嵌入式软件工程师笔试面试题分类汇总——中断服务函数

  今天来学习记录下中断服务函数（ISR）。关于中断，其实大家或多或少都会了解过，那么，在笔试&面试中，关于中断服务子函数，我们又需要知道那些知识点？

1.中断服务函数4大注意点

1. 中断服务函数不能有返回值；
2. 中断服务函数不能传入参数；
3. 中断服务函数要短小精悍；
4. 中断服务函数中不能使用printf等glibc函数，会带来重入性和性能问题；

解析：首先，中断源连接到硬件，由硬件来触发产生中断，即：中断源提出中断申请，而中断申请一般由硬件电路产生，申请提出时间是随机的，因此中断的产生是随机的，也就是说，中断服务函数的调用是硬件级别的。当中断产生时，pc指针强制跳转到相应的中断服务函数入口执行中断服务函数。
  1）关于返回值，需要进行入栈出栈操作。由于中断是随机的，且由硬件告知，并不是由某段代码调用，所以，如果有返回值那么返回值将返回给谁？显然，这是毫无意义的！也就是说，如果中断服务函数有返回值，返回时将返回值压入栈中后，那么何时出栈、如何出栈？
  2）关于传入参数，这和返回值类似，也需要入栈出栈，那么什么时候入栈，谁给它传递参数？
  3）至于ISR要短小精悍就更好理解了。假设存在一个中断，其中断产生的次数较为频繁，而它对应ISR耗时较长，那么对于中断的响应就会无限的延迟，从而会错过很多中断请求；
  4）关于printf函数带来的重入性和性能问题，需要了解像printf这样的glibc函数，其采用的是缓冲机制，该缓冲区域是共享的，可以理解为全局变量。当某个中断发生时，向缓冲区中写入某些内容，而恰巧此时来了一个更高级的中断，它同样调用了printf函数，也向缓冲区中写入某些内容，此时，缓冲区中的内容就混乱了。

2.中断和调用子程序的那点破事

中断和子程序的调用有一定的相似性，但是这两者的区别却又很大，这里就来掀开窗帘，看看这两个到底在搞什么破事！

2.1联系

  中断和调用子程序这两个过程中，都需要保护断点（即下一条指令的地址）、跳至相应的地方去执行相应的代码、保护现场、恢复现场、恢复断点（即返回主程序）；
  此外，两者都可以实现嵌套。

正在执行的子程序再调用另一个子程序、正在处理的中断程序又被另一个新的中断请求所中断

2.2区别

  说白了他们俩的相似性基本上是因为过程相似，从本质上讲，他们俩完全不一样。根本区别主要集中在服务时间和服务对象上。
  调用子程序是程序设计者事先安排的，也就是说调用子程序过程发生的时间是已知和固定的，即在主程序中调用指令执行时发生子程序的调用，调用指令的位置是已知和固定的；而中断如先前讲述的，它是随机的，由系统工作环境随机决定。
  子程序为主程序提供服务，两者属于从属关系；而中断服务程序与主程序一般无关，不存在谁为谁提供服务的说法，即两者是平行的关系；
  此外，还有一些其他的区别：
  主程序调用子程序的过程完全属于软件处理过程，不需要专门的硬件电路；而中断的过程软硬结合，需要专门的硬件电路才能够完成中断处理的过程；
  子程序嵌套可以实现若干级，嵌套的最多级数由计算机内存开辟的堆栈大小限制；而中断嵌套的级数主要由中断优先级级数来限制，一般优先级数不会很大

3.常见题型

中断是嵌入式系统中重要的组成部分，这导致了很多编译开发商提供一种扩展——让标准C支持中断。具代表事实是，产生了一个新的关键字 __interrupt。下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR)，请评论一下这段代码的。

__interrupt double compute_area (double radius) 
{
    double area = PI * radius * radius;
    printf("/nArea = %f", area);
    return area;
}

这段代码基本上把上面提到的4大注意点全都无视了…>_<
第一行，传入参数了；
第二行，在许多的处理器/编译器中，浮点一般都是不可重入的。有些处理器/编译器需要让额处的寄存器入栈，有些处理器/编译器就是不允许在ISR中做浮点运算；
第三行，使用printf()函数带来的重入性和性能问题；
第四行，ISR中不能有返回值；
整体上，ISR应该是短小精悍的，所以在ISR中做浮点运算是不明智的；

<未完，持续更新中…>