嵌入式编程：C/C++语言精华探索与实战

需积分: 0 33 浏览量更新于2024-07-25 收藏 1.68MB PDF 举报

"嵌入式C与C++语言精华文章集锦" 该资源是一份包含多篇文章的集合，专门探讨嵌入式系统中C和C++语言的应用和深入理解。文章涵盖了一系列关键主题，旨在帮助读者提升在嵌入式领域的编程技能。 1. **C/C++语言struct深层探索**：结构体在C/C++中扮演着重要角色，特别是在处理复杂数据结构时。通过合理使用struct，开发者能够有效地组织和管理数据，提高代码的可读性和效率。文章深入探讨了如何利用struct来实现数据组合，并将其应用于网络协议、通信控制和嵌入式系统设计中。 2. **C++中extern"C"含义深层探索**：在C++中，extern"C"用于告诉编译器按照C语言的规则来处理特定的函数或变量，以实现C和C++代码的互操作性。这对于嵌入式系统中混合使用这两种语言至关重要，因为C++的名称修饰（name mangling）可能会导致链接错误。 3. **C语言高效编程的几招**：文章提供了C语言编程的一些最佳实践，包括内存管理、性能优化等方面，帮助开发者写出更高效、更可靠的代码。 4. **嵌入式程序员应知的0x10个基本问题**：这部分可能包含了对嵌入式开发至关重要的基础知识和技巧，包括硬件接口、内存管理、中断处理等。 5. **C语言嵌入式系统编程修炼**：一系列文章详细讲解了C语言在嵌入式系统中的实际应用，涵盖了背景知识、软件架构、内存操作、屏幕和键盘控制以及性能优化等。 6. **C/C++语言void及void指针深层探索**： void指针是C/C++中的一个重要特性，允许存储和传递任意类型的数据。文章会讨论void指针的使用场景和注意事项。 7. **C/C++的可变参数表深层探索**：可变参数列表（如printf函数）是C/C++中的一个高级特性，允许函数接收不同数量的参数。文章将深入解释如何正确地使用这一功能。 8. **C/C++数组名与指针的区别**：阐述了数组名在语法上的特殊性质，以及它与指针之间的微妙差异，这对理解和避免常见编程错误至关重要。 9. **C/C++结构体的高级特性——指定成员的位数**：深入讨论了结构体成员的位字段（bit-field），这是一种节省内存和提高效率的技术。 10. **C/C++中的近指令、远指针和巨指针**：讨论了不同类型的指针在不同体系结构下的行为，这对于跨平台编程和理解硬件寻址机制很有帮助。 11. **基于ARM的嵌入式Linux移植经验**：一系列文章详述了将Linux操作系统移植到ARM处理器的过程，包括BootLoader、操作系统内核、设备驱动和应用实例。 12. **深入浅出Linux设备驱动编程**：对Linux内核模块、字符设备驱动、并发控制和阻塞/非阻塞操作进行了详细的讲解，是学习Linux驱动开发的基础。这些文章不仅覆盖了语言基础，还涉及到实际开发中的具体问题，对于想要在嵌入式领域深化C和C++知识的人来说是一份宝贵的资源。通过学习，读者可以增强对嵌入式系统编程的理解，提升解决实际问题的能力。

这个问题用几个解决方案。我首选的方案是：

while(1)

{

一些程序员更喜欢如下方案：

for(;;)

{

这个实现方式让我为难，因为这个语法没有确切表达到底怎么回事。如果一个应试者给出这个作为方案，我将用这个作为一个机会去探究他们

这样做的基本原理。如果他们的基本答案是："我被教着这样做，但从没有想到过为什么。"这会给我留下一个坏印象。

第三个方案是用 goto

Loop:

...

goto Loop;

应试者如给出上面的方案，这说明或者他是一个汇编语言程序员（这也许是好事）或者他是一个想进入新领域的 BASIC/FORTRAN 程序员。

数据声明（Data declarations）

5. 用变量 a 给出下面的定义

a) 一个整型数（An integer）

b)一个指向整型数的指针（ A pointer to an integer）

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 intege）r

d)一个有 10 个整型数的数组（ An array of 10 integers）

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）

f) 一个指向有 10 个整型数数组的指针（ A pointer to an array of 10 integers）

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 function that takes an integer as an argument

and returns an integer）

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 t

hat 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

人们经常声称这里有几个问题是那种要翻一下书才能回答的问题，我同意这种说法。当我写这篇文章时，为了确定语法的正确性，我的确查了

一下书。但是当我被面试的时候，我期望被问到这个问题（或者相近的问题）。因为在被面试的这段时间里，我确定我知道这个问题的答案。

应试者如果不知道所有的答案（或至少大部分答案），那么也就没有为这次面试做准备，如果该面试者没有为这次面试做准备，那么他又能为

什么出准备呢？

Static

6. 关键字 static 的作用是什么？

这个简单的问题很少有人能回答完全。在 C 语言中，关键字 static 有三个明显的作用：

•; 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。

•; 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。

•; 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。

大多数应试者能正确回答第一部分，一部分能正确回答第二部分，同是很少的人能懂得第三部分。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。

Const

7．关键字 const 有什么含意？

我只要一听到被面试者说："const 意味着常数"，我就知道我正在和一个业余者打交道。去年 Dan Saks 已经在他的文章里完全概括了 const

的所有用法，因此 ESP(译者：Embedded Systems Programming)的每一位读者应该非常熟悉 const 能做什么和不能做什么.如果你从没有

读到那篇文章，只要能说出 const 意味着"只读"就可以了。尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道

更详细的答案，仔细读一下 Saks 的文章吧。）

如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：

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：

•; 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。）

•; 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。

•;

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。

Volatile

8. 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：

•; 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）

•; 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)

•; 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。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、

RTOS 等等打交道，所有这些都要求用到 volatile 变量。不懂得 volatile 的内容将会带来灾难。

假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样），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。

•; 一个参数既可以是 const 还可以是 volatile 吗？解释为什么。

•; 一个指针可以是 volatile 吗？解释为什么。

•; 下面的函数有什么错误：

int square(volatile int *ptr)

{

return *ptr * *ptr;

}

下面是答案：

•; 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。

•; 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。

•; 这段代码有点变态。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;

}

位操作（Bit manipulation）

9. 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

•; 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。

•; 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。我最近不幸看到 Infineon 为其较复杂的通信芯片写的驱动程序，它用到了 bit fields 因此完全对我无用，因为我的编译器用其它的方

式来实现 bit fields 的。从道德讲：永远不要让一个非嵌入式的家伙粘实际硬件的边。

•; 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 |= BIT3;

}

void clear_bit3(void) {

a &= ~BIT3;

}

一些人喜欢为设置和清除值而定义一个掩码同时定义一些说明常数，这也是可以接受的。我希望看到几个要点：说明常数、|=和&=~操作。

访问固定的内存位置（Accessing fixed memory locations）

10. 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 0xaa6

6。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;

A more obscure approach is:

一个较晦涩的方法是：

*(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;

即使你的品味更接近第二种方案，但我建议你在面试时使用第一种方案。

中断（Interrupts）

11. 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("\nArea = %f", area);

return area;

}

这个函数有太多的错误了，以至让人不知从何说起了：

•; ISR 不能返回一个值。如果你不懂这个，那么你不会被雇用的。

•; ISR 不能传递参数。如果你没有看到这一点，你被雇用的机会等同第一项。

•; 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 IS

R 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。

•; 与第三点一脉相承，printf()经常有重入和性能上的问题。如果你丢掉了第三和第四点，我不会太为难你的。不用说，如果你能得到后两点，

那么你的被雇用前景越来越光明了。

*****

代码例子（Code examples）

12 . 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");

}

这个问题测试你是否懂得 C 语言中的整数自动转换原则，我发现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。如果你答错了这个问题，你也就到了

得不到这份工作的边缘。

13. 评价下面的代码片断：

unsigned int zero = 0;

unsigned int compzero = 0xFFFF;

/*1's complement of zero */

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;

这一问题真正能揭露出应试者是否懂得处理器字长的重要性。在我的经验里，好的嵌入式程序员非常准确地明白硬件的细节和它的局限，然而 P

C 机程序往往把硬件作为一个无法避免的烦恼。

到了这个阶段，应试者或者完全垂头丧气了或者信心满满志在必得。如果显然应试者不是很好，那么这个测试就在这里结束了。但如果显然应

试者做得不错，那么我就扔出下面的追加问题，这些问题是比较难的，我想仅仅非常优秀的应试者能做得不错。提出这些问题，我希望更多看

到应试者应付问题的方法，而不是答案。不管如何，你就当是这个娱乐吧...

剩余163页未读，继续阅读

LH_FOR_YAN

粉丝: 0
资源: 2

嵌入式编程：C/C++语言精华探索与实战

嵌入式C与C++语言精华文章集锦.rar

嵌入式C_C++语言精华文章集锦.pdf

c语言与c++语言的区别

简述c语言和c++语言的不同

c语言和c++语言区别

嵌入式c语言和c语言区别

下面的问题基于嵌入式C语言

嵌入式c语言选择题库

嵌入式c语言面试 下载

嵌入式c语言 #pragma asm

最新资源

嵌入式c语言面试下载