嵌入式程序员应知道的几个基本问题（2）

　　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：

　　1)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。

　　2) 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。

　　3) 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：

　　1) 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。)

　　2) 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。

　　3) 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：

　　1) 并行设备的硬件寄存器(如：状态寄存器)

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

　　3) 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。

　　1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。

　　2); 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。

　　3); 下面的函数有什么错误：

　　　　int square(volatile int *ptr)

　　　　{

　　　　　return *ptr * *ptr;

　　　　}

　　下面是答案：

　　1)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。

　　2); 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。

　　3) 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：

　　1)不知道怎么样下手。该被面者从没做过任何嵌入式系统的工作。

　　2) 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。

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