嵌入式软件工程师面试题——嵌入式专题 (五十七)

说明：

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面试题来源于网络书籍，公司题目以及博主原创或修改（题目大部分来源于各种公司）；
文中很多题目，或许大家直接编译器写完，1分钟就出结果了。但在这里博主希望每一个题目，大家都要经过认真思考，答案不重要，重要的是通过题目理解所考知识点，好应对题目更多的变化；
博主与大家一起学习，一起刷题，共同进步；
写文不易，麻烦给个三连！！！

1.MQTT通信过程

答案：

1.创建客户端

2.指定IP地址和端口号

3.进行连接

4.发布主题或订阅主题

5.数据传输

6.断开连接

2.单片机最小系统？内部主要结构？

答案：

电源，晶振，复位电路；

内部结构：ROM/RAM，计时器，中断，I/O串并行口，总线

3.看门狗原理

答案：

在系统运行以后就启动看门狗计时器，此时看门狗就开始自动计时，如果达到一定时间还不去清零，看门狗就会溢出从而引起看门狗中断，造成系统复位。

4.STM32如何进入中断

答案：

STM32是一款嵌入式芯片，中断是其常用的一种工作模式。进入中断可以通过如下步骤实现:

配置中断向量表:中断向量表是一段存储中断向量地址的内存空间，需要在程序初始化时配置。可以通过修改VTOR (VectorTable Offset Register)寄存器来设置中断向量表的起始地址。配置中断控制器:STM32芯片的中断控制器包括NVIC (NestedVectored lnterrupt Controller)和EXTI (External lnterrupt)。NVIC用于处理内部中断，EXTI用于处理外部中断。可以通过配置NVIC或EXTI相关寄存器来使能、禁止或配置中断优先级。

定义中断服务程序:在程序中定义中断服务程序，当中断发生时会跳转到相应的中断服务程序执行。中断服务程序需要按照一定的规范编写，包括入口地址、退出方式等。

触发中断:在程序中触发中断，可以通过软件触发或硬件触发。软件触发可以通过NVIC相关寄存器进行设置，硬件触发可以通过外部信号触发EXTI中断。

5.Linux中中断的实现机制，tasklet与workqueue的区别及底层实现区别？为什么要区分上半部和下半部

答案：

（1）Linux中断分为硬件中断和内部中断（异常），调用过程：外部中断产生->发送中断信号到中断控制器->通知处理器产生中断的中断号，让其进一步处理。即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），中断处理函数返回时恢复现场。

（2）tasklet和workqueue，两者都是中断下半部的一种实现方法。区别在于tasklet属于中断上下文，支持smp、不可睡眠和阻塞；workqueue基于线程的封装，属于进程上下文，因此支持睡眠、阻塞。

（3）为了能够在中断处理过程中被新的中断打断，将中断处理程序一分为二，上半部登记新的中断，快速处理简单的任务，剩余复杂耗时的处理留给下半部处理。下半部处理过程中可以被中断，上半部处理时不可被中断。

6./dev/下面的设备文件是怎么创建出来的?

答案：

有三种方式：devfs机制、udev机制、手动创建设备节点。

devfs机制，从来没用过，应该是2.6以前的内核使用的；

udev机制，其实就是现在常用的device_create()、class_create()这一套接口，所谓udev是上层用户空间程序，是基于驱动中创建使用了这两个接口而起作用的，但是udev在日常开发中几乎接触不到，我们只需在驱动中调用创建节点的这两个API就ok了，剩下的工作就交给udev去做。

mknod ，新手最常用的一种创建设备节点方法，但并非入门后就再没有用途。在某些情境下，或许有人不想使用udev机制，于是把节点创建工作写在脚本里，这样也是无可厚非的

7.insmod一个驱动模块，会执行模块中的哪个函数？rmmod呢？这两个函数在设计上要注意哪些？遇到过卸载驱动出现异常没？是什么问题引起的？

答案：

分别会执行module_init()、module_exit()指定的init函数和exit函数。

要注意的就是尽量使在init函数中出现的资源申请及使用有对应的释放操作在exit中，init申请，eixt释放。

卸载出现的异常？那很稀松平常了，大多数都是资源使用完没释放，但是模块却卸载了。

8.内核中申请内存有哪几个函数？有什么区别？

答案：

常见的三个接口，kmalloc()，vmalloc()，__get_free_pages()。

kmalloc（）操作的空间位于直接映射区（即4G空间中的896M区域），申请到空间物理地址多为连续地址，常用于操作频繁的数据结构，连续地址利于提高访问效率。

对于一些操作不频繁的数据结构可以用vmalloc()申请内存，vmalloc()操作的空间优先选择高端内存，这里申请出的内存物理地址往往不是连续的，所以访问效率不会很高。

__get_free_pages（）操作的区域跟kmalloc（）相同，位于直接映射区，不同的是它申请的是物理页的整倍数大小的内存。

9.驱动中操作物理绝对地址为什么要先ioremap?

答案：

ioremp是内核中用来将外设寄存器物理地址映射到主存上去的接口，即将io地址空间映射到虚拟地址空间上去，便于操作。为什么非要映射呢，因为保护模式下的cpu只认虚拟地址，不认物理地址，给它物理地址它并不帮你做事，所以你要操作外设上的寄存器必须先映射到虚拟内存空间，拿着虚拟地址去跟cpu对接，从而操作寄存器。