Một số kiến thức cơ bản trong lập trình firmware

Qủa thực tình là trong quá trình làm việc, mình rất hay đụng phải những khái niệm này nhưng chẳng mấy khi chú tâm. Bug đến là ta debug, debug xong là thôi, cũng không tìm hiểu ngọn ngành ra ngô ra khoai, lần sau ta lại đụng bug :-(

1. MSB và LSB hoặc msb và lsb

msb (chữ thường) : most significant bit

lsb (chữ thường): least significant bit

Hai khái niệm này được dùng trong phạm vi 1 byte

msb là cái bít quan trọng nhất ở byte đó. Hiểu đơn giản, byte nào mà mất cái bit này đi(gán bít này bằng 0) thì giá trị của byte đó bị thay đổi đáng kể (có khi là đổi trắng thay đen, đổi từ âm sang dương :D)

lsb thì ngược lại.

Ví dụ: Trên hình ta có số 10100101 =  165

Mất msb thì số đó thành  00100101 =    37

Mất lsb thì số đó thành    10100100 =  164

MSB (chữ hoa) : most significant byte

LSB (chữ hoa): least significant byte

Hiểu đơn giản, MSB là byte quan trọng nhất trong một string hoặc buffer. LSB thì ngược lại

Hai khái niệm này cũng liên quan đến việc tổ chức các byte dự liệu trong bộ nhớ (memory, register..vv). Nó cũng liên quan đến khái niệm Endian (hay Big Endian ) và Endianless (Litte Endian)

Ví dụ: Trong code ta có một string:  string[3] = {'A', 'B', 'C'} ; 

Ba phần tử này được lưu thế nào trong bộ nhớ?

Bộ nhớ thì được đánh địa chỉ từ thấp đến cao. Vậy, thằng A được đánh ở địa chỉ nào, thằng C ở địa chỉ nào? Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống( MCU platform) là big-endian system hay little endian system.

Hiểu đơn giản, thằng Big-Endian là thằng "đuôi to", MSB sẽ được xếp ở địa chỉ thấp rồi các byte sau được sếp theo địa chỉ to dần.

Ngược lại Little Endian là thằng "đuôi nhỏ", LSB được xếp ở địa chỉ thấp, các byte tiếp theo được sếp ở địa chỉ to dần.

Định nghĩa từ wikipedia

The terms endian and endianness refer to the convention used to interpret the bytes making up a data word when those bytes are stored incomputer memory

2. Phân biệt Arithmetic Shift  và Logical Shift

Hai khái niệm này đều liên quan đến phép dịch bít và các phép toán liên quan đến bi (bitwise operation). Câu hỏi đặt ra ở đây là: vị trí mà bit bị dịch đi ấy (vacant bit position) thì ta điền số mấy vào vị trị đó, 0 hay là 1?

Logical Shift

- Ta điền số 0 vào các vị trí bị dịch. Hiểu đơn giản trong trường hợp một byte, nó giống như 1 cái hàng đợi (queue). Một bít đi ra một đầu thì đầu kia lại được chèn thêm một bít giá trị 0 vào.

Arithmetic Shift (phép dịch số học)

- Giá trị được điền vào phụ thuộc vào dấu của byte đó. msb là bit được sử dụng để đánh dấu âm dương cho số đó. Dấu của số này sẽ ko bị thay đổi sau phép dịch số học. (Ví dụ, -2 dịch số học sang trái 1 bít thì thành -4)
- Phép dịch số học hay được sử dụng để nhân/chia một số nguyên có dấu (signed integer) cho 2

3. Stack và Heap  (under contruction)

2 khái niệm này liên quan đến memory (ví dụ, memory là RAM trong máy tính cho dễ hiểu)
Ví dụ:
Khi bạn lập trình cho vi điều khiển thực hiện phép tính A + B = ? bằng ngôn ngữ lập trình C
Bạn khai báo như sau
int A = 5;
int B= 6;
int C;

C = A+B;
return;

Sau khai báo int A = 5, int B= 6. Số 5, và 6 này đã được để ở trong memory theo một cách nào đó
Khi chương trình chạy đến dòng lệnh "C=A+B"
Giá trị của A và B lúc ấy được lấy từ memory và nạp vào công thức trên để tính ra C

Vậy stack là gì

Stack is used for static memory allocation and Heap for dynamic memory allocation, both stored in the computer's RAM .

Thế nên stack giới hạn size (ví dụ RAM 2G), còn Heap thì không 
http://net-informations.com/faq/net/stack-heap.htm

https://www.gribblelab.org/CBootCamp/7_Memory_Stack_vs_Heap.html

Dùng khi nào
Tại sao heap và stack lại quan trọng trong lập trình firmware