嵌入式软件面试经典问题

一、进程与线程（不同的系统资源管理方式）

1.区别

进程：资源分配的基本单位，由一个或者多个线程组成
线程：调度器进行调度的基本单位，一个任务
每个进程都有自己独立的内存空间，一个进程可以有多个线程，进程切换开销大
多个线程共享内存，线程切换开销小
一个进程崩溃不影响其他进程
一个线程崩溃影响所处的整个进程

2.多进程，多线程优缺点

从内存占用，数据共享，同步，CPU利用率，创建销毁和切换速度，可靠性，编程调试比较

3.进程和线程的选择

创建和销毁频繁选线程
需要大量计算，切换频繁选线程
安全稳定选进程，需要速度选线程

4.多进程，多线程通讯（同步）方法

进程间：有名管道（进程AB）和无名管道（父子进程），消息队列，信号量，共享内存，套接字

5.进程状态转换

就绪，阻塞，运行

6.父进程，子进程

父进程调用fork()函数后，复制出一个子进程，两个进程拥有相同的代码段、数据段和用户堆栈
一般设置父进程等待子进程执行完毕

7.上下文切换

进程上下文切换：当进程进行切换时，对CPU所有寄存器的值，堆栈中的内容以及进程的执行位置进行保存，以便再次执行时恢复切换前状态
中断上下文：由于中断信号产生，当前进程中断，对当前进程的执行现场进行保存，转而去执行中断程序

二、C/C++

1.new和malloc

malloc和free是C++/C的库函数，需要加头文件stdlib.h；new和delete是C++的关键字，不需要加头文件，需要编译器支持
使用new申请内存，无需指定内存块大小，编译器会根据类型信息自行计算；malloc需要写出所需分配内存大小
new分配成功时返回是对象类型指针，无需进行类型转换；malloc返回void指针（只知道地址，不知道长度），需要强制类型转换为需要的类型

2.1GB内存能malloc（1.2G）

有可能，malloc函数是申请了一块虚拟地址空间与物理内存无关，得到的是虚拟空间中的地址，之后程序运行提供的物理内存由操作系统完成

3.extern"C"作用

使C++代码中能调用C语言编写的代码，使编译器按C语言进行编译

4.strcat,strncat,strcmp,strcpy，memcpy哪些函数会导致内存溢出，如何改进

strcat(char* dest,char* src) src指向的字符串追加到dest指向的字符串的尾部
strncat(char* dest,const char* src,size_t n) n表示要追加的最大字符数
strcmp(char)比较两个字符串的大小，一个字符一个字符按ASCLL码比较
strcpy(char *dest, const char *src) 把 src 所指向的字符串复制到 dest 不安全，不做任何检查，不判断拷贝大小，不判断目的地址内存是否够用
strncpy(dest,src,n)
memcpy(void *dest, void *src, unsigned int n) 可以拷贝任意类型数据，n表示要复制的最大字符数
strcat和strcpy容易造成内存溢出

5.static用法

static修饰局部变量，使其存储再静态区，函数执行完这个局部变量不会被释放（当二次调用其函数时不会再定义）
static修饰全局变量，使其只在本文件有效
static修饰函数，使得函数只在本文件有效

6.const用法

const修饰的数据只可读不可修改

7.volatile作用和用法

防止编译器优化，每次用到这个变量就读取内存地址的值，而不是保存在寄存器的值
使用情景：一些设备的硬件寄存器（如状态寄存器），多线程中共享的变量，中断函数供其他程序访问的变量

8.const常量和#define宏的区别

#define max 1 在预处理阶段进行替换，不分配内存，不进行类型安全检查
const int max=1； 在编译时确定其值，分配内存，进行类型安全检查

9.变量的作用域，生命周期

全局变量：作用于所在文件，其他文件也可外部引用；一直到程序结束
局部变量：作用局限于一个函数，进入作用域时生成，离开时消失

10.sizeof和strlen

sizeof()是个运算符，返回一个uint类型表示所使用操作数占空间的字节大小,编译的时候就出结果
strlen()是一个参数为字符型指针(char const*)函数，返回该字符串的长度，使用时需引用头文件<string.h>，运行时才出结果，

int main()  
{   
	char *p = "hello";  
	char arr1 []= "hello";  
	char arr2[] = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' }; 
	printf("%d\n", sizeof( p)); 
	//结果4，因为指针变量的所占空间大小仅仅和操作系统位数有关32-4，64-8
    printf("%d\n", sizeof(arr1));
	//结果6，字符串默认以\0结尾，sizeof()包含\0的计算
	printf("%d\n", sizeof(arr2));
	//结果为5，因为为字符型表示，并不含有\0（仅仅字符串有\0）
	printf("%d\n", strlen( p));
	//结果为5，strlen求的是字符串的长度，不包含\0
	printf("%d\n", strlen(arr1));
	//结果为5，strlen求的是字符串的长度，不包含\0
	printf("%d\n", strlen(arr2));
	//因为字符型不包含\0，但字符串需要找到\0才可结束，所以在'o'之后继续向后读取直到找到\0，所以是一个随机值 
}   

11.struct和union内存对齐

内存对齐作用：便于cpu访问内存，节省存储空间
struct对齐：
1、结构体变量的首地址和总大小是结构体中最宽数据类型的整数倍。
2、结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍
将相同类型和大数据成员的放前面的成员放在一起，这样就减少了编译器为了对齐而添加的填充字符。
[^如32位的cpu按4的倍数来寻址，第一个成员为char，第二个为int，第三个为char，分配了12个字节的空间]
如果把两个char放前面，则可以节约4个字节的空间
union对齐：
如int b,char a[9]最大数据成员为char a[9] 则一共分配了12个字节的空间
预编译指令#pragma pack(n)，所有成员对齐以n字节为准
attribute(packed)取消对齐

12.inline函数

以空间换时间的做法，省去函数调用和返回带来的开销，以代码复制为代价直接展开运行
适用被多次调用的语句较少，没有循环递归的函数，否则编译器可能会优化
声明和定义放一起，分离会导致链接错误

13.内存分区

栈区：编译器分配，函数返回值，局部变量
堆区：自行分配
全局区/静态区：全局变量，静态变量，常数
代码区：二进制代码 （ROM）

14.32位编译情况下，判断所使用机器大小端方法

大端存储：高位存在低地址，低位存在高地址
小端存储：高位存在高地址，地位存在低地址
判断方法：
联合体先从低地址开始存，同一时间只有一个成员占有内存

#include <stdio.h>	
int main() {		
union w{	
	int a;
	char b;
}c;
	c.a=1;
	if(c.b==1)
		printf("xiaoduan\n");
	else
		printf("daduan\n");
	return 0;
}

int强制转换为char，p指向a的低字节

#include <stdio.h>