一些经典的嵌入式C面试题汇总

Posted 2021-10-29 嵌入式大杂烩

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#error的作用是什么？

#error  指令让预处理器发出一条错误信息，并且会中断编译过程。下面我们从Linux代码中抽取出来一小段代码并做修改得到示例代码：

这段示例代码很简单，当RX_BUF_IDX宏的值不为0~3时，在预处理阶段就会通过 #error  指令输出一条错误提示信息：

"Invalid configuration for 8139_RXBUF_IDX"

下面编译看一看结果：

推荐文章：认识认识#pragma、#error指令

位操作的基本使用

给一个32bit数据的位置1，怎么用宏来实现？

#define SET_BIT(x, bit) (x |= (1 << bit)) /* 置位第bit位 */

推荐文章：C语言、嵌入式位操作精华技巧大汇总

隐式转换规则

如下代码的输出结果是？为什么？

#include <stdio.h>
int main(void)
{
 unsigned int a = 6;
 int b = -20;

 if (a + b > 6)
  printf("a+b大于6\\n");
 else
  printf("a+b小于6\\n");

 return 0;
}

程序输出结果为：

a+b大于6

原因是因为编译器会将有符号数b转换成为一个无符号数，即此处 a+b 等价于 a+(unsigned int)b 。

该程序运行在32bit环境下，b的值为 0xFFFFFFFF-20+1 = 4294967276 ，即a+b将远远大于6。

C 语言按照一定的规则来进行此类运算的转换，这种规则称为 正常算术转换 ，转换的顺序为：

double>float>unsigned long>long>unsigned int>int

即操作数类型排在后面的与操作数类型排在前面的进行运算时，排在后面的类型将 隐式转换 为排在前面的类型。

推荐文章：关于有符号数与无符号数的一些总结

typedef与define的区别

（1）#define之后不带分号，typedef之后带分号。

（2）#define可以使用其他类型说明符对宏类型名进行扩展，而 typedef 不能这样做。如：

#define INT1 int
unsigned INT1 n;  //没问题
typedef int INT2;
unsigned INT2 n;  //有问题

INT1可以使用类型说明符unsigned进行扩展，而INT2不能使用unsigned进行扩展。

（3）在连续定义几个变量的时候，typedef 能够保证定义的所有变量均为同一类型，而 #define 则无法保证。如：

#define PINT1 int*;
P_INT1 p1,p2;  //即int *p1,p2;
typedet int* PINT2;
P_INT2 p1,p2;  //p1、p2 类型相同

PINT1定义的p1与p2类型不同，即p1为指向整形的指针变量，p2为整形变量；PINT2定义的p1与p2类型相同，即都是指向 int 类型的指针。

推荐文章：#define与typedef的区别？

写一个MAX宏

#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

使用括号把参数括起来可以解决了运算符优先级带来的问题。这样的MAX宏基本可以满足日常使用，但是还有更严谨的高级写法。

感兴趣的可参考文章：

https://www.zhaixue.cc/c-arm/c-arm-express.html

死循环

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？

（1）while

while(1) { }

（2）for

for(;;) { }

（3）goto

Loop:

…

goto Loop;

static的作用

在C语言中，关键字static有三个明显的作用：

1、在函数体修饰变量

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）修饰变量

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、在模块内修饰函数

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。

const的作用

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）。

volatile的作用

以下内容来自百度百科：

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。我认为这是区分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。不懂得volatile内容将会带来灾难。

假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑这否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

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)//这里参数应该申明为引用，不然函数体里只会使用副本，外部没法更改
{
    int a,b;
    a = *ptr;
    b = *ptr;
    return a*b;
}

由于*ptr的值可能在两次取值语句之间发生改变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返回的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;
}

变量定义

用变量a给出下面的定义：

• a)一个整型数

• b) 一个指向整型数的指针

• 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

• d) 一个有10个整型数的数组

• e) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型数的：

• f) 一个指向有10个整型数数组的指针

• 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

• h) 一个有10个函数指针的数组，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

a) int a; 
b) int *a;
c) int **a;
d) int a[10]; 
e) int *a[10];
f) int ( *a)[10];
g) int ( *a)(int);
h) int ( *a[10])(int);

中断函数

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;
}

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。

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