嵌入式面試最常用的嵌入式面試最常用的嵌入式面試最常用的嵌入式面試最常用的307307307307個試題和答案個試題和答案個試題和答案個試題和答案 一 一 一 一 C 語言測試是招聘嵌入式系統程序員過程中必須而且有效的方法 這些年 我既參加也 組織了許多這種測試 在這過程中我意識到這些測試能為帶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 這種測試也是相當有趣的 從被面試者的角度來講 你能了解許多關于出題者或監考者的情況 這個測試只是出題 者為顯示其對 ANSI 標準細節的知識而不是技術技巧而設計嗎 這個愚蠢的問題嗎 如要 你答出某個字符的 ASCII 值 這些問題著重考察你的系統調用和內存分配策略方面的能力 嗎 這標志著出題者也許花時間在微機上而不上在嵌入式系統上 如果上述任何問題的答案 是 是 的話 那么我知道我得認真考慮我是否應該去做這份工作 從面試者的角度來講 一個測試也許能從多方面揭示應試者的素質 最基本的 你能了 解應試者 C 語言的水平 不管怎么樣 看一下這人如何回答他不會的問題也是滿有趣 應 試者是以好的直覺做出明智的選擇 還是只是瞎蒙呢 當應試者在某個問題上卡住時是找借 口呢 還是表現出對問題的真正的好奇心 把這看成學習的機會呢 我發現這些信息與他們 的測試成績一樣有用 有了這些想法 我決定出一些真正針對嵌入式系統的考題 希望這些令人頭痛的考題能 給正在找工作的人一點幫住 這些問題都是我這些年實際碰到的 其中有些題很難 但它們 應該都能給你一點啟迪 這個測試適于不同水平的應試者 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 define 語法的基本知識 例如 不能以分號結束 括號的使用 等等 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 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 如果你在你的表達式中用到 UL 表示無符號長整型 那么你有了一個好的起點 記住 第一印象很重要 2 寫一個 標準 宏 MIN 這個宏輸入兩個參數并返回較小的一個 define MIN A B A 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 標準 C 的一部分 宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法 對于嵌入式系統來說 為了能達到 要求的性能 嵌入代碼經常是必須的方法 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 懂得在宏中小心地把參數用括號括起來 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么事 least MIN p b 3 預處理器標識 error 的目的是什么 error 停止編譯并顯示錯誤信息 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呆子是很 有用的 只有書呆子才會讀 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 在找一個書呆子 那么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 你怎么樣用 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么回事 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么 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 用變量 a 給出下面的定義 a 一個整型數 An integer int a b 一個指向整型數的指針 A pointer to an integer int a 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 int a int a d 一個有10個整型數的數組 An array of 10 integers int a 10 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 int a 10 f 一個指向有10個整型數數組的指針 A pointer to an array of 10 integers int a 10 int a 10 g 一個指向函數的指針 該函數有一個整型參數并返回一個整型數 A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer fun int a int max function int a 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并返回一個整型 數 An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer fun int a 10 int a 10 int 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 等價于 int a 10 f int a 10 A pointer to an array of 10 integers g int max function int a 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 那么也就沒有為這次面 試做準備 如果該面試者沒有為這次面試做準備 那么他又能為什么出準備呢 6 關鍵字 static 的作用是什么 在 C 語言中 關鍵字 static 有三個明顯的作用 一旦聲明為靜態變量 在編譯時刻開始永遠存在 不受作用域范圍約束 但是如果是局部靜態 變量 則此靜態變量只能在局部作用域內使用 超出范圍不能使用 但是它確實還占用內存 還 存在 在模塊內 但在函數體外 一個被聲明為靜態的變量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量 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 很少人能懂得第三部分 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 7 關鍵字 const 有什么含意 總結 1 只讀 2 使用關鍵字 const 也許能產生更緊湊的代碼 3 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 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 下面的聲明都是什么意思 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 最后一個意味著 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 那么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 那么我為什么 還要如此看重關鍵字 const 呢 我也如下的幾下理由 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余的信息 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 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 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 8 關鍵字 volatile 有什么含意 并給出三個不同的例子 一個定義為 volatile 的變量是說這變量可能會被意想不到地改變 這樣 編譯器就不會 去假設這個變量的值了 精確地說就是 優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀 取這個變量的值 而不是使用保存在寄存器里的備份 下面是 volatile 變量的幾個例子 并行設備的硬件寄存器 如 狀態寄存器 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量 Non automatic variables 多線程應用中被幾個任務共享的變量 回答不出這個問題的人是不會被雇傭的 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 搞嵌入式的家伙們經常同硬件 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 看一下這家伙是不是直正懂得 volatile 完全的重要性 一個參數既可以是 const 還可以是 volatile 嗎 解釋為什么 一個指針可以是 volatile 嗎 解釋為什么 下面的函數有什么錯誤 int square volatile int ptr return ptr ptr 下面是答案 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 是的 盡管這并不很常見 一個例子是當一個中斷服務子程序修改一個指向一個 buffer 的指針時 這段代碼有點變態 這段代碼的目的是用來返回指針 ptr 指向值的平方 但是 由于 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量或寄存器進行位操作 給定一個整型變量 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 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 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 較復雜的通信芯片寫的驅動程序 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家伙粘實際硬件 的邊 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 0 x1 ISR 不能返回一個值 如果你不懂這個 那么你不會被雇用的 ISR 不能傳遞參數 如果你沒有看到這一點 你被雇用的機會等同第一項 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 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 如果你能得到后兩點 那么你的被雇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么 為什么 void foo void unsigned int a 6 int b 20 a b 6 puts 6 puts 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于6 這一點對于應當 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 0 xFFFF 1 s complement of zero 對于一個 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 式程序員非常準確地明白硬件的細節和它的局限 然而 PC 機程序往往把硬件作為一個無法 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 那么這個測試就在這里結束了 但如果顯然應試者做得不錯 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么常見 嵌入式系統還是有從堆 heap 中動態分配內存 的過程的 那么嵌入式系統中 動態分配內存可能發生的問題是什么 這里 我期望應試者能提到內存碎片 碎片收集的問題 變量的持行時間等等 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后 我拿 出這么一個小節目 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 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 個合法的指針之后 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例程這樣做是正確 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 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