進入目前的公司當韌體工程師也過了幾個月
算是有一些小心得
想說紀錄一下
有緣看到的新手韌體工程師看到也可以參考參考
或許可以少走一些彎路，接軌或面試可能會順利一點點
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先介紹我的背景
非資工、資管本科，寫程式純自學的
依序接觸Arduino => 8051 => ARM
(ARM搞最久，前兩個都蜻蜓點水，各碰個兩三個月而已）
邊看書、教學影片邊做實驗、邊研究example code
前前後後搞了一年左右
後來進入了一家小的系統廠，也就是現在的公司
不過部門主管是寫code魔人，所以偷學了不少撇步
最近看到不少來面試的新人好像連筆試都過不了
想說來分享分享一些老手覺得會很正常，但新手其實不知道的C語言技巧
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我的工作主要是寫單晶片的韌體，當然就是用C寫了
目前碰過的晶片有：ARM-M0+（32位元）、PIC（16位元）、也有8位元的晶片
主要開發ARM-M0+，其它的是維護而已
講一下我的C語言學習路程
進入公司之前的C語言都是自學的，圖書館借了書拿來看
那種『新手C語言教程』之類的，看了有2、3本
第一本比較苦手，第2、3本就只看自己沒看過的地方而已
看ARM的影片教程時，也參考開發板官方提供的code
自己覺得自己也看不出有什麼不足之處時，就開始找工作了
想說邊面試可能就會知道自己缺什麼東西
這篇主要想提提在C語言方面，實際進公司後碰到的狀況，跟看書學的差異在哪
（面試時要會什麼的部分，之前在其他篇好像寫過了
這邊就先不提了，之後有想到再補上)
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1. Union
首先，我學C語言時，本來覺得union是個沒用的東西
好像也用不太到，也不知道有什麼應用場景
想說應該是個垃圾語法
所以當時學的時候，就不太管他
但其實，union很方便
進公司後很常用到，一些廠商提供的code也都會看到union
所以建議各位一定要學起來（筆試應該也會看到啦）
他最常用的場景是下面這種：
typedef struct {
u8 A;
u8 B;
u8 C;
u8 D;
} XXX_t;
XXX_t tXXX;
（PS: u8 是unsigned char）
假如你希望可以方便把資料寫入結構體tXXX的成員A、B、C、D的話
（譬如處理封包時，得到的會是一串資料，這時一個一個成員給資料就顯得有點笨）
你會把上面那個結構改成下面這個樣子
typedef union
{
struct {
u8 A;
u8 B;
u8 C;
u8 D;
} XXX_t;
u8 Buffer[4];
} YYY_t ;
YYY_t tYYY;
這樣你只要對Buffer進行寫入
就可以把資料個別填入成員A、B、C、D中
像下面這樣：
memcpy(tYYY.Buffer, pSource, 4); // Buffer是目的陣列的地址，pSource是來源陣列的地址
把Source的資料寫入Buffer，長度為4，就搞定了
PS1: 上面的長度直接寫4，通常也是不建議的寫法，這樣會有魔法數字的問題
即別人看到你的code，會不知道4是什麼東西
所以建議寫成：memcpy(tYYY.Buffer, pSource, sizeof(tYYY.Buffer));
有關魔法數字的部分，建議新手要特別注意，可以查一查相關的文來看
PS2: <string.h>裡的memcpy、memset其實蠻常用的，建議要學一下
其他的函數...就沒在用...可以把時間省下來，有需要再看
rand函數我考試有碰過
file處理的部分，應徵韌體工程師就沒看過了，應該可以不用管
2. 函數指標
這個筆試也很愛考
如何定義函數指標，這個要會
然後別人定義了一個函數指標，你要能解釋
這也是萬年必考題，例如：
typedef void (*pfXXXX)(void);
=> pfXXXX是一個"指向『參數為void』、『回傳值為void』的函數 的指標"
雖然很拗口，不過就是要能夠解讀得出來
那麼實際上這玩意到底實際上有沒有人在用呢？
答案是：非常常見！
廠商提供的原始碼中都會有這種code
看不懂，你東西就用的霧沙沙啦～
所以這是個必須要會的東西，逃不掉的～
那這玩意的好處到底在哪裡？
為什麼有經驗的工程師都會使用這玩意？
答案就是：使用函數指標，可以把code變短很多
據我老闆的解釋，大致是這樣：
如果沒有使用函數指標，就得用一堆條件判斷
不過這東西好用歸好用
架構起來還是需要一些經驗
例如，函數指標規定傳入值、回傳值都要是長一個樣的
所以要指到的函數都要稍微設計一下傳入值、回傳值
或是乾脆用一個結構體替代
總之，新手大概看得懂就夠了
一開始就要求會用函數指標來架構程式是不太現實的
另外，函數指標在debug時也不太方便
不像一般函數一樣，直接跳轉到定義就可以看到是什麼
也是個麻煩的點
3. 位元運算
這個新手可能也會跳過去
或不知道是不是常用
答案是：非常常用
講講我目前碰到過的地方：
a. 大小端問題
b. 位元組的儲存規劃
下面分別解釋
a. 大小端問題（Big Endian、Little Endian）
大小端問題主要是：
傳封包時，通常使用大端在傳
可是MCU常常是小端的
處理資料就必須存成小端的
或是在EEPROM中，是用大端在存資料
可是取出來時，又是用小端在使用資料
這時就必須保證取出來的資料是對的
就必須需要處理大小端的問題
譬如如果收到一個封包，裏面有個資料是2 Bytes的
就可能需要組封包，像是：
收到0x0118：Data[2]= [0x01][0x18]
第一個byte是0x01，第二個Byte是0x18
這個比較簡單，簡單組一下就好了：
u16 NewData;
NewData= ((u16) Data[0]<<8) | Data[1];
（這邊要注意要強制轉型，沒轉型的話
Data[0]<<8，只會得到0而已）
有時腦袋不清楚搞混了
組反了，就會弄出0x1801這種情況
顯然是不行的（這個筆試也愛考）
b. 位元組的儲存規劃
常用的位元組規劃方式
是用一個unsigned charater (u8)或 unsigned int (u16)
去儲存設定
舉一個的簡單地例子
例如現在有個：
u8 Data;
看起來他就是個資料，有bit 0~bit 7，共8個bit
但我們可以規劃某些bit用來儲存狀態
例如bit 7是開關狀態，bit 5、6是模式之類的
只使用bit 0~4來存資料
當然這時只有5個bit，最大就就只能表示到31而已
這就要自己拿捏一下（或是用u16來存）
但好處是，傳值的時候
因為所有資訊通通包在一個參數裡
只要傳1個參數，就可以同時把數值、模式、開關等資料傳出去
（當然也可以用結構體、位元欄位等，就看你怎麼規劃了）
這時要把狀態存進去，就要用到位元運算
例如，要把開關的狀態存到bit7去，會像下面這樣寫：
#define ON 1
#define OFF 0
#define STATUS_FLAG (ON<<7)
u8 Data;
Data |= STATUS_FLAG
如果拿到資料
要把開關狀態取出來，就要：
#define MASK_STATUS (1<<7)
u8 Status;
Status = (Data & MASK_STATUS)>>7;
或是
Status = (Data & MASK_STATUS)?1:0;
或是當開關狀態為ON時才進行某些動作：
if(Data & MASK_STATUS) // 不為0才動作
{
// Do something, ex:點亮LED燈多久
}
上面牽扯到遮罩的技巧，也是一個蠻常用的技巧
另外，筆試時也很愛考
像是考你把某個位元改成遮罩：
(1<<7) // 1000 0000
(1<<7) | (1<<6) // 1100 0000
(1<<7) | (1<<3) // 1000 1000
~(1<<7) // 1000 0000 => 0111111
通常，上面的位元是會取名字的，不然魔法數字真的很難看的懂，例如：
#define STATUS_FLAG (1<<7)
#define COLOR_FLAG (1<<6)
#define LED_CONTROL (STATUS_FLAG | COLOR_FLAG )
總之，位元運算是個考試很常考，進公司也很常用的東西，一定要會～
不只要會，還要熟練～
4. 無窮迴圈問題
是說你有沒有辦法看到一個迴圈的code就判斷出是否會有無窮迴圈的問題
一般聽到無窮迴圈可能會覺得沒什麼，名字還覺得有點酷炫，可能會覺得是好事吧～
實際情況是：你的程式如果會陷入無窮迴圈，然後這程式灌在你公司的產品裡
會發生什麼事？
答案是：陷入無窮迴圈時，對客人來說，你家產品就跟陷入當機是一樣的
也就是說，你把產品搞砸了，等著被老闆X吧～
也就是一個非常糟糕的問題
所以，必須要保證你自己寫的code不會陷入無窮迴圈中
所以，看到迴圈，必須要看code就能判斷出是否有無窮迴圈的問題
（我老闆表示：必須具備『不依賴compiler』就能看出code有錯誤的能力
就算用代值的方法，也必須看出code是否有問題
=> 這樣你就會被錄取，因為大部分的新手都不會具備這種能力）
但這要舉例就比較難了，因為通常會看不出來的狀況是
迴圈的code很長，或是改變中斷迴圈條件的地方在code的其他地方
就是蠻吃經驗的地方
我老闆是蠻愛考這個的，說是一題就可以把有無經驗的工程師區分出來
通常，避免無窮迴圈的方法是
設定一個最大上限，達到此上限就強制跳出該迴圈
適用於某些硬體可能會壞掉的狀況
例如你用了某些感測器、EEPROM，可能會燒掉、或是運作中被拔掉的東西
這時沒有加上強制跳出的條件，就會導致產品無法繼續工作
試想，如果你是消費者
你買的產品，某個部分壞了，就導致整個產品都不能用
你覺得這產品設計的好嗎？
加上了跳出的最大上限，就會讓你的code更『強壯』一點
讓你的產品更像個成熟的產品
像我之前要用某個感測器，從github上下載了別人寫的函數庫，
裡面都沒有強制跳出的設計，就比較危險
用到公司的產品時，就把它通通都加上了強制跳出的判斷
以策安全
5. Debug
這個就跟C語言關係沒這麼大
不過是工作的必備技能
debug方式有2種：
a. 在code裡面加入printf，用UART取得列印資料（例如用XCOM等工具顯示）
這樣就可以知道程式是否有如預期進行到這裡
或是數值是多少，以判斷是否符合預期
如果code寫錯的話，也可能完全進不到你寫的部分
那就要往上頭追了
b. 用IDE裡面的單步執行
這個看書通常都沒有教，但其實超~級~重~要~
顧名思義就是在IDE中開下去debug mode
然後一直按『下一步』，看程式是否有照你寫的跑
順便還可以看組語跑到記憶體中的哪，這算比較高的技巧
如果發生MCU當機，也會看的出來
例如你寫了個1/0這種code，就可能會跳到當機的那一行去
這個是a.無法做到的
不過debug技術考試考不出來
只有進公司被老闆電才學得會
就先進公司再說吧~
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以上是我當了幾個月的韌體工程師的實踐心得
希望對在找工作的新手有點幫助
老手若看到覺得有不對或可以補充的，也歡迎下方留言唷～
(不要筆戰，小弟很弱 X_X）
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