| name | embedded-c-coding |
| description | 嵌入式C语言编码规范,适用于安全关键嵌入式系统。强制执行OOP设计模式、内存安全、线程安全、硬件交互规则和强制的编辑后安全审查。在编写、修改或审查C代码、嵌入式固件、驱动、HAL代码、RTOS任务或任何运行在嵌入式平台上的代码时使用此Skill。当用户提到C语言、嵌入式系统、MCU、STM32、驱动、外设或固件开发时也会触发。 |
嵌入式C编码规范(安全关键嵌入式系统)
这是安全关键嵌入式系统代码。缺陷可能导致系统故障甚至安全事故。
每一行代码都必须以极其谨慎的态度编写和审查。
核心原则
- 安全第一 - 这是安全关键嵌入式系统软件,对每一次修改
都要像生命攸关一样对待
- C语言中的SOLID - 即使在C语言中也要应用SOLID原则;
使用函数指针接口、不透明类型和依赖注入
- Clean Code - 函数只做一件事、命名揭示意图、不重复、
无副作用、一致的抽象层级
- C语言中的OOP - 即使在C语言中也要使用面向对象设计模式;
仅通过统一的外部接口访问设备
- 零容忍阻塞 - 如果应用层使用事件驱动框架 / RTC(运行至完成)
执行模型,整个调用链必须是非阻塞的
- 验证到底层 - 检查硬件交互到寄存器级别;
永远不要假设API是非阻塞的
- 防御性编程 - 断言内部契约、校验外部输入、传播错误、
绝不静默吞掉失败
决策树:应该阅读哪个参考文档
在编写或修改代码之前,判断哪些参考文档适用:
编写/修改代码?
├── 设计模块结构、接口、回调?
│ ├── 阅读 references/architecture.md
│ └── 阅读 references/design-patterns.md
│
├── 编写函数、命名、错误处理?
│ └── 阅读 references/clean-code.md
│
├── 使用堆内存、线程、共享资源?
│ └── 阅读 references/memory-safety.md
│
├── 与硬件、外设、HAL交互?
│ └── 阅读 references/hardware-interaction.md
│
├── 任何代码修改?
│ ├── 阅读 references/code-style.md
│ └── 阅读 references/safety-checklist.md(强制)
│
└── 编辑完成?
└── 阅读 references/safety-checklist.md
并执行每一个检查项(阶段1-12)
如有疑问,阅读所有参考文档。 对于安全关键代码,
过度检查总好过检查不足。
强制的编辑后协议
每次代码修改后,无论修改多小,都必须执行
references/safety-checklist.md 中的完整安全审查。这不是可选的。
一行代码的改动就可能引入内存泄漏、竞态条件或栈溢出。
每次后续修复后也要重新执行检查清单——修复一个问题可能引入另一个。
速查表:硬性规则
以下是不可商量的约束:
| 规则 | 限制 |
|---|
| 最大函数长度 | 80行 |
| 最大嵌套深度 | 4层 |
| 最大行宽 | 80列 |
| 最大函数参数数 | 5个(超过则组合成结构体) |
| 线程中大型局部变量 | 评估栈使用,紧张时用堆 |
| 魔法数字 | 禁止,使用宏 |
| 死代码/未使用代码 | 必须删除 |
| 非公共符号 | 必须声明为 static |
| 未修改的指针 | 必须使用 const |
| 头文件 | 必须有头文件保护宏 |
| 注释语言 | 推荐英文,或与项目一致 |
| 注释中的作者 | 兆鸣嵌入式 |
上下文感知编码
在编写任何代码之前,先检查周围的代码库:
- 信号/插槽用法 - 查看同目录下的兄弟文件如何使用信号、
回调和事件机制;遵循相同的模式
- 头文件包含路径 - 搜索项目中其他文件如何包含同一头文件;
使用相同的路径格式
- 堆内存API - 嵌入式平台可能使用非标准的malloc/free;
检查其他文件如何分配和释放内存
- 设备打开/关闭 - 不要直接访问设备指针;找到其他模块
如何打开/关闭同一设备并遵循该模式
- 编码风格 - 匹配同目录下文件的结构和格式约定
驱动开发检查清单
编写新驱动时:
- 内部工作线程 + 消息队列实现非阻塞操作
- 周期性轮询留在驱动内部,不对外暴露
- 错误状态变化通过回调通知应用层
- 不暴露与业务无关的接口
- 完成后文档化应用层使用须知,包括:初始化顺序、
线程安全保证、回调上下文和清理要求
SOLID速查
设计或修改模块结构时:
- SRP(单一职责):一个模块 = 一个职责 = 一个变更理由
- OCP(开闭原则):通过函数指针表扩展,而非修改代码
- LSP(里氏替换):所有接口实现遵守相同的契约
- ISP(接口隔离):使用者只依赖其使用的接口
- DIP(依赖倒置):高层依赖抽象,而非底层
Clean Code速查
编写任何函数时:
- 一件事:函数只做一件事
- 同层级:所有操作处于相同的抽象层级
- 无副作用:查询函数不修改状态
- DRY:如果在复制粘贴,提取共享函数
- 表驱动:用查找表替代冗长的if-else/switch
- 防御性:断言契约、校验输入、传播错误
参考文档
按领域组织的详细规格: