嵌入式面试中可能问到的题目和答案整理（内核驱动篇）

       写在前面：在大战之前，最好还是先做好准备，鉴于上一次的失利，所以接下来面试之前，还是要整理一下自己的问题库，这样才不会出现面试的时候，一问基础，懵逼的回答不上来，那就实在是太尴尬了。

参考的帖子：

http://blog.youkuaiyun.com/bitch_____/article/details/70158067

内核、驱动相关

1、中断和中断的上半部分和下半部分的问题

       中断会打断内核中进程的正常调度和运行，当中断到来时，要完成的工作往往并不会是短小的，它可能要进行较大量的耗时处理。所以中断处理程序中所有不要求立即完成的,在开中断的环境下,由中断后半段完成.

      中断前半段主要完成尽可能少的比较紧急的功能，例如简单地读取寄存器中的中断状态并清除中断标志后就进行“登记中断”的工作。这样，顶半部执行的速度就会很快，可以服务更多的中断请求。

       复杂的内容则交由中断下半部来执行，而且中断下半部可以被新的中断打断，这也是底半部和顶半部的最大不同。

       当然， 如果中断比较简单，就不用区分上下半部了。

       Linux 系统实现底半部的机制主要有：

       三种：tasklet，工作队列和软中断。  

1.1、tasklet与workqueue的区别及底层实现区别

       1）softirq和tasklet都属于软中断，tasklet是softirq的特殊实现；workqueue是普通的工作队列。  

       2）如果推后执行的任务需要睡眠，那么就选择工作队列workqueue（工作队列是基于线程的封装）。

            如果推后执行的任务不需要睡眠，那么就选择tasklet。

参考

http://blog.youkuaiyun.com/cupidove/article/details/49927259

1.2、linux中断的响应执行流程？

       处理器收到来自中断控制器的中断处理请求，保存中断上下文，跳转到中断对应的处理处，（快速完成中断中断上半部，中断上半部返回后执行中断下半部。如果做了上下半部处理的话），中断处理函数返回时恢复现场。

1.3、软中断的工作工程模拟了实际的中断处理过程

       1）当某一软中断时间发生后，首先需要设置对应的中断标记位，触发中断事务（raise_softirq（）设置软中断状态bitmap，触发软中断事务）
       2）然后唤醒守护线程去检测中断状态寄存器（在Linux中 软中断daemon线程函数为do_softirq（））
       3）如果通过查询发现某一软中断事务发生之后，那么通过软中断向量表调用软中断服务程序action（）。

       一个软中断不会去抢占另一个软中断，只有硬件中断才可以抢占软中断，所以软中断能够保证对时间的严格要求。

       这就是软中断的过程，与硬件中断唯一不同 的地方是从中断标记到中断服务程序的映射过程。在CPU的硬件中断发生之后，CPU需要将硬件中断请求通过向量表映射成具体的服务程序，这个过程是硬件自 动完成的，但是软中断不是，其需要守护线程去实现这一过程，这也就是软件模拟的中断，故称之为软中断。

2、驱动中操作物理绝对地址为什么要先ioremap?

       因为内核没有办法直接访问物理内存地址，必须先通过ioremap获得对应的虚拟地址。

3、自旋锁和信号量在互斥使用时需要注意哪些？在中断服务程序里面的互斥是使用自旋锁还是信号量？

       使用自旋锁的进程不能睡眠，使用信号量的进程可以睡眠。中断服务例程中的互斥使用的是自旋锁，原因是在中断处理例程中，硬中断是关闭的，这样会丢失可能到来的中断。

4、内核函数mmap的实现原理，机制？

       mmap函数实现把一个文件映射到一个内存区域，从而我们可以像读写内存一样读写文件，他比单纯调用read/write也要快上许多。在某些时候我们可以把内存的内容拷贝到一个文件中实现内存备份，当然，也可以把文件的内容映射到内存来恢复某些服务。另外，mmap实现共享内存也是其主要应用之一，mmap系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。

5、linux中内核空间及用户空间的区别？

       区别有很多，简言概之就是：Linux系统采取两级保护机制，对应两种不同的操作权限，内核空间权限高于用户空间权限，内核空间和用户空间都有属于自己的虚拟空间。

       在32位系统中，cpu最高有32位寻址范围，即对应4G空间，内核空间被划分在高1G虚拟空间，用户空间在低3G。

       普通应用程序运行在用户空间，执行一些贴近用户的低权限操作，系统内核程序，操作硬件的驱动程序等一些要求高级权限的程序运行在内核空间。

       用户空间程序不能直接访问内核空间的数据，内核空间程序也一样不能直接访问属于用户进程空间的数据，用户空间和内核空间之间的通信必须通过一些特定的方法。

5.1、用户空间与内核通信方式有哪些？

      1)首先想到的是系统调用，用户空间进程通过系统调用进入内核空间，访问指定的内核空间数据；
      2).其次是驱动程序，用户空间进程可以使用封装后的系统调用接口访问驱动设备节点，以和运行在内和空间的驱动程序通信；
      3).共享内存mmap，在代码中调用接口，实现内核空间与用户空间的地址映射，在实时性要求很高的项目中为首选，省去拷贝数据的时间等资源，但缺点是不好控制；

      4).最后，copy_to_user()、copy_from_user()，是在驱动程序中调用接口，实现用户空间与内核空间的数据拷贝操作，应用于实时性要求不高的项目中。

6、设备驱动模型三个重要成员是？platfoem总线的匹配规则是？

    总线，设备，驱动。匹配规则就是当有一个新的设备挂起时，总线被唤醒，match函数被调用，用device名字去跟本总线下的所有驱动名字去比较。相反就是用驱动的名字去device链表中和所有device的名字比较。如果匹配上，才会调用驱动中的probe函数，否则不调用。