正浩创新嵌入式软件一面：static 全局变量、结构体对齐与串口 DMA

《面试题目》

1. C 语言中全局变量和局部变量有什么区别？分别放在哪里？
2. static 修饰全局变量后会发生什么变化？其他文件想访问这个 static 全局变量有什么方法？
3. 如何把全局变量放到自己指定的内存区域？
4. 项目中用过函数指针吗？
5. 32 位 MCU 上，依次包含 uint8_t、uint16_t、uint32_t 的结构体占多少字节？
6. 高优先级任务正在运行，怎样让低优先级任务获得执行机会？
7. 中断产生数据，多个任务都要读取，应该怎么设计？如果任务还会修改原始数据呢？
8. 请完整介绍串口 DMA 接收的处理流程。

《参考解析》

存放位置：全局变量（含 static 全局）在静态存储区的 .data（已初始化）或 .bss（未初始化/零初始化）；局部变量在栈上；malloc 的在堆上；字符串常量与 const 全局通常在 .rodata；代码在 .text。局部变量如果加了 static 就移到静态区，生命周期变成整个程序。

static 修饰全局变量：把链接属性从外部改为内部，符号不再导出，其他编译单元无法用 extern 引用，避免命名冲突。其他文件想访问只有两条路：本文件提供一个访问函数（getter/setter，推荐），或者通过指针在初始化时把地址传出去。直接 extern 是不行的——这是面试官想听到的结论。

指定内存区域：靠链接脚本（.ld / scatter file）定义段，再用编译器扩展把变量放进该段——GCC 用 __attribute__((section(".my_section")))，Keil/ARMCC 用 __attribute__((section(".ARM.__at_0x20000000"))) 或 #pragma arm section，IAR 用 @ 或 #pragma location；然后在链接脚本里把该段定位到目标地址（如 CCM RAM、备份域、外部 SDRAM）。注意该区域是否被启动代码清零、是否需要手动初始化。

函数指针：用于回调（注册中断/事件处理）、状态机跳转表、驱动接口抽象（同一套 API 对应不同硬件）、以及把命令字映射到处理函数。要能写出声明与调用：typedef void (*cb_t)(int); cb_t cb = &handler; cb(1);。

结构体对齐：默认按成员自然对齐，uint8_t 占 1 字节，后面 uint16_t 要对齐到 2 的倍数，所以 1 字节后补 1 字节；uint32_t 对齐到 4，此时偏移已是 4，无需再补；总大小要对齐到最大成员（4），1+1(补)+2+4 = 8，已经是 4 的倍数，答案 8 字节。若顺序改成 32/16/8 也是 8。想紧凑就用 __attribute__((packed)) 或 #pragma pack(1)，但会带来非对齐访问的性能损失甚至硬件异常（Cortex-M0 不支持非对齐访问）。

让低优先级任务获得执行机会：同优先级时间片轮转、taskYIELD() 主动让出、在低优先级任务里等信号量/队列（阻塞即让出 CPU）、把高优先级任务改成周期性阻塞（vTaskDelay）、以及调低高优先级任务优先级。要说明「高优先级任务如果不阻塞，低优先级永远饿死」——这是 RTOS 调度器按优先级抢占的必然后果。

中断数据被多任务共享：读多写少且只读快照用「双缓冲 + 指针切换」或「环形缓冲区 + 读写索引原子更新」；需要一致性时用临界区（关中断）或 RTOS 的互斥量（但中断里不能用互斥量，只能用 FromISR 版本 API 发信号量通知任务）。如果任务还要修改数据，最好把「修改」收敛到单一任务（数据所有者），其他任务通过消息队列请求修改，避免多写者竞争；确需共享则用互斥量 + 拷贝出去再改，缩短临界区。

串口 DMA 接收：初始化 GPIO 与 USART，配置 DMA 通道（外设到内存、循环或普通模式），开 DMA 传输完成/半传输中断与串口空闲中断（IDLE）。数据到来时 DMA 自动搬进缓冲区，不占 CPU；用「空闲中断 + 已传输计数」判断一帧结束（变长帧的关键），把数据拷到队列或置标志交给任务处理；配合环形缓冲与双缓冲避免处理期间被覆盖。错误处理要覆盖溢出（ORE）、帧错误、DMA 传输错误，并做超时保护。