linux驱动开发面试问题，linux嵌入式面试常问的问题

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一、线程与进程的区别

1、调度：线程是调度的基本单位（PC，状态码，通用寄存器，线程栈及栈指针）；进程是拥有资源的基本单位（打开文件，堆，静态区，代码段等）。2、并发性：一个进程内多个线程可以并发（最好和CPU核数相等）；多个进程可以并发。3、拥有资源：线程不拥有系统资源，但一个进程的多个线程可以共享隶属进程的资源；进程是拥有资源的独立单位。4、系统开销：线程创建销毁只需要处理PC值，状态码，通用寄存器值，线程栈及栈指针即可；进程创建和销毁需要重新分配及销毁task_struct结构。

二、线程与进程的比较

1、线程启动速度快，轻量级；2、线程的系统开销小；3、线程使用有一定难度，需要处理数据一致性问题；4、同一线程共享的有堆、全局变量、静态变量、指针，引用、文件等，而独自占有栈。

三、Linux下进程间通信方式

1、管道：1）无名管道（内存文件）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程之间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。2）有名管道（FIFO文件，借助文件系统）：有名管道也是半双工的通信方式，但是允许在没有亲缘关系的进程之间使用，管道是先进先出的通信方式。2、共享内存：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与信号量，配合使用来实现进程间的同步和通信。3、消息队列：消息队列是有消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。4、套接字：适用于不同机器间进程通信，在本地也可作为两个进程通信的方式。5、信号：用于通知接收进程某个事件已经发生，比如按下ctrl + C就是信号。6、信号量：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，实现进程、线程的对临界区的同步及互斥访问。

四、Linux下同步机制

1、POSIX信号量：可用于进程同步，也可用于线程同步。2、POSIX互斥锁 + 条件变量：只能用于线程同步。

五、进程同步的四种方法

1、 临界区对临界资源进行访问的那段代码称为临界区。为了互斥访问临界资源，每个进程在进入临界区之前，需要先进行检查。2、同步与互斥同步：多个进程因为合作产生的直接制约关系，使得进程有一定的先后执行关系。互斥：多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区。3、信号量信号量（Semaphore）是一个整型变量，可以对其执行 down 和 up 操作，也就是常见的 P 和 V 操作。down : 如果信号量大于 0 ，执行 -1 操作；如果信号量等于 0，进程睡眠，等待信号量大于 0；up ：对信号量执行 +1 操作，唤醒睡眠的进程让其完成 down 操作。4、管程使用信号量机制实现的生产者消费者问题需要客户端代码做很多控制，而管程把控制的代码独立出来，不仅不容易出错，也使得客户端代码调用更容易。

六、介绍一下几种典型的锁

1、读写锁多个读者可以同时进行读写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）2、互斥锁一次只能一个线程拥有互斥锁，其他线程只有等待互斥锁是在抢锁失败的情况下主动放弃CPU进入睡眠状态直到锁的状态改变时再唤醒，而操作系统负责线程调度，为了实现锁的状态发生改变时唤醒阻塞的线程或者进程，需要把锁交给操作系统管理，所以互斥锁在加锁操作时涉及上下文的切换。互斥锁实际的效率还是可以让人接受的，加锁的时间大概100ns左右，而实际上互斥锁的一种可能的实现是先自旋一段时间，当自旋的时间超过阀值之后再将线程投入睡眠中，因此在并发运算中使用互斥锁（每次占用锁的时间很短）的效果可能不亚于使用自旋锁3、条件变量互斥锁一个明显的缺点是他只有两种状态：锁定和非锁定。而条件变量通过允许线程阻塞和等待另一个线程发送信号的方法弥补了互斥锁的不足，他常和互斥锁一起使用，以免出现竞态条件。当条件不满足时，线程往往解开相应的互斥锁并阻塞线程然后等待条件发生变化。一旦其他的某个线程改变了条件变量，他将通知相应的条件变量唤醒一个或多个正被此条件变量阻塞的线程。总的来说互斥锁是线程间互斥的机制，条件变量则是同步机制。4、自旋锁如果进线程无法取得锁，进线程不会立刻放弃CPU时间片，而是一直循环尝试获取锁，直到获取为止。如果别的线程长时期占有锁，那么自旋就是在浪费CPU做无用功，但是自旋锁一般应用于加锁时间很短的场景，这个时候效率比较高。

七、回收线程的方法

1、等待线程结束：int pthread_join(pthread_t tid, void** retval);主线程调用，等待子线程退出并回收其资源，类似于进程中wait/waitpid回收僵尸进程，调用pthread_join的线程会被阻塞。tid：创建线程时通过指针得到tid值。retval：指向返回值的指针。2、结束线程：pthread_exit(void *retval);子线程执行，用来结束当前线程并通过retval传递返回值，该返回值可通过pthread_join获得。3、分离线程：int pthread_detach(pthread_t tid);主线程、子线程均可调用。主线程中pthread_detach(tid)，子线程中pthread_detach(pthread_self())，调用后和主线程分离，子线程结束时自己立即回收资源。

八、如何避免僵尸进程

1、通过signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核对子进程的结束不关心，由内核回收。如果不想让父进程挂起，可以在父进程中加入一条语句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的；2、父进程调用wait/waitpid等函数等待子进程结束，如果尚无子进程退出wait会导致父进程阻塞。waitpid可以通过传递WNOHANG使父进程不阻塞立即返回；3、如果父进程很忙可以用signal注册信号处理函数，在信号处理函数调用wait/waitpid等待子进程退出；4、通过两次调用fork。父进程首先调用fork创建一个子进程然后waitpid等待子进程退出，子进程再fork一个孙进程后退出。这样子进程退出后会被父进程等待回收，而对于孙子进程其父进程已经退出所以孙进程成为一个孤儿进程，孤儿进程由init进程接管，孙进程结束后，init会等待回收。

九、进程终止的几种方式

1、main函数的自然返回，return；2、调用exit函数，属于c的函数库；3、调用_exit函数，属于系统调用；4、调用abort函数，异常程序终止，同时发送SIGABRT信号给调用进程；5、接受能导致进程终止的信号：ctrl+c (^C)、SIGINT(SIGINT中断进程)。

十、堆和栈的分配效率比较

从两方面来考虑：1、分配和释放，堆在分配和释放时都要调用函数（malloc,free)，比如分配时会到堆空间去寻找足够大小的空间（因为多次分配释放后会造成内存碎片），这些都会花费一定的时间，具体可以看看malloc和free的源代码，函数做了很多额外的工作，而栈却不需要这些。2、访问时间，访问堆的一个具体单元，需要两次访问内存，第一次得取得指针，第二次才是真正的数据，而栈只需访问一次。另外，堆的内容被操作系统交换到外存的概率比栈大，栈一般是不会被交换出去的。

十一、死锁产生的条件和避免死锁的方法

(1)互斥使用(资源独占)：一个资源每次只能给一个进程使用(2)占有且等待(请求和保持，部分分配)：进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有(3)不可抢占(不可剥夺)：资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放(4)循环等待：存在一个进程等待队列 {P1 , P2 , … , Pn}，其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路。

当死锁产生的时候一定会有这四个条件，有一个条件不成立都不会造成死锁。产⽣死锁的四个必要条件是：互斥条件、持有并等待条件、不可剥夺条件、环路等待条件。那么避免死锁问题就只需要破坏其中⼀个条件就可以，最常⻅的并且可⾏的就是使⽤资源有序分配法，来破环环路等待条件

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