嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答

嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答xxx公司嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度嵌入式工程師面試基礎(chǔ)知識(shí)問答

C語(yǔ)言測(cè)試是招聘嵌入式系統(tǒng)程序員過程中必須而且有效的方法。這些年，我既參加也組織了許多這種測(cè)試，在這過程中我意識(shí)到這些測(cè)試能為面試者和被面試者提供許多有用信息，此外，撇開面試的壓力不談，這種測(cè)試是相當(dāng)有趣的。

從被面試者的角度來(lái)講，你能了解許多關(guān)于出題者或監(jiān)考者的情況。這個(gè)測(cè)試只是出題者為顯示其對(duì)ANSI標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)的知識(shí)而不是技術(shù)技巧而設(shè)計(jì)嗎這是個(gè)愚蠢的問題嗎如要你答出某個(gè)字符的ASCII值。這些問題著重考察你的系統(tǒng)調(diào)用和內(nèi)存分配策略方面的能力嗎這標(biāo)志著出題者也許花時(shí)間在微機(jī)上而不是在嵌入式系統(tǒng)上。如果上述任何問題的答案是"是"的話，那么我知道我得認(rèn)真考慮我是否應(yīng)該去做這份工作。

從面試者的角度來(lái)講，一個(gè)測(cè)試也許能從多方面揭示應(yīng)試者的素質(zhì)：最基本的，你能了解應(yīng)試者C語(yǔ)言的水平。不管怎么樣，看一下這人如何回答他不會(huì)的問題也是滿有趣。應(yīng)試者是以好的直覺做出明智的選擇，還是只是瞎蒙呢當(dāng)應(yīng)試者在某個(gè)問題上卡住時(shí)是找借口呢，還是表現(xiàn)出對(duì)問題的真正的好奇心，把這看成學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)呢我發(fā)現(xiàn)這些信息與他們的測(cè)試成績(jī)一樣有用。

有了這些想法，我決定出一些真正針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的考題，希望這些令人頭痛的考題能給正在找工作的人一點(diǎn)幫助。這些問題都是我這些年實(shí)際碰到的。其中有些題很難，但它們應(yīng)該都能給你一點(diǎn)啟迪。

這個(gè)測(cè)試適于不同水平的應(yīng)試者，大多數(shù)初級(jí)水平的應(yīng)試者的成績(jī)會(huì)很差，經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員應(yīng)該有很好的成績(jī)。為了讓你能自己決定某些問題的偏好，每個(gè)問題沒有分配分?jǐn)?shù)，如果選擇這些考題為你所用，請(qǐng)自行按你的意思分配分?jǐn)?shù)。

預(yù)處理器（PREPROCESSOR）

1.

用預(yù)處理指令#DEFINE

聲明一個(gè)常數(shù)，用以表明1年中有多少秒（忽略閏年問題）

#DEFINESECONDS_PER_YEAR(60*60*24*365)UL

我在這想看到幾件事情：

1)#DEFINE語(yǔ)法的基本知識(shí)（例如：不能以分號(hào)結(jié)束，括號(hào)的使用，等等）

2)懂得預(yù)處理器將為你計(jì)算常數(shù)表達(dá)式的值，因此，直接寫出你是如何計(jì)算一年中有多少秒而不是計(jì)算出實(shí)際的值，是更清晰而沒有代價(jià)的。

3)意識(shí)到這個(gè)表達(dá)式將使一個(gè)16位機(jī)的整型數(shù)溢出-因此要用到長(zhǎng)整型符號(hào)L,告訴編譯器這個(gè)常數(shù)是的長(zhǎng)整型數(shù)。

4)如果你在你的表達(dá)式中用到UL（表示無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型），那么你有了一個(gè)好的起點(diǎn)。記住，第一印象很重要。

2.

寫一個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)"宏MIN

，這個(gè)宏輸入兩個(gè)參數(shù)并返回較小的一個(gè)。

#DEFINEMIN(A,B)（（A）<=(B)(A):(B))

這個(gè)測(cè)試是為下面的目的而設(shè)的：

1)標(biāo)識(shí)#DEFINE在宏中應(yīng)用的基本知識(shí)。這是很重要的。因?yàn)樵?/p>

嵌入(INLINE)操作符變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)C的一部分之前，宏是方便產(chǎn)生嵌入代碼的唯一方法，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說，為了能達(dá)到要求的性能，嵌入代碼經(jīng)常是必須的方法。

2)三重條件操作符的知識(shí)。這個(gè)操作符存在C語(yǔ)言中的原因是它使得編譯器能產(chǎn)生比IF-THEN-ELSE更優(yōu)化的代碼，了解這個(gè)用法是很重要的。

3)懂得在宏中小心地把參數(shù)用括號(hào)括起來(lái)

4)我也用這個(gè)問題開始討論宏的副作用，例如：當(dāng)你寫下面的代碼時(shí)會(huì)發(fā)生什么事？

LEAST=MIN(*P++,B);

3.

預(yù)處理器標(biāo)識(shí)#ERROR的目的是什么？

如果你不知道答案，請(qǐng)看參考文獻(xiàn)1。這問題對(duì)區(qū)分一個(gè)正常的伙計(jì)和一個(gè)書呆子是很有用的。只有書呆子才會(huì)讀C語(yǔ)言課本的附錄去找出象這種問題的答案。當(dāng)然如果你不是在找一個(gè)書呆子，那么應(yīng)試者最好希望自己不要知道答案。

死循環(huán)（INFINITELOOPS）

4.

嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要用到無(wú)限循環(huán)，你怎么樣用C編寫死循環(huán)呢？

這個(gè)問題用幾個(gè)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(gè)實(shí)現(xiàn)方式讓我為難，因?yàn)檫@個(gè)語(yǔ)法沒有確切表達(dá)到底怎么回事。如果一個(gè)應(yīng)試者給出這個(gè)作為方案，我將用這個(gè)作為一個(gè)機(jī)會(huì)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么。"這會(huì)給我留下一個(gè)壞印象。

第三個(gè)方案是用GOTO

LOOP:

...

GOTOLOOP;

應(yīng)試者如給出上面的方案，這說明或者他是一個(gè)匯編語(yǔ)言程序員（這也許是好事）或者他是一個(gè)想進(jìn)入新領(lǐng)域的BASIC/FORTRAN程序員。

數(shù)據(jù)聲明（DATADECLARATIONS）

5.

用變量A給出下面的定義

A)一個(gè)整型數(shù)（ANINTEGER）

B)一個(gè)指向整型數(shù)的指針（APOINTERTOANINTEGER）

C)一個(gè)指向指針的的指針，它指向的指針是指向一個(gè)整型數(shù)（APOINTERTOAPOINTERTOANINTEGE）R

D)一個(gè)有10個(gè)整型數(shù)的數(shù)組（ANARRAYOF10INTEGERS）

E)一個(gè)有10個(gè)指針的數(shù)組，該指針是指向一個(gè)整型數(shù)的。（ANARRAYOF10POINTERSTOINTEGERS）

F)一個(gè)指向有10個(gè)整型數(shù)數(shù)組的指針（APOINTERTOANARRAYOF10INTEGERS）

G)一個(gè)指向函數(shù)的指針，該函數(shù)有一個(gè)整型參數(shù)并返回一個(gè)整型數(shù)（APOINTERTOAFUNCTIONTHATTAKESANINTEGERASANARGUMENTANDRETURNSANINTEGER）

H)一個(gè)有10個(gè)指針的數(shù)組，該指針指向一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)有一個(gè)整型參數(shù)并返回一個(gè)整型數(shù)（ANARRAYOFTENPOINTERSTOFUNCTIONSTHATTAKEANINTEGERARGUMENTANDRETURNANINTEGER）

答案是：

A)INTA;關(guān)鍵字STATIC的作用是什么？

這個(gè)簡(jiǎn)單的問題很少有人能回答完全。在C語(yǔ)言中，關(guān)鍵字STATIC有三個(gè)明顯的作用：

1)在函數(shù)體，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調(diào)用過程中維持其值不變。

2)在模塊內(nèi)（但在函數(shù)體外），一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量可以被模塊內(nèi)所用函數(shù)訪問，但不能被模塊外其它函數(shù)訪問。它是一個(gè)本地的全局變量。

3)在模塊內(nèi)，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一模塊內(nèi)的其它函數(shù)調(diào)用。那就是，這個(gè)函數(shù)被限制在聲明它的模塊的本地范圍內(nèi)使用。

大多數(shù)應(yīng)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(gè)應(yīng)試者的嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因?yàn)樗@然不懂得本地化數(shù)據(jù)和代碼范圍的好處和重要性。

CONST

7．關(guān)鍵字CONST有什么含意？

我只要一聽到被面試者說："CONST意味著常數(shù)"，我就知道我正在和一個(gè)業(yè)余者打交道。去年DANSAKS已經(jīng)在他的文章里完全概括了CONST的所有用法，因此ESP(譯者：EMBEDDEDSYSTEMSPROGRAMMING)的每一位讀者應(yīng)該非常熟悉CONST能做什么和不能做什么.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(gè)答案不是完全的答案，但我接受它作為一個(gè)正確的答案。（如果你想知道更詳細(xì)的答案，仔細(xì)讀一下SAKS的文章吧。）

如果應(yīng)試者能正確回答這個(gè)問題，我將問他一個(gè)附加的問題：

下面的聲明都是什么意思？

CONSTINTA;

INTCONSTA;

CONSTINT*A;

INT*CONSTA;

INTCONST*ACONST;

/******/

前兩個(gè)的作用是一樣，A是一個(gè)常整型數(shù)。第三個(gè)意味著A是一個(gè)指向常整型數(shù)的指針（也就是，整型數(shù)是不可修改的，但指針可以）。第四個(gè)意思A是一個(gè)指向整型數(shù)的常指針（也就是說，指針指向的整型數(shù)是可以修改的，但指針是不可修改的）。最后一個(gè)意味著A是一個(gè)指向常整型數(shù)的常指針（也就是說，指針指向的整型數(shù)是不可修改的，同時(shí)指針也是不可修改的）。如果應(yīng)試者能正確回答這些問題，那么他就給我留下了一個(gè)好印象。順帶提一句，也許你可能會(huì)問，即使不用關(guān)鍵字CONST，也還是能很容易寫出功能正確的程序，那么我為什么還要如此看重關(guān)鍵字CONST呢我也如下的幾下理由：

1)關(guān)鍵字CONST的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息，實(shí)際上，聲明一個(gè)參數(shù)為常量是為了告訴了用戶這個(gè)參數(shù)的應(yīng)用目的。如果你曾花很多時(shí)間清理其它人留下的垃圾，你就會(huì)很快學(xué)會(huì)感謝這點(diǎn)多余的信息。（當(dāng)然，懂得用CONST的程序員很少會(huì)留下的垃圾讓別人來(lái)清理的。）

2)通過給優(yōu)化器一些附加的信息，使用關(guān)鍵字CONST也許能產(chǎn)生更緊湊的代碼。

3)合理地使用關(guān)鍵字CONST可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無(wú)意的代碼修改。簡(jiǎn)而言之，這樣可以減少BUG的出現(xiàn)。

VOLATILE

8.

關(guān)鍵字VOLATILE有什么含意并給出三個(gè)不同的例子。

一個(gè)定義為VOLATILE的變量是說這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個(gè)變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個(gè)變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是VOLATILE變量的幾個(gè)例子：

1)并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）

2)一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪問到的非自動(dòng)變量(NON-AUTOMATICVARIABLES)

3)多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量

回答不出這個(gè)問題的人是不會(huì)被雇傭的。我認(rèn)為這是區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問題。搞嵌入式的家伙們經(jīng)常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所有這些都要求用到VOLATILE變量。不懂得VOLATILE的內(nèi)容將會(huì)帶來(lái)災(zāi)難。

假設(shè)被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑是否會(huì)是這樣），我將稍微深究一下，看一下這家伙是不是直正懂得VOLATILE完全的重要性。

1)一個(gè)參數(shù)既可以是CONST還可以是VOLATILE嗎解釋為什么。

2);一個(gè)指針可以是VOLATILE嗎解釋為什么。

3);下面的函數(shù)有什么錯(cuò)誤：

INTSQUARE(VOLATILEINT*PTR)

{

RETURN*PTR**PTR;

}

下面是答案：

1)是的。一個(gè)例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是VOLATILE因?yàn)樗赡鼙灰庀氩坏降馗淖?。它是CONST因?yàn)槌绦虿粦?yīng)該試圖去修改它。

2);是的。盡管這并不很常見。一個(gè)例子是當(dāng)一個(gè)中服務(wù)子程序修該一個(gè)指向一個(gè)BUFFER的指針時(shí)。

3)這段代碼有點(diǎn)變態(tài)。這段代碼的目的是用來(lái)返指針*PTR指向值的平方，但是，由于*PTR指向一個(gè)VOLATILE型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼：

INTSQUARE(VOLATILEINT*PTR)

{

INTA,B;

A=*PTR;

B=*PTR;

RETURNA*B;

}

由于*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(jié)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：

LONGSQUARE(VOLATILEINT*PTR)

{

INTA;

A=*PTR;

RETURNA*A;

}

位操作（BITMANIPULATION）

9.

嵌入式系統(tǒng)總是要用戶對(duì)變量或寄存器進(jìn)行位操作。給定一個(gè)整型變量A，寫兩段代碼，第一個(gè)設(shè)置A的BIT3，第二個(gè)清除A

的BIT3。在以上兩個(gè)操作中，要保持其它位不變。

對(duì)這個(gè)問題有三種基本的反應(yīng)

1)不知道如何下手。該被面者從沒做過任何嵌入式系統(tǒng)的工作。

2)用BITFIELDS。BITFIELDS是被扔到C語(yǔ)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(shí)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(fù)雜的通信芯片寫的驅(qū)動(dòng)程序，它用到了BITFIELDS因此完全對(duì)我無(wú)用，因?yàn)槲业木幾g器用其它的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)BITFIELDS的。從道德講：永遠(yuǎn)不要讓一個(gè)非嵌入式的家伙粘實(shí)際硬件的邊。

3)用#DEFINES和BITMASKS操作。這是一個(gè)有極高可移植性的方法，是應(yīng)該被用到的方法。最佳的解決方案如下：

#DEFINEBIT3(0X1<<3)

STATICINTA;

VOIDSET_BIT3(VOID)

{

A|=BIT3;

}

VOIDCLEAR_BIT3(VOID)

{

A&=~BIT3;

}

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

訪問固定的內(nèi)存位置（ACCESSINGFIXEDMEMORYLOCATIONS）

10.

嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常具有要求程序員去訪問某特定的內(nèi)存位置的特點(diǎn)。在某工程中，要求設(shè)置一絕對(duì)地址為0X67A9的整型變量的值為0XAA66。編譯器是一個(gè)純粹的ANSI編譯器。寫代碼去完成這一任務(wù)。

這一問題測(cè)試你是否知道為了訪問一絕對(duì)地址把一個(gè)整型數(shù)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換（TYPECAST）為一指針是合法的。這一問題的實(shí)現(xiàn)方式隨著個(gè)人風(fēng)格不同而不同。典型的類似代碼如下：

INT*PTR;

PTR=(INT*)0X67A9;

*PTR=0XAA55;

AMOREOBSCUREAPPROACHIS:

一個(gè)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(shí)使用第一種方案。

中斷（INTERRUPTS）

11.

中斷是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，這導(dǎo)致了很多編譯開發(fā)商提供一種擴(kuò)展—讓標(biāo)準(zhǔn)C支持中斷。具代表事實(shí)是，產(chǎn)生了一個(gè)新的關(guān)鍵字

__INTERRUPT。下面的代碼就使用了__INTERRUPT關(guān)鍵字去定義了一個(gè)中斷服務(wù)子程序(ISR)，請(qǐng)?jiān)u論一下這段代碼的。

__INTERRUPTDOUBLECOMPUTE_AREA(DOUBLERADIUS)

{

DOUBLEAREA=PI*RADIUS*RADIUS;

PRINTF("\NAREA=%F",AREA);

RETURNAREA;

}

這個(gè)函數(shù)有太多的錯(cuò)誤了，以至讓人不知從何說起了：

1)ISR不能返回一個(gè)值。如果你不懂這個(gè)，那么你不會(huì)被雇用的。

2)ISR不能傳遞參數(shù)。如果你沒有看到這一點(diǎn)，你被雇用的機(jī)會(huì)等同第一項(xiàng)。

3)在許多的處理器/編譯器中，浮點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)算。此外，ISR應(yīng)該是短而有效率的，在ISR中做浮點(diǎn)運(yùn)算是不明智的。

4)與第三點(diǎn)一脈相承，PRINTF()經(jīng)常有重入和性能上的問題。如果你丟掉了第三和第四點(diǎn)，我不會(huì)太為難你的。不用說，如果你能得到后兩點(diǎn)，那么你的被雇用前景越來(lái)越光明了。

代碼例子（CODEEXAMPLES）

12.

下面的代碼輸出是什么，為什么？

VOIDFOO(VOID)

{

UNSIGNEDINTA=6;

INTB=-20;

(A+B>6)PUTS(">6"):PUTS("<=6");

}

這個(gè)問題測(cè)試你是否懂得C語(yǔ)言中的整數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換原則，我發(fā)現(xiàn)有些開發(fā)者懂得極少這些東西。不管如何，這無(wú)符號(hào)整型問題的答案是輸出是">6"。原因是當(dāng)表達(dá)式中存在有符號(hào)類型和無(wú)符號(hào)類型時(shí)所有的操作數(shù)都自動(dòng)轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)類型。因此-20變成了一個(gè)非常大的正整數(shù)，所以該表達(dá)式計(jì)算出的結(jié)果大于6。這一點(diǎn)對(duì)于應(yīng)當(dāng)頻繁用到無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)類型的嵌入式系統(tǒng)來(lái)說是豐常重要的。如果你答錯(cuò)了這個(gè)問題，你也就到了得不到這份工作的邊緣。

13.

評(píng)價(jià)下面的代碼片斷：

UNSIGNEDINTZERO=0;

UNSIGNEDINTCOMPZERO=0XFFFF;

/*1'SCOMPLEMENTOFZERO*/

對(duì)于一個(gè)INT型不是16位的處理器為說，上面的代碼是不正確的。應(yīng)編寫如下：

UNSIGNEDINTCOMPZERO=~0;

這一問題真正能揭露出應(yīng)試者是否懂得處理器字長(zhǎng)的重要性。在我的經(jīng)驗(yàn)里，好的嵌入式程序員非常準(zhǔn)確地明白硬件的細(xì)節(jié)和它的局限，然而PC機(jī)程序往往把硬件作為一個(gè)無(wú)法避免的煩惱。

到了這個(gè)階段，應(yīng)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(yīng)試者不是很好，那么這個(gè)測(cè)試就在這里結(jié)束了。但如果顯然應(yīng)試者做得不錯(cuò)，那么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(yōu)秀的應(yīng)試者能做得不錯(cuò)。提出這些問題，我希望更多看到應(yīng)試者應(yīng)付問題的方法，而不是答案。不管如何，你就當(dāng)是這個(gè)*吧...

動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配（DYNAMICMEMORYALLOCATION）

14.

盡管不像非嵌入式計(jì)算機(jī)那么常見，嵌入式系統(tǒng)還是有從堆（HEAP）中動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的過程的。那么嵌入式系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存可能發(fā)生的問題是什么？

這里，我期望應(yīng)試者能提到內(nèi)存碎片，碎片收集的問題，變量的持行時(shí)間等等。這個(gè)主題已經(jīng)在ESP雜志中被廣泛地討論過了（主要是.PLAUGER,他的解釋遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)試者進(jìn)入一種虛假的安全感覺后，我拿出這么一個(gè)小節(jié)目：

下面的代碼片段的輸出是什么，為什么？

CHAR*PTR;

IF((PTR=(CHAR*)MALLOC(0))==NULL)

PUTS("GOTANULLPOINTER");

ELSE

PUTS("GOTAVALIDPOINTER");

這是一個(gè)有趣的問題。最近在我的一個(gè)同事不經(jīng)意把0值傳給了函