c - 嵌入式系统：设计一个监控地址的 API

Question

在一家半导体公司的技术面试中，这个问题被作为一个起点提出来。我想没有正确答案 - 这个开放式问题的目的是衡量工程师的深度和舒适度。问题：- 设计一个 API 来监控地址并在地址包含特定值时返回：-

void reach_target_value(volatile int* addr, int value);

我天真的解决方案是这样的： -

void reach_target_value(volatile int* addr, int value)
{
  while(*addr != value)
  {
    //Do nothing - spin in a tight loop
  }
}

现在显然在多处理/多线程环境中，如果在执行进程/线程上下文切换时地址碰巧达到目标值，它可能会错过返回。离开这种情况，如何增强代码以确保它在多线程环境中运行良好，其中多个线程将监视具有不同目标值的相同地址？感谢您的阅读 - 非常感谢您的建议 - 代码 - 指针！

标签： cmultithreadingembedded

Answer 1

这确实是一个可以（正如您所假设的）以最广泛的方式回答的问题。那个面试问题的重点不是你的答案（在你得到的前提条件下，无论如何你都无法回答）——而是你的澄清问题，你是否有方法和技能来通过越来越详细的问题来追踪问题.

可能的答案范围从您的“天真”忙等待方法，这可能是一个完全有效的解决方案，例如，一个正在等待中断并且完全没有其他事情可做的 AVR Tiny，而不是使用计时器任务来频繁观看更改mprotect在嵌入式 Linux 系统上使用以观察“硬件中”的变量并在某些代码写入该内存时立即接收信号（以及许多其他解决问题的方法）。

做事的“正确方式”是什么，取决于你的面试官实际上希望你问的大量先决条件，（如果没有这些问题的答案，就不可能回答）比如

• 我们是在谈论裸机还是有 RTOS，甚至可能是嵌入式 Linux 或 Windows？
• 如果是裸机，我们是否可能在支持观察内存变化的环境中工作（某些 ARM 嵌入式 CPU 有）？
• 系统在等待内存变化时是否还有其他任务？
• 我们是否有计时器，如果有，预计变量改变的频率是多少（即如果我们使用计时器方法，我们可能错过改变的机会有多大，对改变的反应的最低期望是多少？允许错过更改）？
• 我们是否在支持页面错误的虚拟内存环境中工作，可以帮助我们解决问题mprotect？相关：我们是否有任何硬件可以帮助我们，比如 MMU 或硬件观察点支持？
• 如果我们有多个线程等待更改，它们有多少，这是我们之前知道的一个常数，还是消费者会随着时间而改变？
• 如何在更改它的任务之间同步写入内存地址？我们可以通过互斥锁或类似的方式限制访问吗？
• ……

而且，总结一下：面试官绝对不希望看到代码——他们希望听到你的澄清问题和你解决问题的能力，最终为一个（显然很简单的）问题提出一个可行的解决方案。我实际上发现这是一个非常好的面试问题。