型參數並返回一個整型數(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)
h) 一個有10個指針的數組,該指針指向一個函數,該函數有一個整型參數並返回一個整型數( 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

人們經常聲稱這里有幾個問題是那種要翻一下書才能回答的問題,我同意這種說法。當我寫這篇文章時,為了確定語法的正確性,我的確查了一下書。但是當我被面試的時候,我期望被問到這個問題(或者相近的問題)。因為在被面試的這段時間里,我確定我知道這個問題的答案。應試者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那麼也就沒有為這次面試做准備,如果該面試者沒有為這次面試做准備,那麼他又能為什麼出准備呢?

Static

6. 關鍵字static的作用是什麼?
這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關鍵字static有三個明顯的作用:
1)在函數體,一個被聲明為靜態的變數在這一函數被調用過程中維持其值不變。
2) 在模塊內(但在函數體外),一個被聲明為靜態的變數可以被模塊內所用函數訪問,但不能被模塊外其它函數訪問。它是一個本地的全局變數。
3) 在模塊內,一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是,這個函數被限制在聲明它的模塊的本地范圍內使用。

大多數應試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應試者的嚴重的缺點,因為他顯然不懂得本地化數據和代碼范圍的好處和重要性。

Const

7.關鍵字const有什麼含意?
我只要一聽到被面試者說:"const意味著常數",我就知道我正在和一個業余者打交道。去年Dan Saks已經在他的文章里完全概括了const的所有用法,因此ESP(譯者:Embedded Systems Programming)的每一位讀者應該非常熟悉const能做什麼和不能做什麼.如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出const意味著"只讀"就可以了。盡管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細的答案,仔細讀一下Saks的文章吧。)
如果應試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題:
下面的聲明都是什麼意思?

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/******/
前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數。第三個意味著a是一個指向常整型數的指針(也就是,整型數是不可修改的,但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是可以修改的,但指針是不可修改的)。最後一個意味著a是一個指向常整型數的常指針(也就是說,指針指向的整型數是不可修改的,同時指針也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題,那麼他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關鍵字 const,也還是能很容易寫出功能正確的程序,那麼我為什麼還要如此看重關鍵字const呢?我也如下的幾下理由:
1) 關鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息,實際上,聲明一個參數為常量是為了告訴了用戶這個參數的應用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多餘的信息。(當然,懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)
2) 通過給優化器一些附加的信息,使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。
3) 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數,防止其被無意的代碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現。

Volatile

8. 關鍵字volatile有什麼含意?並給出三個不同的例子。
一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變數的幾個例子:
1) 並行設備的硬體寄存器(如:狀態寄存器)
2) 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables)
3) 多線程應用中被幾個任務共享的變數

回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到volatile變數。不懂得volatile的內容將會帶來災難。
假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。
2); 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什麼。
3); 下面的函數有什麼錯誤:

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

下面是答案:
1)是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
2); 是的。盡管這並不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:

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

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,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:

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

位操作(Bit manipulation)

9. 嵌入式系統總是要用戶對變數或寄存器進行位操作。給定一個整型變數a,寫兩段代碼,第一個設置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
1)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。
2) 用bit fields。Bit fields是被扔到C語言死角的東西,它保證你的代碼在不同編譯器之間是不可移植的,同時也保證了的你的代碼是不可重用的。我最近不幸看到 Infineon為其較復雜的通信晶元寫的驅動程序,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:永遠不要讓一個非嵌入式的傢伙粘實際硬體的邊。
3) 用 #defines 和 bit masks 操作。這是一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)
{
a |= BIT3;
}
void clear_bit3(void)
{
a &= ~BIT3;
}

一些人喜歡為設置和清除值而定義一個掩碼同時定義一些說明常數,這也是可以接受的。我希望看到幾個要點:說明常數、|=和&=~操作。

訪問固定的內存位置(Accessing fixed memory locations)

10. 嵌入式系統經常具有要求程序員去訪問某特定的內存位置的特點。在某工程中,要求設置一絕對地址為0x67a9的整型變數的值為0xaa66。編譯器是一個純粹的ANSI編譯器。寫代碼去完成這一任務。
這一問題測試你是否知道為了訪問一絕對地址把一個整型數強制轉換(typecast)為一指針是合法的。這一問題的實現方式隨著個人風格不同而不同。典型的類似代碼如下:
int *ptr;
ptr = (int *)0x67a9;
*ptr = 0xaa55;

A more obscure approach is:
一個較晦澀的方法是:

*(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)

11. 中斷是嵌入式系統中重要的組成部分,這導致了很多編譯開發商提供一種擴展—讓標准C支持中斷。具代表事實是,產生了一個新的關鍵字 __interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR),請評論一下這段代碼的。

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

這個函數有太多的錯誤了,以至讓人不知從何說起了:
1)ISR 不能返回一個值。如果你不懂這個,那麼你不會被僱用的。
2) ISR 不能傳遞參數。如果你沒有看到這一點,你被僱用的機會等同第一項。
3) 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寄存器入棧,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。
4) 與第三點一脈相承,printf()經常有重入和性能上的問題。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,那麼你的被僱用前景越來越光明了。

代碼例子(Code examples)

12 . 下面的代碼輸出是什麼,為什麼?

void foo(void)
{
unsigned int a = 6;
int b = -20;
(a+b > 6) ? puts("> 6") : puts("<= 6");
}
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"。原因是當表達式中存在有符號類型和無符號類型時所有的操作數都自動轉換為無符號類型。因此-20變成了一個非常大的正整數,所以該表達式計算出的結果大於6。這一點對於應當頻繁用到無符號數據類型的嵌入式系統來說是豐常重要的。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。

13. 評價下面的代碼片斷:

unsigned int zero = 0;
unsigned int compzero = 0xFFFF;
/*1's complement of zero */

對於一個int型不是16位的處理器為說,上面的代碼是不正確的。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。在我的經驗里,好的嵌入式程序員非常准確地明白硬體的細節和它的局限,然而PC機程序往往把硬體作為一個無法避免的煩惱。
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里結束了。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...

動態內存分配(Dynamic memory allocation)

14. 盡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)中動態分配內存的過程的。那麼嵌入式系統中,動態分配內存可能發生的問題是什麼?
這里,我期望應試者能提到內存碎片,碎片收集的問題,變數的持行時間等等。這個主題已經在ESP雜志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里能提到的任何解釋),所有回過頭看一下這些雜志吧!讓應試者進入一種虛假的安全感覺後,我拿出這么一個小節目:
下面的代碼片段的輸出是什麼,為什麼?

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

這是一個有趣的問題。最近在我的一個同事不經意把0值傳給了函數malloc,得到了一個合法的指針之後,我才想到這個問題。這就是上面的代碼,該代碼的輸出是"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常式這樣做是正確。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語言中頻繁用以聲明一個已經存在的數據類型的同義字。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 作為一個指向結構s指針。哪種方法更好呢?(如果有的話)為什麼?
這是一個非常微妙的問題,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;

第一個擴展為

struct s * p1, p2;
.
上面的代碼定義p1為一個指向結構的指,p2為一個實際的結構,這也許不是你想要的。第二個例子正確地定義了p3 和p4 兩個指針。

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一個愉快的結尾。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,上面的代碼被處理成:

c = a++ + b;

因此, 這段代碼持行後a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案,或猜出正確答案,做得好。如果你不知道答案,我也不把這個當作問題。我發現這個問題的最大好處是這是一個關於代碼編寫風格,代碼的可讀性,代碼的可修改性的好的話題。

閱讀全文

與在很多編譯器中浮點是不可重入的相關的資料

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