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Patrice Nadeau, 2023-09-03 17:42

1 1 Patrice Nadeau
# Règles de codage C
2
3 68 Patrice Nadeau
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/).
4 1 Patrice Nadeau
5
> `gcc` n'est pas entièrement compatible avec le standard C99 (<https://gcc.gnu.org/c99status.html>).
6
7
---
8
{{toc}}
9
10
## Style
11
12 6 Patrice Nadeau
Le code DOIT :
13 5 Patrice Nadeau
* 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):
14 1 Patrice Nadeau
* L’indentation est de 4 espaces
15
* Le « backslash » est utilisé pour les lignes de plus de 80 caractères
16
* Une instruction par ligne
17
* Une espace avant et après un opérateur sauf pour les opérateurs « [unaires](https://fr.wikipedia.org/wiki/Op%C3%A9ration_unaire) »
18 46 Patrice Nadeau
* Les fonctions, variables, constantes et `#define` DOIVENT être en [anglais américain](https://fr.wikipedia.org/wiki/Anglais_am%C3%A9ricain)
19 52 Patrice Nadeau
* Les commentaires DOIVENT 
20
    * Être de style C (/* ... */) 
21 50 Patrice Nadeau
    * En minuscules et commencer par une majuscule
22 52 Patrice Nadeau
    * En français
23 50 Patrice Nadeau
    * Précéder l’élément à documenté
24 53 Patrice Nadeau
* La documentation est faite a l'aide de commentaires [Doxygen](https://www.doxygen.nl/) :
25 47 Patrice Nadeau
    * Chaque objet (fonctions, variables, etc.) DOIT être commenté/documenté : 
26
    * Dans le format [Javadoc](https://www.doxygen.nl/manual/docblocks.html) (/** */)
27 52 Patrice Nadeau
    * Les « décorations » (gras, italique, etc.) sont faites avec la syntaxe Markdown
28 1 Patrice Nadeau
29 46 Patrice Nadeau
Justifications : 
30 1 Patrice Nadeau
* [K&R](https://fr.wikipedia.org/wiki/Style_d%27indentation#Style_K&R)
31
* Prévient les erreurs lors d'ajout dans les boucles n'ayant qu'une instruction comme bloc
32 46 Patrice Nadeau
* Support ASCII 7-bits
33
* Correspondance avec la fiche technique (datasheet)
34 1 Patrice Nadeau
* [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)
35
36
Exemple :
37
``` c
38 47 Patrice Nadeau
/**
39
 * @brief Fonction principale
40 52 Patrice Nadeau
 * @return Une valeur
41 47 Patrice Nadeau
 * @remark Note non importante
42
 * @note Note générale
43
 * @attention Note importante
44
 * @warning Note conséquence négative
45
 */
46 1 Patrice Nadeau
int fonction(void) {
47
    int x;
48
    if (var != 1) {
49 14 Patrice Nadeau
        x = x + 1;
50 1 Patrice Nadeau
        y++;
51
        printf("This is a long\
52
        line that should be splitted");
53
    } else {
54 16 Patrice Nadeau
        x--;
55
    };
56 20 Patrice Nadeau
    return 0;
57
}
58
```
59
60 1 Patrice Nadeau
## Fichiers
61
Le nom des fichiers DOIT être composé de la manière suivante :
62
* En minuscule
63
* 8 caractères maximum
64
* L'extension est 
65
    * `.h` pour les fichiers d’entête
66
    * `.c` pour les fichiers sources
67
* Contient une section Doxygen « file »
68
* Les fichier d’entête contiennent en plus
69
    * Une section Doxygen « mainpage » 
70
    * Une définition macro DOIT être faite pour éviter de ré-inclure le fichier.
71
72
Exemple :
73
```c
74
#ifndef _test_h
75
#define _test_h
76
/**
77
 * @file : test.h
78
 * @brief Description
79
 * @version 0.00.01
80
 * @date 2023-02-26
81
 * @author Patrice Nadeau  <pnadeau@patricenadeau.com>
82
 * @copyright 2023 Patrice Nadeau
83
*/
84
85
/**
86
 * @mainpage lcd
87 37 Patrice Nadeau
 * @brief ATMEL AVR 8-bit C librairie
88 1 Patrice Nadeau
 * @author Patrice Nadeau <pnadeau@patricenadeau.com>
89
 * @version 0.0.02
90
 * @date 2023-03-27
91 54 Patrice Nadeau
 * @pre AVR supportés (testés en gras) :
92 1 Patrice Nadeau
 * - ATmega88
93
 * - ATmega168
94 15 Patrice Nadeau
 * - **ATmega328P**
95 1 Patrice Nadeau
 * @copyright 
96 13 Patrice Nadeau
 * @include{doc} LICENSE.txt
97 1 Patrice Nadeau
*/
98
99
...
100
101
#endif /*_usart.h*/
102
```
103
104 60 Patrice Nadeau
## Objets
105 1 Patrice Nadeau
106 30 Patrice Nadeau
En général : *librairie*\_*action*\_*sujet*
107 1 Patrice Nadeau
108 31 Patrice Nadeau
* Comporter au maximum **31** caractères
109
* Être séparées par des traits de soulignement si comporte plusieurs mots
110
* Exceptions :
111
    * Fonction et variables DOIVENT
112
        * Être en minuscule
113
    * Macros, constantes et `#define` DOIVENT
114
        * Être en majuscule
115 1 Patrice Nadeau
116
Justification :
117
* Linux kernel coding style : <https://www.kernel.org/doc/html/v4.10/process/coding-style.html#naming>
118
* GNU Coding Standards <https://www.gnu.org/prep/standards/html_node/Writing-C.html#Writing-C>
119
* Embedded C Coding Standard : <https://barrgroup.com/embedded-systems/books/embedded-c-coding-standard>
120
121 61 Patrice Nadeau
### Déclarations locales
122 1 Patrice Nadeau
123
Une déclaration n’ayant qu’une visibilité locale DOIT :
124
* Être de classe `static`
125
126
Exemple:
127
``` c
128
/**
129
* @brief Local function
130
**/
131 7 Patrice Nadeau
static int local_func(void) {
132 1 Patrice Nadeau
    ...
133
    return 0;
134
}
135
```
136
137 62 Patrice Nadeau
### Constantes
138 1 Patrice Nadeau
139
Utilisé au lieu d’une macro quand le type ou la visibilité de la variable doit être définis.
140
141
DOIVENT être
142 21 Patrice Nadeau
* De classe `static` ou `extern` selon le besoin
143 1 Patrice Nadeau
144
Exemple :
145
146
``` c
147
/** 
148 38 Patrice Nadeau
 * @name Liste des constantes
149 1 Patrice Nadeau
 * @brief
150
 */
151
/** @{ */
152 38 Patrice Nadeau
/** @brief La chaîne d'initialisation du projet */
153 1 Patrice Nadeau
static const char INIT_STR[6] = "POWER";
154 38 Patrice Nadeau
/** @brief Constante globale de la librairie `random` */
155 1 Patrice Nadeau
extern int RANDOM_MAX = 25;
156
/** @} */
157
158 38 Patrice Nadeau
/** @brief Constante */
159 1 Patrice Nadeau
const int ANSWER 42;
160
```
161
162 63 Patrice Nadeau
### Énumérations
163 1 Patrice Nadeau
164
DOIT être utilisée pour définir une série de valeurs.
165
166
Exemple :
167
```c
168
/**
169
 * @name List of STATUS values
170
 * @brief 
171
 * */
172
enum STATUS {
173
	/** @brief Everything is fine */
174
	STATUS_OK = 0,
175
	/** @brief Initialisation in progress */
176
	STATUS_INIT,
177
	/** @brief System halted */
178
	STATUS_HALTED
179
};
180
```
181
182 64 Patrice Nadeau
### Typedef
183 1 Patrice Nadeau
184
Format :
185
* En minuscule, suivie de **_t**
186
187
Exemple :
188
``` c
189 39 Patrice Nadeau
/** Type de la structure dans la librairie `ds1305` */
190 1 Patrice Nadeau
typedef struct {
191 39 Patrice Nadeau
    /** @brief Dernier deux chiffres : &ge; 00, &le; 99 */
192 1 Patrice Nadeau
    uint8_t year;
193
    /** @brief 01 - 12 */
194
    uint8_t month;
195
    /** @brief 01 - 31 */
196
    uint8_t date;
197
    /** @brief 1 - 7 */
198
    uint8_t day;
199
    /** @brief 00 - 23 */
200
    uint8_t hours;
201
    /** @brief 00 - 59 */
202
    uint8_t minutes;
203
    /** @brief 00 - 59 */
204
    uint8_t seconds;
205
} ds1305_time_t;
206
```
207
208 65 Patrice Nadeau
### Variables
209 1 Patrice Nadeau
210
Exemple :
211
``` c
212 40 Patrice Nadeau
/** @brief Variable locale */
213 1 Patrice Nadeau
static int ctr;
214 40 Patrice Nadeau
/** @brief Variable globale */
215
int RANDOM_CTR;
216 1 Patrice Nadeau
```
217
218 66 Patrice Nadeau
### Structures
219 1 Patrice Nadeau
220
Format
221
* En minuscule, séparé par des «underscores» si nécessaire.
222
223
Exemple :
224
``` c
225
/**
226
* @brief Structure for a local menu
227
* @see MenuSelect
228
*/
229
struct menu {
230 8 Patrice Nadeau
    /** @brief Character used for the item */
231
    char choice;
232
    /** @brief Description of the item */
233
    char *item;
234 1 Patrice Nadeau
};
235
```
236
237 67 Patrice Nadeau
### Fonctions
238 1 Patrice Nadeau
239
Le nom DOIT être dans le format suivant : *Action***_***Item***_***Attribut*, où *Action* signifie :
240 29 Patrice Nadeau
* **set**, **get**, **clear** : Règle, obtient ou vide un registre
241 1 Patrice Nadeau
* **read**, **write** : Lis ou écris dans un fichier
242
* **init** : Fonction d’initialisation
243
* **is** : Vérifie un état
244 36 Patrice Nadeau
* **setup** : Fonction de configuration des ports (AVR)
245 1 Patrice Nadeau
246
Exceptions
247 41 Patrice Nadeau
* Les fonctions définies dans une librairie de bas niveau pour du matériel (« driver ») devraient utiliser le nom définis dans la fiche technique.
248 1 Patrice Nadeau
249
Une fonction DEVRAIT retourner une valeur. 
250 28 Patrice Nadeau
* Type entier (oui/non) :
251 1 Patrice Nadeau
  * Succès : **0**
252
  * Erreur : **1**
253
* Type booléen (Librairie `<stdbool.h>`)
254
    * **true**
255
    * **false**
256
* Pointeur :
257
    * **NULL** : Erreur
258
    * Autre valeur  : adresse du pointeur
259
260
Justification :
261
* [AVR1000b](https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/AVR1000b-Getting-Started-Writing-C-Code-for-AVR-DS90003262B.pdf)
262
263
Exemple :
264
265
``` c
266
/**
267 42 Patrice Nadeau
* @brief Vérifie si une horloge est est initialisée
268 1 Patrice Nadeau
* @param[in] nb Timer number. @n Possible values :
269 24 Patrice Nadeau
* − @arg **TIMER_1**
270
* − @arg **TIMER_2**
271 1 Patrice Nadeau
* @return
272 42 Patrice Nadeau
* @retval true Horloge *nb* est initialisée
273
* @retval false Horloge *nb* n'est PAS initialisée
274 1 Patrice Nadeau
* @pre init_timer
275
**/
276
static bool is_timer_set(uint8_t nb);
277
278
```
279
280 59 Patrice Nadeau
## Items déconseillés et retirés
281
282
Les fonctions et variables ne devant plus être utilisés, DOIVENT générer un message lors de la compilation (*-Wall*) si un appel est effectué.
283
* Les attributs`__attribute__((deprecated))` ou `__attribute__((unavailable))` DOIVENT être ajoutés à la déclaration.
284
* La documentation DOIT indiquer les substituts à utiliser.
285
286
Exemple :
287
``` c
288
/**
289
 * @brief OldFunction
290
 * @deprecated Use NewFunction instead
291
 * @since Version x.x.xx
292
 */
293
int OldFunction(void) __attribute__((deprecated));
294
295
/**
296
 * @brief OldFunction
297
 * @deprecated Use NewFunction instead
298
 * @since Version x.x.xx
299
 */
300
int OldFunction(void) __attribute__((unavailable));
301
```
302
303 11 Patrice Nadeau
## Préprocesseur
304
Directives du préprocesseur gcc.
305 1 Patrice Nadeau
306
### #include
307
308
Pour inclure d’autres fichier comme les fichiers entête.
309 43 Patrice Nadeau
310 1 Patrice Nadeau
311
### #ifdef / ifndef
312
313
Surtout utiliser pour des options de compilation sur différentes plateforme.
314
Utiliser une forme évitant les répétitions.
315
316
> N’est pas documenté dans Doxygen.
317
318
Exemple :
319
```c
320
const char BLUE =
321
  #if ENABLED(FEATURE_ONE)
322
    '1'
323
  #else
324
    '0'
325
  #endif
326
;
327
```
328
329
### Diagnostiques
330
331
Les macros `#warning` et `#error` sont utilisées pour afficher des avertissements (continue la compilation) ou des erreurs (arrête la compilation).
332
333
> Ne sont pas documentées dans Doxygen.
334
335
Exemple :
336
``` c
337
#ifndef usart_AVR
338
    #error "__FILE_NAME__ is not supported on this AVR !"
339
#endif
340
341
#ifndef __test__
342
    #warning "test is not defined !"
343
#endif
344
```
345
346
### Définitions
347
348
Un `#define` est utilisé pour remplacer une valeur au moment de la compilation
349
> Pour la définition d'une valeur « integer », un `enum` DOIT être utilisé.
350
351
Exemple :
352
``` c
353
/**
354
* @name Registers name
355
*/
356
/** @{ */ 
357
/** @brief USART1 */
358
#define USART1 REG1
359
/** @brief USART2 */
360
#define USART2 REG2
361
/** @} */
362
363
USART1 = 0x0F;
364
```
365
366
## Atmel AVR
367
368
Particularités pour les microcontrôleurs 8 bits AVR d’Atmel.
369
370
[Atmel AVR4027: Tips and Tricks to Optimize Your C Code for 8-bit AVR Microcontrollers](https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc8453.pdf)
371
372
### Fichier d’en-têtes
373
374 25 Patrice Nadeau
Vérification du modèle de microcontrôleur
375
    > Via l'option `-m` de [gcc](https://github.com/embecosm/avr-gcc/blob/avr-gcc-mainline/gcc/config/avr/avr-mcus.def)
376
377 1 Patrice Nadeau
```c
378 25 Patrice Nadeau
#ifndef defined (__AVR_ATmega48__) || (__AVR_ATmega48P__) || \
379
	(__AVR_ATmega88P__) || defined (__AVR_ATmega88__) || \
380
	(__AVR_ATmega168__) || defined (__AVR_ATmega168P__) || \
381
	(__AVR_ATmega328__) || defined (__AVR_ATmega328P__)
382
#warning "Cette librairie n'as pas été testée sur cette famille de microcontrôleur."
383
#endif
384 1 Patrice Nadeau
```
385
386
### Macros
387 45 Patrice Nadeau
388
Définis dans le fichier `config.h`
389
390
Liste : 
391 1 Patrice Nadeau
* `F_CPU` : La fréquence utilisée par l'horloge (interne ou externe) du microcontrôleur
392
393
    > Les « fuses » doivent correspondent à la bonne source de l'horloge.
394
395
### Types
396
397
De nouveau type d'entier sont fournis avec la librairie `<stdint.h>`.
398
399
L'utilisation de ces types DOIT être utilisé afin d'exprimer le nombre de bit d'un objet.
400
401
### Progmem
402 44 Patrice Nadeau
403
<https://www.avrfreaks.net/s/topic/a5C3l000000U5SFEA0/t034767>
404
405 1 Patrice Nadeau
Pour mettre des variables en lecture seule dans la section FLASH au lieu de SRAM avec `<avr/pgmspace.h>`.
406
> L’accès à ces variables est faite via les macros de la librairie.
407
408
Le nom de la variable DOIT être suivie de **_P**
409
410
Exemple :
411
```c
412
#include <avr/pgmspace.h>
413
...
414
/** @brief Variable en FLASH */
415
const int Variable1_P PROGMEM = 42;
416
```
417
418
### Fonction main
419
Un microcontrôleur AVR ne termine jamais la fonction `main`.
420
421
* Déclarer la fonction main avec l’attribut `noreturn`
422
* La boucle sans fin la plus optimisé est le `for (;;)`
423
424
Justification : [AVR035](https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc1497.pdf)
425
426
Exemple :
427
```c
428 26 Patrice Nadeau
#include <avr/io.h>
429
430 1 Patrice Nadeau
/** 
431
 * @brief Never ending loop
432
*/
433 12 Patrice Nadeau
void main(void) __attribute__ ((noreturn));
434 1 Patrice Nadeau
435
/* main function definition */
436 9 Patrice Nadeau
void main(void) {
437 1 Patrice Nadeau
    ...
438
    /* never return */
439
    for (;;) {
440
    };
441
};
442
```
443
444 70 Patrice Nadeau
### Opérations « atomiques »
445 69 Patrice Nadeau
Opérations ne devant pas être interrompus, comme charger un registre de 16 bits avec un registre de 8 bits.
446 1 Patrice Nadeau
447
La librairie `avr-libc` (util/atomic.h) fournit des macros permettant la gestion entre autre des interruptions.
448
449
Les instructions critiques sont insérées dans un `ATOMIC_BLOCK`.
450
451
Exemple :
452
```c
453 71 Patrice Nadeau
#include <util/atomic/h>
454 1 Patrice Nadeau
...
455
ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {
456
    ...
457
}
458
...
459
```