嵌入式 Linux面試基礎(chǔ)題

請(qǐng)問(wèn)uboot啟動(dòng)過(guò)程都做了些什么？

1、cpu剛開(kāi)始初始化的時(shí)候，還未設(shè)置棧，所以先使用匯編代碼，構(gòu)建異常項(xiàng)鏈表，然后設(shè)置cpu為svc（特權(quán)）模式，同時(shí)關(guān)閉FIQ和IRQ(防止突發(fā)中斷程序跑飛了)
注：在跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核之前，要滿(mǎn)足CPU出在SVC模式下。
2、對(duì)cp15協(xié)處理器進(jìn)行設(shè)置，這里主要是關(guān)閉MMU和cache
3、進(jìn)入到板級(jí)初始化階段，這里會(huì)進(jìn)行時(shí)鐘、內(nèi)存、串口的初始化。最后還要關(guān)閉看門(mén)狗。
4、接下來(lái)就是設(shè)置棧，為c語(yǔ)言準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境，調(diào)用board_init_f，填充gd結(jié)構(gòu)體。
5、對(duì)代碼重定位，搬運(yùn)到內(nèi)存中去，搬運(yùn)之后，跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存中去執(zhí)行board_init_r，這里就可以開(kāi)啟cache了，當(dāng)然也可以不開(kāi)啟。然后初始化其他設(shè)備。比如flash、網(wǎng)卡、emmc等。初始化完之后，在執(zhí)行main_loop

為什么uboot要關(guān)掉cache？

1、cpu剛開(kāi)始初始化的時(shí)候，還未設(shè)置棧，所以先使用匯編代碼，構(gòu)建異常項(xiàng)鏈表，然后設(shè)置cpu為svc（特權(quán)）模式，同時(shí)關(guān)閉FIQ和IRQ(防止突發(fā)中斷程序跑飛了)
注：在跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核之前，要滿(mǎn)足CPU出在SVC模式下。
2、對(duì)cp15協(xié)處理器進(jìn)行設(shè)置，這里主要是關(guān)閉MMU和cache
3、進(jìn)入到板級(jí)初始化階段，這里會(huì)進(jìn)行時(shí)鐘、內(nèi)存、串口的初始化。最后還要關(guān)閉看門(mén)狗。
4、接下來(lái)就是設(shè)置棧，為c語(yǔ)言準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境，調(diào)用board_init_f，填充gd結(jié)構(gòu)體。
5、對(duì)代碼重定位，搬運(yùn)到內(nèi)存中去，搬運(yùn)之后，跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存中去執(zhí)行board_init_r，這里就可以開(kāi)啟cache了，當(dāng)然也可以不開(kāi)啟。然后初始化其他設(shè)備。比如flash、網(wǎng)卡、emmc等。初始化完之后，在執(zhí)行main_loop

nandflash和norflash的區(qū)別，對(duì)norflash的操作方式的理解？

兩種芯片的結(jié)構(gòu)不同 NORflash之所以可以片內(nèi)執(zhí)行，就是因?yàn)樗螩PU去指令譯碼執(zhí)行的要求。CPU送一個(gè)地址出來(lái)，NORflash就能給一個(gè)數(shù)據(jù)讓CPU執(zhí)行，中間不需要額外的處理操作。

NAND flash不一樣是因?yàn)閚andflash有地址，數(shù)據(jù)，命令共用IO口的問(wèn)題，cpu把地址發(fā)出來(lái)之后，并不能直接得到數(shù)據(jù)，還需要控制線的操作才能完成。就是他沒(méi)有專(zhuān)用的SRAM接口。

嵌入式系統(tǒng)中代碼的執(zhí)行方式主要有3種：
完全映射\按需分頁(yè)\eXecute In Place (XIP)片上執(zhí)行。

語(yǔ)句for( ；1 ；)有什么問(wèn)題？它是什么意思？

無(wú)限循環(huán)，和while(1)相同。

do……while和while……do有什么區(qū)別？

前一個(gè)循環(huán)一遍再判斷，后一個(gè)判斷以后再循環(huán)。

代碼輸出結(jié)果是？

＃include <stdio.h>
main()
{
  int a,b,c,d;
  a=10;
  b=a++;
  c=++a;
  d=10*a++;
  printf("b，c，d：%d，%d，%d"，b，c，d）;
  return 0;
}

輸出結(jié)果：
b,c,d:10，12，120

Linux設(shè)備中字符設(shè)備與塊設(shè)備有什么主要的區(qū)別？

字符設(shè)備：字符設(shè)備是個(gè)能夠像字節(jié)流（類(lèi)似文件）一樣被訪問(wèn)的設(shè)備，由字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特性。字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常至少實(shí)現(xiàn)open,close,read和write系統(tǒng)調(diào)用。字符終端、串口、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、攝像頭、聲卡和顯卡等就是典型的字符設(shè)備。

塊設(shè)備：和字符設(shè)備類(lèi)似，塊設(shè)備也是通過(guò)/dev目錄下的文件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)來(lái)訪問(wèn)。塊設(shè)備上能夠容納文件系統(tǒng)，如：u盤(pán)，SD卡，磁盤(pán)等。

字符設(shè)備和塊設(shè)備的區(qū)別僅僅在于內(nèi)核內(nèi)部管理數(shù)據(jù)的方式，也就是內(nèi)核及驅(qū)動(dòng)程序之間的軟件接口，而這些不同對(duì)用戶(hù)來(lái)講是透明的。在內(nèi)核中，和字符驅(qū)動(dòng)程序相比，塊驅(qū)動(dòng)程序具有完全不同的接口。

查看驅(qū)動(dòng)模塊中打印信息應(yīng)該使用什么命令？如何查看內(nèi)核中已有的字符設(shè)備的信息？如何查看正在使用的有哪些中斷號(hào)？

  1. 查看驅(qū)動(dòng)模塊中打印信息的命令：dmesg
  2. 查看字符設(shè)備信息可以用lsmod 和modprobe，lsmod可以查看模塊的依賴(lài)關(guān)系，modprobe在加載模塊時(shí)會(huì)加載其他依賴(lài)的模塊。
  3. 顯示當(dāng)前使用的中斷號(hào)cat /proc/interrupt

Linux中引入模塊機(jī)制有什么好處？

首先，模塊是預(yù)先注冊(cè)自己以便服務(wù)于將來(lái)的某個(gè)請(qǐng)求，然后他的初始化函數(shù)就立即結(jié)束。換句話說(shuō)，模塊初始化函數(shù)的任務(wù)就是為以后調(diào)用函數(shù)預(yù)先作準(zhǔn)備。

好處：

  1. 應(yīng)用程序在退出時(shí)，可以不管資源的釋放或者其他的清除工作，但是模塊的退出函數(shù)卻必須仔細(xì)此撤銷(xiāo)初始化函數(shù)所作的一切。
  2. 該機(jī)制有助于縮短模塊的開(kāi)發(fā)周期。即：注冊(cè)和卸載都很靈活方便。

MMU的作用有（ ）?

[A] 內(nèi)存保護(hù)　　
[B] 地址轉(zhuǎn)換
[C] 加快存取速度
[D] 安全保密
[E] 內(nèi)存分配
答案 ： AB

以下屬于DMA特點(diǎn)的有（ ）

[A]占用CPU　　
[B]占用總線
[C]不占用CPU
[D]不占用總線
答案： BC

FIQ的什么特點(diǎn)使得它處理的速度比IRQ快？

1）FIQ優(yōu)先級(jí)比IRQ高，不會(huì)被中斷
2）FIQ有自己的專(zhuān)屬寄存器：r8~r12，不用對(duì)通用寄存器入棧保護(hù)，可以加快速度
3）FIQ位于異常向量表的末尾0x1c，故無(wú)需跳轉(zhuǎn)，可以在這里直接放置異常處理函數(shù)

全局變量、局部變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量的區(qū)別和引用方式?

初始化的全局變量在.data段,可以外部文本加extern引用;
未初始化的全局變量在.bss段,可以外部文本加extern引用;
靜態(tài)全局變量區(qū)別是不能在外部文件引用；
局部變量在運(yùn)行時(shí)，棧區(qū)分配空間；
靜態(tài)局部變量在靜態(tài)區(qū)分配空間，函數(shù)調(diào)用后內(nèi)存不釋放；

內(nèi)存的分配方式有哪三種，請(qǐng)簡(jiǎn)單介紹一下。

內(nèi)存分配有三種：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、堆區(qū)和棧區(qū)。他們的功能不同，他們使用方式也就不同。

  1. 靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)：內(nèi)存在程序編譯的時(shí)候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在。它主要存放靜態(tài)數(shù)據(jù)、全局?jǐn)?shù)據(jù)和常量。
  2. 棧區(qū)：在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)（包括main函數(shù)）內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。（任何變量都處于站區(qū)，例如int a[] = {1, 2},變量a處于棧區(qū)。數(shù)組的內(nèi)容也存在于棧區(qū)。）
  3. 堆區(qū)：亦稱(chēng)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。程序在運(yùn)行的時(shí)候用malloc或new申請(qǐng)任意大小的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用free或delete釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的生存期可以由我們決定，如果我們不釋放內(nèi)存，程序?qū)⒃谧詈蟛裴尫诺魟?dòng)態(tài)內(nèi)存。 但是，良好的編程習(xí)慣是：如果某動(dòng)態(tài)內(nèi)存不再使用，需要將其釋放掉，并立即將指針置位NULL，防止產(chǎn)生野指針。

IRQ和FIQ有什么區(qū)別?

FIQ和IRQ是兩種不同類(lèi)型的中斷，ARM為了支持這兩種不同的中斷，提供了對(duì)應(yīng)的叫做FIQ和IRQ處理器模式(ARM有7種處理模式)。
1、FIQ比IRQ快；2、FIQ比IRQ有更高優(yōu)先級(jí)；3、FIQ的入口地址是0x1c,IRQ的入口地址是0x18。

驅(qū)動(dòng)里面為什么要有并發(fā)、互斥的控制?如何實(shí)現(xiàn)?講個(gè)例子?

并發(fā)(concurrency)指的是多個(gè)執(zhí)行單元同時(shí)、并行被執(zhí)行，而并發(fā)的執(zhí)行單元對(duì) 共 享資源(硬件資源和軟件上的全局變量、靜態(tài)變量等)的訪問(wèn)則很容易導(dǎo)致競(jìng)態(tài)(race conditions) 。 解決競(jìng)態(tài)問(wèn)題的途徑是保證對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)， 所謂互斥訪問(wèn)就是指一個(gè)執(zhí)行單 元 在訪問(wèn)共享資源的時(shí)候，其他的執(zhí)行單元都被禁止訪問(wèn)。 訪問(wèn)共享資源的代碼區(qū)域被稱(chēng)為臨界區(qū)， 臨界區(qū)需要以某種互斥機(jī) 制加以保護(hù)， 中斷屏蔽， 原子操作，自旋鎖，和信號(hào)量都是 linux 設(shè)備驅(qū)動(dòng)中可采用的互斥途徑。

什么是GPIO?

general purpose input/output
GPIO是相對(duì)于芯片本身而言的，如某個(gè)管腳是芯片的GPIO腳，則該腳可作為輸入或輸出高或低電平使用，當(dāng)然某個(gè)腳具有復(fù)用的功能，即可做GPIO也可做其他用途。 也就是說(shuō)你可以把這些引腳拿來(lái)用作任何一般用途的輸入輸出，例如用一根引腳連到led的一極來(lái)控制它的亮滅，也可以用一根（一些）引腳連到一個(gè)傳感器上以獲得該傳感器的狀態(tài)，這給cpu提供了一個(gè)方便的控制周邊設(shè)備的途經(jīng)。如果沒(méi)有足夠多的gpio管腳，在控制一些外圍設(shè)備時(shí)就會(huì)力有不逮，這時(shí)可采取的方案是使用CPLD來(lái)幫助管理。

字符型驅(qū)動(dòng)設(shè)備怎么創(chuàng)建設(shè)備文件?

手動(dòng)創(chuàng)建：mknod /dev/led c 250 0 其中dev/led 為設(shè)備節(jié)點(diǎn) c 代表字符設(shè)備 250代表主設(shè)備號(hào) 0代表次設(shè)備號(hào)

還有UDEV/MDEV自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備文件的方式，UDEV/MDEV是運(yùn)行在用戶(hù)態(tài)的程序，可以動(dòng)態(tài)管理設(shè)備文件，包括創(chuàng)建和刪除設(shè)備文件，運(yùn)行在用戶(hù)態(tài)意味著系統(tǒng)要運(yùn)行之后。在 /etc/init.d/rcS 腳本文件中會(huì)執(zhí)行mdev -s 自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

寫(xiě)一個(gè)中斷服務(wù)需要注意哪些？如果中斷產(chǎn)生之后要做比較多的事情你是怎么做的？

中斷處理例程應(yīng)該盡量短，把能放在后半段(tasklet，等待隊(duì)列等)的任務(wù)盡量放在后半段。

寫(xiě)一個(gè)中斷服務(wù)程序要注意快進(jìn)快出，在中斷服務(wù)程序里面盡量快速采集信息，包括硬件信息，然后退出中斷，要做其它事情可以使用工作隊(duì)列或者tasklet方式。也就是中斷上半部和下半部。

第二：中斷服務(wù)程序中不能有阻塞操作。應(yīng)為中斷期間是完全占用CPU的（即不存在內(nèi)核調(diào)度），中斷被阻塞住，其他進(jìn)程將無(wú)法操作；

第三：中斷服務(wù)程序注意返回值，要用操作系統(tǒng)定義的宏做為返回值，而不是自己定義的OK，F(xiàn)AIL之類(lèi)的。

自旋鎖和信號(hào)量在互斥使用時(shí)需要注意哪些？在中斷服務(wù)程序里面的互斥是使用自旋鎖還是信號(hào)量？還是兩者都能用？為什么？

使用自旋鎖的進(jìn)程不能睡眠，使用信號(hào)量的進(jìn)程可以睡眠。

中斷服務(wù)例程中的互斥使用的是自旋鎖，原因是在中斷處理例程中，硬中斷是關(guān)閉的；但是要注意這樣會(huì)丟失可能到來(lái)的中斷。

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