小米嵌入式软件 一面被拷打实录（嵌入式Linux方向）

一面大概 45 分钟，面试官上来就直接问项目，没有任何寒暄，问完项目立刻切到技术题，节奏很快。问题不是孤立的，每道题都会顺着你的回答继续追问，感觉像是在顺着你的知识边界一路往里挖。Linux 内核、驱动、进程通信这几块问得很细，不是背概念就能过的，要能说清楚底层原理。最后手撕代码，题目不难但时间紧，建议提前练好链表和位操作。整体感受：真懂比背得多更重要。

1. 自我介绍

略，建议 2 分钟内说清楚：用过哪些芯片平台、做过什么项目、技术栈是什么，突出和嵌入式 Linux 相关的经历。

2. Linux 进程和线程的区别？内核里怎么描述它们的？

这道题很多人只说"进程是资源分配单位，线程是调度单位"，面试官会继续追问内核层面，所以要答得深一点。

Linux 内核里，进程和线程都用同一个数据结构描述：task_struct。本质上 Linux 没有专门的"线程"概念，线程就是和其他 task_struct 共享资源的轻量级进程（LWP，Light Weight Process）。

区别体现在资源共享上：

• 用 fork() 创建进程：子进程拥有独立的虚拟地址空间（写时复制 COW）、独立的文件描述符表、独立的信号处理
• 用 clone() 创建线程（pthread_create 底层就是 clone）：通过传入 CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND 等标志，让新 task 和父 task 共享地址空间、文件描述符、信号处理等

所以从内核视角看，进程和线程的区别就是 clone() 时传的 flag 不同，共享的资源多少不同。

具体资源对比：

线程切换比进程切换开销小，因为不需要切换页表（地址空间相同），TLB 不需要刷新。

3. Linux 进程间通信有哪些方式？各自适用什么场景？

嵌入式 Linux 里最常用的是共享内存 + 信号量组合（性能最好），以及 Unix Domain Socket（比网络 socket 开销小，适合本机进程通信）。

4. Linux 内核驱动中，request_irq 注册中断时需要注意什么？中断处理函数里能不能睡眠？

request_irq 原型：

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
                unsigned long flags, const char *name, void *dev);

注册时注意：

• flags 要正确设置，比如 IRQF_SHARED（共享中断线）、IRQF_TRIGGER_RISING（上升沿触发）
• dev 在共享中断时用于区分设备，free_irq 时也要传同一个指针
• 中断号要从设备树或平台资源里获取，不要硬编码

中断处理函数（hardirq context）里绝对不能睡眠，原因：

• 中断上下文没有进程上下文，调度器无法切换走
• 如果调用了可能睡眠的函数（如 kmalloc(GFP_KERNEL)、mutex_lock），会导致内核 BUG 或死锁
• 内核会在 debug 模式下检测这种情况并报 BUG: scheduling while atomic

正确做法是上半部（top half）只做最少的工作（读寄存器、清中断标志），把耗时操作推到下半部：

• tasklet：软中断上下文，不能睡眠，但比 hardirq 优先级低
• workqueue：进程上下文，可以睡眠，适合耗时操作
• threaded IRQ：request_threaded_irq，下半部在内核线程里跑，可以睡眠

5. 说说 Linux 设备树（Device Tree）是什么？为什么要引入它？

设备树（DTS，Device Tree Source）是描述硬件信息的数据结构，编译成 DTB（Device Tree Blob）后由 bootloader 传给内核。

引入原因：ARM 平台板级代码泛滥，每块板子都要在内核里写一堆硬编码的板级初始化代码，导致内核里充斥大量 arch/arm/mach-xxx 目录。Linus 忍不了了，2011 年强制要求 ARM 平台使用设备树，把硬件描述从内核代码里剥离出来。

设备树描述的内容：

• CPU 数量和类型
• 内存地址和大小
• 外设基地址、中断号、时钟、DMA 通道
• GPIO、pinctrl 配置
• 总线拓扑（I2C、SPI 上挂了哪些设备）

// 典型的 I2C 设备节点
&i2c1 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <400000>;

    sensor@48 {
        compatible = "ti,tmp102";
        reg = <0x48>;
        interrupt-parent = <&gpio1>;
        interrupts = <7 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
    };
};

驱动通过 of_match_table 匹配 compatible 字符串，用 of_property_read_u32 等 API 读取属性，实现驱动和硬件描述分离。

6. mmap 的原理是什么？用户态驱动里为什么常用 mmap？

mmap 将文件或设备的物理内存映射到进程的虚拟地址空间，访问这段虚拟地址就等于直接访问物理内存，不需要 read/write 系统调用，零拷贝。

原理：

1. 调用 mmap 后，内核在进程的 VMA（Virtual Memory Area）链表里添加一个新的 VMA 描述符
2. 此时并不立即建立页表映射（懒分配）
3. 进程第一次访问该地址时触发缺页异常（page fault）
4. 内核的缺页处理函数调用驱动的 mmap 回调（vm_ops->fault），建立物理页到虚拟地址的映射
5. 之后访问就直接走 MMU，不再陷入内核

驱动里常用 mmap 的原因：

• 用户态程序可以直接读写硬件寄存器或 DMA buffer，避免每次都走 ioctl/read 的系统调用开销
• 对于视频帧缓冲、音频 DMA buffer 这类大数据量场景，零拷贝性能提升非常明显
• /d 就是通过 mmap 让用户态直接访问物理内存