嵌入式面试常见问题（二）

1.malloc如何分配内存？

进行虚拟地址空间的分布：程序地址空间-》程序虚拟地址空间-》进程虚拟地址空间

内存布局：

进程虚拟地址空间和PCB（Process Control Block，进程控制块）进行串联 ：

分配内存方式：

第一种：通过brk()系统调用从堆分配内存

第二种：通过mmap()系统调用在文件映射区分配内存

两种方式如何区分？

1.如果用户分配的内存小于128KB，则通过brk()申请内存；

2.如果用户分配的内存大于128KB，则通过mmap()申请内存；

3.不同的glibc当中定义的阈值是不一样的，但基本就是上面两种。

#include 
 
void *malloc(size_t size);

#include  
 
void free(void *ptr);

#include 
#include 
#include 
 
#define MALLOC_MEM_SIZE (1 * 1024 * 1024)
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *base = NULL;
 
    //申请堆内存
    base = (char *)malloc(MALLOC_MEM_SIZE);
    if(NULL == base)
    {
        printf("malloc error\n");
        exit(-1);
    }
    //初始化申请到的堆内存
    memset(base, 0x0, MALLOC_MEM_SIZE);
    //使用内存
    /*---------*/
    //释放内存
    free(base);
    return 0;
}

2.readelf和objdump区别

readelf和objdump都是用于分析可执行文件、共享库和目标文件的工具，但它们在显示的信息和使用方式上有一些区别。

1. readelf：

   • readelf是一个用于查看和分析可执行文件、共享库和目标文件的工具。
   • 它主要用于显示文件的结构信息，如节表、符号表、重定位表、动态链接信息等。
   • readelf提供了丰富的选项来显示不同类型的信息，如-s用于显示符号表，-S用于显示节表，-r用于显示重定位表等。
   • 它以一种较为详细的格式显示文件的信息，适合用于查看文件的结构和元数据。

2. objdump：

   • objdump是一个用于反汇编可执行文件、共享库和目标文件的工具。
   • 它可以显示文件的汇编代码，包括指令、符号、调试信息等。
   • objdump可以用于查看文件的汇编指令，以及对应的源代码（如果调试信息可用）。
   • 它提供了多种选项来控制显示的内容和格式，如-d用于显示反汇编代码，-t用于显示符号表，-S用于显示源代码等。
   • objdump更适合用于分析代码的执行流程、查看函数的汇编实现等。

总结：

• readelf主要用于显示文件的结构信息，如节表、符号表、重定位表等，适合用于查看文件的结构和元数据。
• objdump主要用于反汇编文件，显示汇编代码、符号、调试信息等，适合用于分析代码的执行流程和查看函数的汇编实现。

3.如何验证一个函数是否inline? 

        通过对可执行文件进行反汇编，查看汇编代码函数是否被展开。示例：

        一般来讲，判断对一个内联函数是否做展开，从程序员的角度出发，主要考虑如下因素。
                ● 函数体积小。
                ● 函数体内无指针赋值、递归、循环等语句。
                ● 调用频繁。
        当我们认为一个函数体积小，而且被大量频繁调用，应该做内联展开时，就可以使用static inline关键字修饰它。但编译器不一定会做内联展开，如果你想明确告诉编译器一定要展开，或者不展开，就可以使用noinline或always_inline对函数做一个属性声明。

#include 
 
static inline __attribute__((always_inline)) int func(int a)
{
    return a + 1;
}
static inline void print_num(int a)
{
    printf("%d\n",a);
}
int main(void)
{
    int i;
    i = func(3);
    print_num(10);
    return 0;
}

        在这个程序中，我们分别定义两个内联函数：func()和print_num()，然后使用always_inline对func()函数进行属性声明。编译这个源文件，并对生成的可执行文件a.out做反汇编处理，其汇编代码如下。  

        通过反汇编代码可以看到，因为我们对func()函数作了always_inline属性声明，所以在编译过程中，在调用func()函数的地方，编译器会将func()函数在调用处直接展开。

        而对于print_num()函数，虽然我们对其做了内联声明，但编译器并没有对其做内联展开，而是把它当作一个普通函数对待。还有一个需要注意的细节是：当编译器对内联函数做展开处理时，会直接在调用处展开内联函数的代码，不再给func()函数本身生成单独的汇编代码。因为编译器在所有调用该函数的地方都做了内联展开，没必要再去生成单独的函数汇编指令。在这个例子中，我们发现编译器就没有给func()函数本身生成单独的汇编代码，编译器只给print_num()函数生成了独立的汇编代码。

内联函数为什么定义在头文件中？

        因为它是一个内联函数，可以像宏一样使用，任何想使用这个内联函数的源文件，都不必亲自再去定义一遍，直接包含这个头文件，即可像宏一样使用。

内联函数为什么用static修饰？ 

        因为我们使用inline定义的内联函数，编译器不一定会内联展开，那么当一个工程中多个文件都包含这个内联函数的定义时，编译时就有可能报重定义错误。而使用static关键字修饰，则可以将这个函数的作用域限制在各自的文件内，避免重定义错误的发生。 

4.函数的参数传递方式 

1. 值传递（Pass by Value）：这是最常见的参数传递方式。在这种方式中，函数接收的是实参的一个副本。因此，函数内部对参数的修改不会影响到实参。

2. 引用传递（Pass by Reference）：在这种方式中，函数接收的是实参的引用，也就是说，函数内部对参数的修改会直接影响到实参。这种方式在C++中常见，但C语言不支持。

3. 指针传递（Pass by Pointer）：这种方式类似于引用传递，但是使用的是指针。函数接收的是指向实参的指针，因此，函数内部对指针所指向的值的修改会影响到实参。这是C语言中实现"引用传递"的一种方式。

5. C语言和C++定义结构体变量的区别

        在C中定义一个结构体类型要用typedef，如下：

typedef struct Complex {
    int real;
    int image;
}Complex;

        那么，在说明Complex变量的时候可以这样写 Complex complex; 但是如果没有typedef就必须用 struct Complex complex; 来声明。这里的Complex实际上就是struct Complex的别名

  但在c++里很简单，直接

struct Complex {
    int real;
    int image;
};

        于是就定义了结构体类型Complex，声明变量时直接Complex complex