# Règles de codage C

Le langage C, version [C99] (https://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n1256.pdf) utilisé avec le compilateur [GCC](https://gcc.gnu.org/).

> `gcc` n'est pas entièrement compatible avec le standard C99 (<https://gcc.gnu.org/c99status.html>).

---

{{>toc}}

## Style

Le code DOIT :

* Être dans le style [K&R](https://fr.wikipedia.org/wiki/Style_d%27indentation#Style_K&R) avec la variante *one true brace style* (1TBS):

* L’indentation est de 4 espaces

* Le « backslash » est utilisé pour les lignes de plus de 80 caractères

* Une instruction par ligne

* Une espace avant et après un opérateur sauf pour les opérateurs « [unaires](https://fr.wikipedia.org/wiki/Op%C3%A9ration_unaire) »

* Les commentaires DOIVENT 

    * Précéder l’élément à documenté

    * Être de style C (/* ... */), sur une ou plusieurs lignes

    * En minuscules et commencer par une majuscule

    * En français

Justifications : 

* [K&R](https://fr.wikipedia.org/wiki/Style_d%27indentation#Style_K&R)

* Prévient les erreurs lors d'ajout dans les boucles n'ayant qu'une instruction comme bloc

* Support ASCII 7-bits

* Correspondance avec la fiche technique (datasheet)

* [Loi sur la langue officielle et commune du Québec, le français](https://www.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/fileadmin/Fichiers_client/lois_et_reglements/LoisAnnuelles/fr/2022/2022C14F.PDF)

Exemple :

``` c

int fonction(void) {

    int x;

    if (var != 1) {

        x = x + 1;

        y++;

        /* Longue ligne */

        printf("This is a long\

        line that should be splitted");

    } else {

        x--;

    };

    return 0;

}

```

## Commentaires Doxygen

La documentation est faite a l'aide de commentaires [Doxygen](https://www.doxygen.nl/) dans la déclaration de tous les objets ayant une visibilité publique ainsi que pour les macros.

* Dans le format *Javadoc* (`/** */`)

* Au minimum, les items suivants doivent être présents :

    * `@brief`

* Facultatifs

    * `@sa` : *See also*

    * `@todo` : 

    * `@bug` : 

* Les « décorations » (gras, italique, etc.) sont faites avec la syntaxe *Markdown*

    * Italique : `*` ou `_`

    * Gras : `**` ou `__`

* La gradations des notes et remarques se fait selon :

   * `@remark` :  Non importante

   * `@note` :  Général

   * `@attention` : Important

   * `@warning` : Conséquence négative

Exemple :

``` c

/**

 * @brief Compteur global

 * @warning Note conséquence négative

 */

int ctr;

```

## Fichiers

Le nom des fichiers DOIT être composé de la manière suivante :

* Un préfixe de 8 caractères maximum

    * avec seulement des lettres minuscule, chiffres et soulignement

* Un des suffixe suivants : 

    * `.h` : entête

    * `.c` : sources

* Contient une section Doxygen :

    * `@file`

    * `@brief`

    * `@version`

    * `@date`

    * `@author`

    * `@copyright`

* Les fichiers d’entête contiennent en plus

    * Une définition macro pour éviter de ré-inclure le fichier.

* Le fichier d’entête du projet contient en plus

    * Une section Doxygen « mainpage »

Exemple :

```c

#ifndef _test_h

#define _test_h

/**

 * @file : test.h

 * @brief Description

 * @version 0.00.01

 * @date 2023-02-26

 * @author Patrice Nadeau  <pnadeau@patricenadeau.com>

 * @copyright 2023 Patrice Nadeau

*/

/**

 * @mainpage lcd

 * @brief ATMEL AVR 8-bit C librairie

 * @author Patrice Nadeau <pnadeau@patricenadeau.com>

 * @version 0.0.02

 * @date 2023-03-27

 * @pre AVR supportés (testés en gras) :

 * - ATmega88

 * - ATmega168

 * - **ATmega328P**

 * @copyright 

 * @include{doc} LICENSE.txt

*/

...

#endif /*_usart.h*/

```

---

## Objets et macros

Variables, fonctions et macros

* Comportent au maximum **31** caractères

* Si plusieurs mots sont utilisés, ils sont séparées par des traits de soulignement

* Exceptions :

    * Fonction et variables DOIVENT

        * Être en minuscule

            > Si le mot est un acronyme, il doit être en majuscule

    * Macros et constantes DOIVENT

        * Être en majuscule

* Les objets ne devant plus être utilisés, DOIVENT générer un message lors de la compilation (`-Wall`) si un appel est effectué.

    * Les attributs`deprecated` ou `unavailable` DOIVENT être ajoutés à la déclaration.

    * La documentation DOIT indiquer les substituts à utiliser.

Justification :

* Linux kernel coding style : <https://www.kernel.org/doc/html/v4.10/process/coding-style.html#naming>

* GNU Coding Standards <https://www.gnu.org/prep/standards/html_node/Writing-C.html#Writing-C>

* Embedded C Coding Standard : <https://barrgroup.com/embedded-systems/books/embedded-c-coding-standard>

Exemple :

``` c

/**

 * @brief OldFunction

 * @deprecated Utiliser NewFunction à la place

 * @since Version x.x.xx

 */

int OldFunction(void) __attribute__((deprecated));

/**

 * @brief OldFunction

 * @deprecated Utiliser NewFunction à la place

 * @since Version x.x.xx

 */

int OldFunction(void) __attribute__((unavailable));

```

### Déclarations locales

Une déclaration n’ayant qu’une visibilité locale DOIT :

* Être de classe `static`

Exemple:

``` c

/**

 * @brief Fonction locale

 * @return Une valeur

 */

static int local_func(void) {

    ...

    return 0;

}

```

### Constantes

Utilisé au lieu d’une macro quand le type ou la visibilité de la variable doit être définis.

Exemple :

``` c

/** 

 * @name Liste des constantes

 * @brief

 */

/** @{ */

/** @brief La chaîne d'initialisation du projet */

static const char INIT_STR[6] = "POWER";

/** @brief Constante globale de la librairie `random` */

extern int RANDOM_MAX = 25;

/** @} */

/** @brief Constante */

const int ANSWER 42;

```

### Énumérations

DOIT être utilisée pour définir une série de valeurs.

Exemple :

```c

/**

 * @name Liste des valeurs STATUS

 * @brief 

 * */

enum STATUS {

	/** @brief Le processus est OK */

	STATUS_OK = 0,

	/** @brief Le processus est en cours d'initialisation */

	STATUS_INIT,

	/** @brief Le processus est arrêté */

	STATUS_HALTED

};

```

### Typedef

Format :

* En minuscule, suivie de **_t**

Exemple :

``` c

/** Type de la structure dans la librairie `ds1305` */

typedef struct {

    /** @brief Dernier deux chiffres : ≥ 00, ≤ 99 */

    uint8_t year;

    /** @brief 01 - 12 */

    uint8_t month;

    /** @brief 01 - 31 */

    uint8_t date;

    /** @brief 1 - 7 */

    uint8_t day;

    /** @brief 00 - 23 */

    uint8_t hours;

    /** @brief 00 - 59 */

    uint8_t minutes;

    /** @brief 00 - 59 */

    uint8_t seconds;

} ds1305_time_t;

```

### Variables

Exemple :

``` c

/** @brief Variable locale */

static int ctr;

/** @brief Variable globale */

int RANDOM_CTR;

```

### Structures

Format

* En minuscule, séparé par des «underscores» si nécessaire.

Exemple :

``` c

/**

* @brief Structure d'un menu local

* @see MenuSelect

*/

struct menu {

    /** @brief Caractère utilisé pour l'item */

    char choice;

    /** @brief Description de l'item */

    char *item;

};

```

### Fonctions

* Le nom DOIT être dans le format suivant : *Action***_***Item***_***Attribut*

    * *Action* signifie :

        * **set**, **get**, **clear** : Règle, obtient ou vide un registre

        * **read**, **write** : Lis ou écris dans un fichier

        * **init** : Fonction d’initialisation

        * **is** : Vérifie un état

        * **setup** : Fonction de configuration des ports (AVR)

        * Exceptions

            * Les fonctions définies dans une librairie de bas niveau pour du matériel (« driver ») devraient utiliser le nom définis dans la fiche technique.

* Contient les champs Doxygen

    * `@brief` : Brève description de la fonction

    * `@param[in,out]` *paramètre* *Description* : Si nécessaire, sinon ne pas inclure le champ

    * `@arg` : Valeur prédéfinie d'un paramètre (`#`, `* *`), sinon ne pas inclure le champs

    * `@return` : Description de la valeur retournée, sinon le terme **Sans objet**

    * `@retval` : Si une valeur de retour est prédéfinie, une ligne pour chaque valeur, sinon ne pas inclure le champs

    * `@pre` : Chaque précondition, sur une ligne séparée, sinon le terme **Sans objet**

    * `@post` : Chaque postcondition, sur une ligne séparée, sinon le terme **Sans objet**

    * `@sa` : Si une référence a un autre objet doit être faite (#), sinon le terme **Sans objet**

    * Le bloc d'exemple, si nécessaire

        * `@par Example`

        * `@code`

        * ...

        * `@endcode`

Une fonction DEVRAIT retourner une valeur. 

* Type entier (oui/non) :

  * Succès : **0**

  * Erreur : **1**

* Type booléen (Librairie `<stdbool.h>`)

    * **true**

    * **false**

* Pointeur :

    * **NULL** : Erreur

    * Autre valeur  : adresse du pointeur

Justification :

* [AVR1000b](https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/AVR1000b-Getting-Started-Writing-C-Code-for-AVR-DS90003262B.pdf)

Exemple :

``` c

/**

* @brief Vérifie si une horloge est initialisée

* @param[in] nb Le numéro du timer parmi 

* @arg #TIMER_1

* @arg #TIMER_2

* @return

* @retval true Horloge *nb* est initialisée

* @retval false Horloge *nb* n'est PAS initialisée

* @pre init_timer

* @post Sans objet

**/

static bool is_timer_set(uint8_t nb);

```

## Préprocesseur

Directives du préprocesseur gcc.

### #include

Pour inclure d’autres fichier comme les fichiers entête.

### #ifdef / ifndef

Surtout utilisé pour des options de compilation sur différentes plateforme.

Utiliser une forme évitant les répétitions.

> N’est pas documenté dans Doxygen.

Exemple :

```c

const char BLUE =

  #if ENABLED(FEATURE_ONE)

    '1'

  #else

    '0'

  #endif

;

```

### Diagnostiques

Les macros `#warning` et `#error` sont utilisées pour afficher des avertissements ou des erreurs lors de la compilation.

> Ne sont pas documentées dans Doxygen.

Exemple :

``` c

#ifndef usart_AVR

    #error "__FILE_NAME__ is not supported on this AVR !"

#endif

#ifndef __test__

    #warning "test is not defined !"

#endif

```

### Définitions

Un `#define` est utilisé pour remplacer une valeur au moment de la compilation

> Pour la définition d'une valeur « integer », un `enum` DOIT être utilisé.

Exemple :

``` c

/**

* @name Nom des registres

*/

/** @{ */ 

/** @brief USART1 */

#define USART1 REG1

/** @brief USART2 */

#define USART2 REG2

/** @} */

USART1 = 0x0F;

```

## Atmel AVR

Particularités pour les microcontrôleurs 8 bits AVR d’Atmel.

[Atmel AVR4027: Tips and Tricks to Optimize Your C Code for 8-bit AVR Microcontrollers](https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc8453.pdf)

### Fichier d’en-têtes

Vérification du modèle de microcontrôleur

    > Via l'option `-m` de [gcc](https://github.com/embecosm/avr-gcc/blob/avr-gcc-mainline/gcc/config/avr/avr-mcus.def)

```c

#ifndef defined (__AVR_ATmega48__) || (__AVR_ATmega48P__) || \

	(__AVR_ATmega88P__) || defined (__AVR_ATmega88__) || \

	(__AVR_ATmega168__) || defined (__AVR_ATmega168P__) || \

	(__AVR_ATmega328__) || defined (__AVR_ATmega328P__)

#warning "Cette librairie n'as pas été testée sur cette famille de microcontrôleur."

#endif

```

### Macros

Définis dans le fichier `config.h`

Liste : 

* `F_CPU` : La fréquence utilisée par l'horloge (interne ou externe) du microcontrôleur

    > Les « fuses » doivent correspondent à la bonne source de l'horloge.

### Types

De nouveau type d'entier sont fournis avec la librairie `<stdint.h>`.

L'utilisation de ces types DOIT être utilisé afin d'exprimer le nombre de bit d'un objet.

### Progmem

<https://www.avrfreaks.net/s/topic/a5C3l000000U5SFEA0/t034767>

Pour mettre des variables en lecture seule dans la section FLASH au lieu de SRAM avec `<avr/pgmspace.h>`.

> L’accès à ces variables est faite via les macros de la librairie.

Le nom de la variable DOIT être suivie de **_P**

Exemple :

```c

#include <avr/pgmspace.h>

...

/** @brief Variable en FLASH */

const int Variable1_P PROGMEM = 42;

```

### Fonction main

Un microcontrôleur AVR ne termine jamais la fonction `main`.

* Déclarer la fonction main avec l’attribut `noreturn`

* La boucle sans fin la plus optimisé est le `for (;;)`

Justification : [AVR035](https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc1497.pdf)

Exemple :

```c

#include <avr/io.h>

/** 

 * @brief Never ending loop

*/

void main(void) __attribute__((noreturn));

/* main function definition */

void main(void) {

    ...

    /* never return */

    for (;;) {

    };

};

```

### Opérations « atomiques »

Opérations ne devant pas être interrompus (Ex. : charger un registre de 16 bits avec un registre de 8 bits).

La librairie `avr-libc` (util/atomic.h) fournit des macros permettant la gestion entre autre des interruptions.

Les instructions critiques sont insérées dans un `ATOMIC_BLOCK`.

Exemple :

```c

#include <util/atomic.h>

...

ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {

    ...

}

...

```