嵌入式
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1、嵌入式c编程基础知识
1.1 C的关键词
关于static：
关于define:
关于const：
关于inline:
关于volatile：
1.2 关于大小端
手写库函数 strcpy，strncpy，memcpy，memset
https://blog.csdn.net/tsh123321/article/details/52263707
题目：
1、在一台64位的机器上，使用32位编译，Garfield 变量占用多少内存空间？64位编译又是如何？
2. 描述下面XXX 这个宏的作用。（总分10分）
1.3 总线回顾
1.3.1 SPI
1.3.2 I2C
1.4 CPU架构(x86与x86_64,Intel与ARM)
1.4.1 RISC与CISC造成的区别
1.5 STM32-ARM知识
1.5.1 stm32启动分析
面试问题:如果单片机启动不了,可能的原因?
1.6 Linux启动过程
1.6.1 BIOS自检
1.6.2 bootloader
1.6.3 系统初始化
2、编程
2.1、输入与输出
2.2、编程题
请写一个函数，将一个16进制字符串转换为数字
3、简述
4、汇编
嵌入式软件工程师经典笔试题
1、嵌入式c编程基础知识
程序编译时各部分介绍：
动态存储区、静态存储区、堆和栈的区别
空指针和void *类型指针
联合体判断大小端
1.1 C的关键词
关于static：
修饰函数：使函数只能被其所在的文件访问,其他c文件不能访问static修饰的函数；
修饰变量：
- static修饰的变量会被保存在静态存储区而不是栈中(程序运行在栈中，运行完会被释放)；
- 但static修饰的变量虽然不会被释放，但跟全局 变量不同，static修饰的变量只能在其被定义的作用域内被访问；
关于define:
- 避免了意义模糊的数字出现，使得程序语义流畅清晰
- 便于修改函数
- 提高了程序的执行效率，由于使用了预编译器进行值替代，并不需要为这些常量分配存储空间，所以执行的效率较高。
define 的括号里的参数表示变量
关于const：
- const修饰的常量具有不可变性
- 编译器不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高
常量指针和指针常量：
char *str = "Hello World";
//定义常量指针，即指针指向的对象是常量
const char *pstr = str;
printf("%c\n", *pstr);
//*pstr = 'S';//error，指针指向的对象不可变
printf("%c\n", *++pstr);//right，指针本身可变
//定义指针常量 ，指针是 常量
char* const ppstr = str;
//ppstr++;//error
*ppstr = 'N';//right关于inline:
参考：inline
简单概括，inline修饰的内联函数在编译器编译时，将原本程序中的函数 调用步骤直接替换成了函数本体，因此减少了原本调用步骤产生的额外开销；但是缺点就是导致了代码膨胀！
关于volatile：
volatile为什么要修饰中断里的变量
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
1.2 关于大小端
大端：数据的高位存在内存的低字节,典型的如ARM、PowerPC
小端：数据的低位存在内存的高字节，典型的如Intel
注意：大端小端是字节存储位置的不同，而不是每一个bit不同
例如：a=0x12345678
将a分别在大端处理器和小端处理器中写入内存0x000，那么其存储如下：
内存地址 0x0000 0x0001 0x0002 0x0003 大端 0x78 0x56 0x34 0x12 小端 0x12 0x34 0x56 0x78 那么如果在内存地址0x0000-0x0003中分别存储0x12 0x34 0x56 0x78,
则小端读取得到：0x12345678
而大端读取得到：0x78563412
因为字节序只是对内置的数据类型而言（int、short、double、long....char)，而对于char而言由于其本身只有一个字节则字节序和存储模式对其不影响。（因此字符串在跨平台传输时不用考虑字节序）
因此网络通讯时常常要将字节序转化成网络字节序(大端)
再举一个例子：
struct stucA{ unsigned int a:1; unsigned int b:2; unsigned int c:3; unsigned int d:4; unsigned int e:5; unsigned int f:6; unsigned int g:11; }A; memset(&A,0,sizeof(A)); A.d=11;在小端中：a:0,b:00,c:000,d:1101,e,f,g都为0，因为小端中数据低位存在内存低位，因此数据存储(高位地址->低位地址)为：
0000 0000 0000 0000 0000 0010 1100 0000，即使从低位到高位分别为 0xc0,0x02,0x00,0x00;
在大端中：因为数据的高位存在内存的低位，则数据存储(高位地址->低位地址)为：
0000 0011 0100 0000 0000 0000 0000 0000，按照每位数字来看，刚好与小端模式完全相反，但是！，大端中字节的读取方式也是高位数据在低位地址，因此 得到数据(从低位地址到高位地址依次显示)为 0x00 0x00 0x02 0xc0.
可以用以下代码测试：
#include#include #include using namespace std; struct strA { unsigned int a : 1; unsigned int b : 2; unsigned int c : 3; unsigned int d : 4; unsigned int e : 5; unsigned int f : 6; unsigned int g : 11; }; struct ch { char c[4]; }; union test { strA A; ch C; }T; int main() { memset(&T, 0, sizeof(T)); T.A.d = 11; for (int i = 0; i < 4; i++) printf("%02x\n", (unsigned)(unsigned char)T.C.c[i]);//以16进制输出，不足两位前面补0 getchar(); }
手写库函数 strcpy，strncpy，memcpy，memset
https://blog.csdn.net/tsh123321/article/details/52263707
题目：
1、在一台64位的机器上，使用32位编译，Garfield 变量占用多少内存空间？64位编译又是如何？
struct CAT_s{
int ld;//32
char Color;、、
unsigned short Age;
char *Name;
void(*Jump)(void);
}Garfield;| 数据类型 | 32位编译器/字节 | 64位编译器/字节 | 备注 |
| char | 1 | 1 | 例如：0xff |
| short | 2 | 2 | 例如：0xffff |
| int | 4 | 4 | 例如：0xffff ffff |
| long | 4 | 8 | |
| float | 4 | 4 | |
| char* | 4 | 8 | 实际指向的是一个地址，地址字节数由编译器决定 |
| long long | 4 | 8 | |
| double | 8 | 8 | |
| long double | 10/12 | 10/16 | 有效字节10位，但 为了对齐实际分配12/16字节 |
所以使用32位编译器时：
- 1个int 4字节；
- char、unsigned shore 共3字节，为了对齐，算4字节；
- char* 4字节；void * 4字节，
合计16字节
所以使用64位编译器时(8字节/64位对齐)：
- 1个int 4字节，char、unsigned shore 共3字节，为了对齐，合计算8字节；
- char* 8字节；
- void * 8字节，
合计24字节
2. 描述下面XXX 这个宏的作用。（总分10分）
#define offsetof(TYPE,MEMBER) ((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
#define XXX(ptr,type,member) ({\
const typeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr);\
(type*)(char*)__mptr – offsetof(type,member));})offsetof(type,member));})
第一条语句：
#define offsetof(TYPE,MEMBER) ((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
TYPE代表一个结构体，MEMBER代表结构体成员，因此这条宏定义强行将结构体起始地址定义为0，那么member就代表成员地址的偏移量；
步骤如下：
- (TYPE*)0 //将0转型为TYPE类型，即TYPE类型首地址为0
- &((TYPE*)0)->MEMBER//取TYPE类型下MEMBER成员的地址，因为首地址为 0，因此可以看做成员地址的偏移量
- (size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)//将改地址转型为(size_t)类型
第二条语句：
- typeof(((type*)0)->member) //取type类型下成员member的类型，例如：member是char，那么就代表char
- const typeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr);//将ptr指向的地址赋值给_mptr,_mptr的类型是const typeof(typeof到底是char，还是其他由member的类型决定！)
- (type*)(char*)__mptr – offsetof(type,member))//将mptr转化成结构体下成员member的指针，而offsetof()是member的地址偏移量，因此相减得到结构体的起始地址！
3、在一个多任务嵌入式系统中，有一个CPU 可直接寻址的32位寄存器REGn ，地址为 0x1F000010，编写一个安全的函数，将寄存器REGn 的指定位反转（要求保持其他bit 的值不变）
void bit_reversal(uint32_t nbit)
{
*((volatial unsigned int *)0x1F000010)^=0x01<((volatial unsigned int *)0x1F000010)为地址定义，例如(int *)0x1F111111,代表可寻址的地址。
4、 有10000个正整数，每个数的取值范围均在1到1000之间，变成找出从小到大排在第 3400（从0开始算起）的那个数，将此数的值返回，要求不使用排序实现。（总分10分）
输入参数 数组a，数组长度n ，要查找的第index个数；返回：0 -未找到 i-第index数的数值
int fun_find(int *a, int n, int index)
{
int c = 0;
int count[1001] = {0};
for (int i = 0; i < n; i++)
{
count[a[i]]++;
}
for (int i = 0; i < 1001; i++)
{
c += count[i];
if (c >= index)
return i;
}
return 0;
}1.3 总线回顾
1.3.1 SPI
接口：SDI、SDO、SCLK、CS
特点：有主从之分、全双工、高速、速度遵从事实标准
面试题之坑：SPI速率是多少？
答：。SPI是一种事实标准，由Motorola开发，并没有一个官方标准。已知的有的器件SPI已达到50Mbps。具体到产品中SPI的速率主要看主从器件SPI控制器的性能限制。
- SPI的最大时钟频率
- CPU处理SPI数据的能力
- 输出端驱动能力（PCB所允许的最大信号传输速率）
1.3.2 I2C
- 总线：SCL、SDL
- 传输：按照字节传输，每个字节必须是八位；传输一个字节后主机必须发送一个响应位；先发送高位，即MSB传输
- I2C地址:共8位，前四位为每种设备的固定地址，后三位可以由用户自己配置，最后一位为R/W;主地址(4bit)+从地址(3bit)+读写位(R/W)
- 速率：S（标准模式）测量与控制场合，100kb/s； F（快速模式），速率为 400kb/s；Hs（高速模式），速率为 3.4Mb/s。
因此最多可以挂载2^7=128个设备，同一种设备最多挂在2^3=8个。I2C传输速率有三个标准！
1.4 CPU架构(x86与x86_64,Intel与ARM)
最大的区别：Intel采用小端结构，复杂指令集(CISC);ARM采用大端结构，精简指令集(RISC)
1.4.1 RISC与CISC造成的区别
- 指令系统：RISC偏向于处理简单的任务，CISC偏向于处理复杂的任务；在使用RISC的平台上处理复杂任务，效率相对较低
- 存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化；CISC对存储器操作的指令较多，更直接
- 程序：RISC的汇编程序较大，尤其是要处理复杂操作的时候；CISC汇编程序较短
- 中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。
- CPU：RISCCPU包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISCCPU包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。
- 设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术；CISC微处理器结构复杂，设计周期长。
- 用户使用：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。
- 应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC机器更适合于专用机；而CISC机器则更适合于通用机。
1.5 STM32-ARM知识
1.5.1 stm32启动分析
Cortex-M3内核规定，起始地址必须存放堆顶指针，而第二个地址则必须存放复位中断入口向量地址，这样在Cortex-M3内核复位后，会自动从起始地址的下一个32位空间取出复位中断入口向量，跳转执行复位中断服务程序。
因此STM32启动文件，主要做了3个工作：
- 分配和初始化堆、栈;
- 定义复位向量并初始化;
- 中断向量表及其相应的异常处理程序。
其中，复位向量的地址根据BOOT的不同而不同。
| 启动模式选择引脚 |
启动模式 | 说明 | 地址 | |
| BOOT1 | BOOT0 | |||
| X | 0 | 主闪存存储器 | 主闪存存储器作为启动区域 | 0x8000000 |
| 0 | 1 | 系统存储器 | 系统存储器作为启动区域 | |
| 1 | 1 | 内置SRAM | 内置SRAM作为启动 | 0x2000000 |
这篇博文讲的很详细:STM32F407启动流程浅析
启动汇编代码如下:
总的概括起来,stm32启动步骤如下:
- 启动文件的汇编代码定义堆栈大小,起始地址(起始地址根据硬件boot配置应该有所不同),例如从flash启动,地址为0x8000000
- 执行SystemInit(),配置中断向量表,假如： 0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp，0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler（STM32使用32位总线，因此存储空间为4字节对齐）。
- 执行main_,该函数属于C/C++库函数,作用是
- 完成全局/静态变量的初始化工作
- 初始化堆栈
- 库函数的初始化
- 程序的跳转，进入main()函数。
;******************** (C) COPYRIGHT 2013 STMicroelectronics ********************
;* File Name : startup_stm32f40_41xxx.s
;* Author : MCD Application Team
;* Version : V1.3.0
;* Date : 08-November-2013
;* Description : STM32F40xxx/41xxx devices vector table for MDK-ARM toolchain. STM32F40/41XX器件向量表
;* This module performs: stm32启动以后模块执行以下操作
;* - Set the initial SP 设置初始化的SP指针
;* - Set the initial PC == Reset_Handler 设置初始PC--->指向Reset_Handler
;* - Set the vector table entries with the exceptions ISR address 设置具有异常ISR地址的向量表条目
;* - Configure the system clock and the external SRAM mounted on STM324xG-EVAL board to be used as data memory (optional, to be enabled by user)
配置系统时钟和外部SRAM并挂载到STM324xG-EVAL板用作数据存储器（可选，可由用户设置）
;* - Branches to __main in the C library (which eventually 分支跳转到C库中的_main（最终调用main()）
;* calls main()).
;* After Reset the CortexM4 processor is in Thread mode, 复位后CortexM4处理器处于线程模式，
;* priority is Privileged, and the Stack is set to Main. 优先级是Privileged，并且Stack被设置为Main。
;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>
;*******************************************************************************
;
; Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
; You may not use this file except in compliance with the License.
; You may obtain a copy of the License at:
;
; http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2
;
; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
; See the License for the specific language governing permissions and
; limitations under the License.
;
;*******************************************************************************
; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack 为堆栈分配的内存量（以字节为单位）
; Tailor this value to your application needs 根据您的应用程序需求定制此值
; Stack Configuration
; Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
;
Stack_Size EQU 0x00000400 设置堆栈大小为0X400（1k） EQU伪指令，作用是左边的符号名代表右边的表达式
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;定义栈段：名称为STACK，未初始化，可读写，ELF 的栈段按2^3=8对齐
Stack_Mem SPACE Stack_Size 分配一片连续的存储区域并初始化为 0，栈空间：0x400个字节
__initial_sp ;栈顶空间地址（低地址）？
; Heap Configuration ;堆定义
; Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
;
Heap_Size EQU 0x00000200
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base ;堆空间起始地址
Heap_Mem SPACE Heap_Size ;堆空间:0x200个字节
__heap_limit ;堆空间结束地址
PRESERVE8 ;PRESERVE8 指令指定当前文件保持堆栈八字节对齐
THUMB ;告诉汇编器下面是32位的Thumb指令，如果需要汇编器将插入位以保证对齐
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset ;中断向量表定义;向量表在复位时映射到地址0
实际上是在CODE区（假设STM32从FLASH启动，则此中断向量表实际起始地址即为0x8000000，映射到0）
AREA RESET, DATA, READONLY ;定义一块数据段，只可读，段名字是RESET
EXPORT __Vectors ;EXPORT:在程序中声明一个全局的标号__Vectors，该标号可在其他的文件中引用
EXPORT __Vectors_End ;在程序中声明一个全局的标号__Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size ;在程序中声明一个全局的标号__Vectors_Size ;DCD(DCDU)用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
假如： 0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp，
0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler（STM32使用32位总线，因此存储空间为4字节对齐）。
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
大BOSS：向量表 这个向量表的编写是有讲究的，跟硬件一一对应不能乱写的，CPU找入口地址就靠它了，bin文件开头就是他们的地址
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack ;该处物理地址值存储---栈顶地址
__initial_sp所表示的地址值,即为 __Vetors 标号所表示的值
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
上电后根据boot引脚来决定PC位置，比如boot设置为flash启动，则启动后PC跳到0x08000000。
此时CPU会先取2个地址，第一个是栈顶地址，第二个是复位异常地址，故有了上面的写法，这样就跳到reset_handler。
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler
当发生硬件错误中断时，调转到中断错误处理函数--->stm32f4xx_it.c--->
void HardFault_Handler(void) //可以发现这个函数是一个什么也不做的死循环，所以发生硬件
{ //错误时代码会跑死
/* Go to infinite loop when Hard Fault exception occurs */
while (1)
{
//CODE可以添加 如果有必要，可以在这种中断处理函数中添加自己的coding
}
}
DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler
DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler
DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD SVC_Handler ; SVCall Handler
DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
; External Interrupts
DCD WWDG_IRQHandler ; Window WatchDog ;以下为外部中断向量表
DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detection
DCD TAMP_STAMP_IRQHandler ; Tamper and TimeStamps through the EXTI line
DCD RTC_WKUP_IRQHandler ; RTC Wakeup through the EXTI line
DCD FLASH_IRQHandler ; FLASH
DCD RCC_IRQHandler ; RCC
DCD EXTI0_IRQHandler ; EXTI Line0
DCD EXTI1_IRQHandler ; EXTI Line1
DCD EXTI2_IRQHandler ; EXTI Line2
DCD EXTI3_IRQHandler ; EXTI Line3
DCD EXTI4_IRQHandler ; EXTI Line4
DCD DMA1_Stream0_IRQHandler ; DMA1 Stream 0
DCD DMA1_Stream1_IRQHandler ; DMA1 Stream 1
DCD DMA1_Stream2_IRQHandler ; DMA1 Stream 2
DCD DMA1_Stream3_IRQHandler ; DMA1 Stream 3
DCD DMA1_Stream4_IRQHandler ; DMA1 Stream 4
DCD DMA1_Stream5_IRQHandler ; DMA1 Stream 5
DCD DMA1_Stream6_IRQHandler ; DMA1 Stream 6
DCD ADC_IRQHandler ; ADC1, ADC2 and ADC3s
DCD CAN1_TX_IRQHandler ; CAN1 TX
DCD CAN1_RX0_IRQHandler ; CAN1 RX0
DCD CAN1_RX1_IRQHandler ; CAN1 RX1
DCD CAN1_SCE_IRQHandler ; CAN1 SCE
DCD EXTI9_5_IRQHandler ; External Line[9:5]s
DCD TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler ; TIM1 Break and TIM9
DCD TIM1_UP_TIM10_IRQHandler ; TIM1 Update and TIM10
DCD TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler ; TIM1 Trigger and Commutation and TIM11
DCD TIM1_CC_IRQHandler ; TIM1 Capture Compare
DCD TIM2_IRQHandler ; TIM2
DCD TIM3_IRQHandler ; TIM3
DCD TIM4_IRQHandler ; TIM4
DCD I2C1_EV_IRQHandler ; I2C1 Event
DCD I2C1_ER_IRQHandler ; I2C1 Error
DCD I2C2_EV_IRQHandler ; I2C2 Event
DCD I2C2_ER_IRQHandler ; I2C2 Error
DCD SPI1_IRQHandler ; SPI1
DCD SPI2_IRQHandler ; SPI2
DCD USART1_IRQHandler ; USART1
DCD USART2_IRQHandler ; USART2
DCD USART3_IRQHandler ; USART3
DCD EXTI15_10_IRQHandler ; External Line[15:10]s
DCD RTC_Alarm_IRQHandler ; RTC Alarm (A and B) through EXTI Line
DCD OTG_FS_WKUP_IRQHandler ; USB OTG FS Wakeup through EXTI line
DCD TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler ; TIM8 Break and TIM12
DCD TIM8_UP_TIM13_IRQHandler ; TIM8 Update and TIM13
DCD TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler ; TIM8 Trigger and Commutation and TIM14
DCD TIM8_CC_IRQHandler ; TIM8 Capture Compare
DCD DMA1_Stream7_IRQHandler ; DMA1 Stream7
DCD FSMC_IRQHandler ; FSMC
DCD SDIO_IRQHandler ; SDIO
DCD TIM5_IRQHandler ; TIM5
DCD SPI3_IRQHandler ; SPI3
DCD UART4_IRQHandler ; UART4
DCD UART5_IRQHandler ; UART5
DCD TIM6_DAC_IRQHandler ; TIM6 and DAC1&2 underrun errors
DCD TIM7_IRQHandler ; TIM7
DCD DMA2_Stream0_IRQHandler ; DMA2 Stream 0
DCD DMA2_Stream1_IRQHandler ; DMA2 Stream 1
DCD DMA2_Stream2_IRQHandler ; DMA2 Stream 2
DCD DMA2_Stream3_IRQHandler ; DMA2 Stream 3
DCD DMA2_Stream4_IRQHandler ; DMA2 Stream 4
DCD ETH_IRQHandler ; Ethernet
DCD ETH_WKUP_IRQHandler ; Ethernet Wakeup through EXTI line
DCD CAN2_TX_IRQHandler ; CAN2 TX
DCD CAN2_RX0_IRQHandler ; CAN2 RX0
DCD CAN2_RX1_IRQHandler ; CAN2 RX1
DCD CAN2_SCE_IRQHandler ; CAN2 SCE
DCD OTG_FS_IRQHandler ; USB OTG FS
DCD DMA2_Stream5_IRQHandler ; DMA2 Stream 5
DCD DMA2_Stream6_IRQHandler ; DMA2 Stream 6
DCD DMA2_Stream7_IRQHandler ; DMA2 Stream 7
DCD USART6_IRQHandler ; USART6
DCD I2C3_EV_IRQHandler ; I2C3 event
DCD I2C3_ER_IRQHandler ; I2C3 error
DCD OTG_HS_EP1_OUT_IRQHandler ; USB OTG HS End Point 1 Out
DCD OTG_HS_EP1_IN_IRQHandler ; USB OTG HS End Point 1 In
DCD OTG_HS_WKUP_IRQHandler ; USB OTG HS Wakeup through EXTI
DCD OTG_HS_IRQHandler ; USB OTG HS
DCD DCMI_IRQHandler ; DCMI
DCD CRYP_IRQHandler ; CRYP crypto
DCD HASH_RNG_IRQHandler ; Hash and Rng
DCD FPU_IRQHandler ; FPU
__Vectors_End ;Vectors结束
__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors ;得到向量表的大小,304个字节也就是0x130个字节(以上代码累加) 4*（142-66）
AREA |.text|, CODE, READONLY ;定义一个代码段，可读，段名字是.text
;|.text| 用于表示由 C 编译程序产生的代码段，或用于以某种方式与 C 库关联的代码段
; Reset handler （复位中断发生以后执行以下过程） ;利用PROC、ENDP这一对伪指令标记程序开始、结束，把程序段分为若干个过程，
使程序的结构加清晰
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK] ;WEAK（弱声明）声明其他的同名标号优先于该标号被引用,
就是说如果外面声明了的话，调用外面的对应函数
IMPORT SystemInit ;IMPORT:（导出符号表供外部调用（系统初始化））伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义
IMPORT __main ；导出符号表
LDR R0, =SystemInit ---->存储器到寄存器的数据加载 system_stm32f4xx.c 中的void SystemInit(void)
设置微控制器系统初始化嵌入式Flash接口，PLL并更新 SystemFrequency变量。
BLX R0 ;带链接的跳转，同时切换指令集,跳到SystemInit
LDR R0, =__main ;系统初始化之后跳转到main函数执行
BX R0 ;切换指令集,main函数不返回跳到__main,进入C的世界
ENDP
; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)
NMI_Handler PROC
EXPORT NMI_Handler [WEAK] 不可屏蔽中断处理函数
B .
ENDP
HardFault_Handler\ ;\意为换行连接符
PROC
EXPORT HardFault_Handler [WEAK] 硬件错误处理函数
B .
ENDP
MemManage_Handler\
PROC
EXPORT MemManage_Handler [WEAK]
B .
ENDP
BusFault_Handler\
PROC
EXPORT BusFault_Handler [WEAK]
B .
ENDP
UsageFault_Handler\
PROC
EXPORT UsageFault_Handler [WEAK]
B .
ENDP
SVC_Handler PROC
EXPORT SVC_Handler [WEAK]
B .
ENDP
DebugMon_Handler\
PROC
EXPORT DebugMon_Handler [WEAK]
B .
ENDP
PendSV_Handler PROC
EXPORT PendSV_Handler [WEAK]
B .
ENDP
SysTick_Handler PROC
EXPORT SysTick_Handler [WEAK]
B .
ENDP
Default_Handler PROC （默认的处理函数---->导出符号表）
;输出异常向量表标号,方便外部实现异常的具体功能,
[WEAK]是弱定义的意思,如果外部定义了,优先执行外部定义,否则下面的函数定义（与上面相同，上面为定义，这边为导出）
EXPORT WWDG_IRQHandler [WEAK]
EXPORT PVD_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TAMP_STAMP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RTC_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT FLASH_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RCC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ADC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_TX_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_RX1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_SCE_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI9_5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM1_UP_TIM10_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM1_CC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C1_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C1_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C2_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C2_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI15_10_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RTC_Alarm_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_FS_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM8_UP_TIM13_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM8_CC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Stream7_IRQHandler [WEAK]
EXPORT FSMC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SDIO_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM6_DAC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIM7_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ETH_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ETH_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN2_TX_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN2_RX0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN2_RX1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN2_SCE_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_FS_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA2_Stream7_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C3_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C3_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_HS_EP1_OUT_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_HS_EP1_IN_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_HS_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT OTG_HS_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DCMI_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CRYP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT HASH_RNG_IRQHandler [WEAK]
EXPORT FPU_IRQHandler [WEAK]
以下为只是定义而没有实现的空函数
WWDG_IRQHandler
PVD_IRQHandler
TAMP_STAMP_IRQHandler
RTC_WKUP_IRQHandler
FLASH_IRQHandler
RCC_IRQHandler
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
DMA1_Stream0_IRQHandler
DMA1_Stream1_IRQHandler
DMA1_Stream2_IRQHandler
DMA1_Stream3_IRQHandler
DMA1_Stream4_IRQHandler
DMA1_Stream5_IRQHandler
DMA1_Stream6_IRQHandler
ADC_IRQHandler
CAN1_TX_IRQHandler
CAN1_RX0_IRQHandler
CAN1_RX1_IRQHandler
CAN1_SCE_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler
TIM1_UP_TIM10_IRQHandler
TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler
TIM1_CC_IRQHandler
TIM2_IRQHandler
TIM3_IRQHandler
TIM4_IRQHandler
I2C1_EV_IRQHandler
I2C1_ER_IRQHandler
I2C2_EV_IRQHandler
I2C2_ER_IRQHandler
SPI1_IRQHandler
SPI2_IRQHandler
USART1_IRQHandler
USART2_IRQHandler
USART3_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler
RTC_Alarm_IRQHandler
OTG_FS_WKUP_IRQHandler
TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler
TIM8_UP_TIM13_IRQHandler
TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler
TIM8_CC_IRQHandler
DMA1_Stream7_IRQHandler
FSMC_IRQHandler
SDIO_IRQHandler
TIM5_IRQHandler
SPI3_IRQHandler
UART4_IRQHandler
UART5_IRQHandler
TIM6_DAC_IRQHandler
TIM7_IRQHandler
DMA2_Stream0_IRQHandler
DMA2_Stream1_IRQHandler
DMA2_Stream2_IRQHandler
DMA2_Stream3_IRQHandler
DMA2_Stream4_IRQHandler
ETH_IRQHandler
ETH_WKUP_IRQHandler
CAN2_TX_IRQHandler
CAN2_RX0_IRQHandler
CAN2_RX1_IRQHandler
CAN2_SCE_IRQHandler
OTG_FS_IRQHandler
DMA2_Stream5_IRQHandler
DMA2_Stream6_IRQHandler
DMA2_Stream7_IRQHandler
USART6_IRQHandler
I2C3_EV_IRQHandler
I2C3_ER_IRQHandler
OTG_HS_EP1_OUT_IRQHandler
OTG_HS_EP1_IN_IRQHandler
OTG_HS_WKUP_IRQHandler
OTG_HS_IRQHandler
DCMI_IRQHandler
CRYP_IRQHandler
HASH_RNG_IRQHandler
FPU_IRQHandler
B .
ENDP
ALIGN ;默认是字对齐方式，也说明了代码是4字节对齐的
;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization 用户堆栈初始化
;*******************************************************************************
IF :DEF:__MICROLIB ;判断是否使用DEF:__MICROLIB（micro lib），如果勾选了micro lib
EXPORT __initial_sp
EXPORT __heap_base
EXPORT __heap_limit
ELSE ;如果没有勾选micro lib
IMPORT __use_two_region_memory ;两区堆栈空间，堆和栈有各自的空间地址
EXPORT __user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap
;标号__user_initial_stackheap，表示用户堆栈初始化程序入口
;此处是初始化两区的堆栈空间，堆是从由低到高的增长，栈是由高向低生长的，
两个是互相独立的数据段，并不能交叉使用。
LDR R0, = Heap_Mem ;保存堆起始地址
LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) ;保存栈结束地址
LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size) ;保存堆结束地址
LDR R3, = Stack_Mem ;保存栈起始地址
BX LR
ALIGN
ENDIF
面试问题:如果单片机启动不了,可能的原因?
答:
- 检查Vcc和GND
- 检查晶振
- 检查RESER脚电平
- 检查程序是从Flash启动还是外部ROM启动
- 检查调试程序问题(看门狗等问题)
1.6 Linux启动过程
参考文章:https://blog.csdn.net/u014379540/article/details/52243187
https://www.cnblogs.com/bluestorm/p/5981435.html
Linux启动过程可以简单由下图描述:
1.6.1 BIOS自检
BIOS(basic Input/Output System),是计算机操作系统输入输出管理的一部分,目前大多存储与板上Flash-EEPROM上,里面内容可升级
BIOS分为两部分:
- POST(Power On Self Test)上电自检程序,检测外围设备是否存在问题;
- 启动Running time服务:Running time服务会自动搜索处于激活状态的或者是可引导的程序,搜索顺序由CMOS决定(即BIOS中的设置),一般从硬盘启动的话,会读取硬盘上第一个扇区MBR(master boot recrd),即主引导记录.MBR中存储了bootloader;
- MBR装入RAM中后,操作权被交给MBR,接下来就是bootloader的任务啦
1.6.2 bootloader
bootloader分为stag1和stag2两个阶段.
stag1:
- 初始化硬件设备(复位,设置CPU为超级保护模式,屏蔽看门狗,初始化内存控制器,...初始化串口打印信息...)
- 代码重定位,为加载stag2分配RAM空间(代码重定位主要检查自己是否在内存中。如果是跳到堆栈段(stack_setup代码段)设置堆栈，不是就加载自己到RAM空间。)
- 加载stag2到RAM
- 设置堆栈跳转到第二段代码入口
stag2:
- 初始化本阶段要使用到的硬件设备
- 检测系统内存映射(所谓内存映射就是指在整个4GB 物理地址空间中有哪些地址范围被分配用来寻址系统的RAM 单元。个人觉得是因为有一段地址用于DMA直接寻址,不经过cpu的mmu单元)
- 加载内核映像和根文件系统映像
- 设置内核的启动参数
- 启动内核
1.6.3 系统初始化
init进程起来后，系统启动的控制权移交给init进程。
/sbin/init进程是所有进程的父进程，当init起来之后，它首先会读取配置文件/etc/inittab，进行以下工作：
1）执行系统初始化脚本(/etc/rc.d/rc.sysinit)，对系统进行基本的配置，以读写方式挂载根文件系统及其它文件系统，到此系统基本算运行起来了，后面需要进行运行级别的确定及相应服务的启动；
2）确定启动后进入的运行级别；
3) 执行/etc/rc.d/rc，该文件定义了服务启动的顺序是先K后S，而具体的每个运行级别的服务状态是放在/etc/rc.d/rcn.d（n=0~6）目录下，所有的文件均链接至/etc/init.d下的相应文件。
4）有关key sequence的设置
5) 有关UPS的脚本定义
6）启动虚拟终端/sbin/mingetty
7）在运行级别5上运行X
这时呈现给用户的就是最终的登录界面。
至此，系统启动过程完毕：）
2、编程
2.1、输入与输出
输出各种进制：
int m = 255;
printf("m的十六进制：%x\n", m);
printf("m的十进制： %d\n", m);
printf("m的八进制： %o\n", m);m的十六进制：ff
m的十进制： 255
m的八进制： 377如果输入包含空格，例如输入“how are you”,用gets代替scanf；
字符串操作：
头文件string.h
内存分配：
头文件 malloc.h
算法：
2.2、编程题
请写一个函数，将一个16进制字符串转换为数字
#include
#include
int hextoint(char c)
{
if (c >= 'a'&&c <= 'z')
return (int)(c - 'a' + 10);
else if (c >= 'A'&&c <= 'Z')
return (int)(c - 'A' + 10);
else if (c >= '0'&&c <= '9')
return (int)(c - '0' + 0);
else return 0xffffffff;//错误
}
int stringtoint(char* a)
{
int sum = 0;
int n = strlen(a);
for (int i = 0; i 或者更简单的方法：
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int t;
while (cin >> hex >>t)
cout << t << endl;
return 0;
} 3、简述
3.1. 简述处理器中断处理的过程（中断向量、中断保护现场、中断嵌套、中断返回等）。
中断向量：中断服务程序的入口地址。作用是：请求中断
当某一中断源需要CPU为其进行中断服务时，就输出中断请求信号，使中断控制系统的中断请求触发器置位，向CPU请求中断。系统要求中断请求信号一直保持到CPU对其进行中断响应为止。
中断响应：
CPU对系统内部中断源提出的中断请求必须响应，而且自动取得中断服务子程序的入口地址(入口地址一般存储在中断向量地址上)，执行中断 服务子程序。对于外部中断，CPU在执行当前指令的最后一个时钟周期去查询INTR引脚，若查询到中断请求信号有效，同时在系统开中断（即IF=1）的情 况下，CPU向发出中断请求的外设回送一个低电平有效的中断应答信号，作为对中断请求INTR的应答，系统自动进入中断响应周期。
保护现场：
主程序和中断服务子程序都要使用CPU内部寄存器等资源，为使中断处理程序不破坏主程序中寄存器的内容，应先将断点处各寄存器的内容压入堆栈保护起来，再进入的中断处理。现场保护是由用户使用PUSH指令来实现的。
中断服务：
中断服务是执行中断的主体部分，不同的中断请求，有各自不同的中断服务内容，需要根据中断源所要完成的功能，事先编写相应的中断服务子程序存入内存，等待中断请求响应后调用执行。
恢复现场
当中断处理完毕后，用户通过POP指令将保存在堆栈中的各个寄存器的内容弹出，即恢复主程序断点处寄存器的原值。
中断返回
在中断服务子程序的最后要安排一条中断返回指令IRET，执行该指令，系统自动将堆栈内保存的 IP/EIP和CS值弹出，从而恢复主程序断点处的地址值，同时还自动恢复标志寄存器FR或EFR的内容，使CPU转到被中断的程序中继续执行
中断嵌套
是指中断系统正在执行一个中断服务时，有另一个优先级更高的中断提出中断请求，这时会暂时终止当前正在执行的级别较低的中断源的服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完毕，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，这个过程就是中断嵌套。
2. 简述处理器在读内存的过程中，CPU 核、cache 、MMU 如何协同工作？画出CPU 核、 cache 、MMU(内存管理单元) 、内存之间的关系示意图加以说明（可以以你熟悉的处理器为例）。（总分10分）
3、请说明总线接口USRT 、I2C 、USB 的异同点（串/并、速度、全/半双工、总线拓扑等）
4、汇编
【C语言】编译链接的详细过程
程序编译，链接过程