lazygophers/c-core

C 核心规范

应作为所有 C 任务（开发 / 测试 / 调试 / 优化）的标准基线。其它 C skill 在本文之上做领域细化。

与其它 skill 的关系

| 主题 | 跳转 | |------|------| | 内存分配 / 泄漏 / 对齐 | c-memory | | 错误处理 / errno / 安全字符串 | c-error | | 并发 / 原子 / 线程 | c-concurrency | | POSIX 系统调用 / 网络 | c-posix | | 嵌入式 / MISRA / volatile | c-embedded |

强制约定

1. 默认 -std=c17；使用 C23 特性时通过 __STDC_VERSION__ >= 202311L 条件编译保护。
2. 编译选项必须包含 -Wall -Wextra -Werror -pedantic -Wshadow -Wconversion -Wdouble-promotion -Wformat=2。
3. 检查所有 malloc/calloc/realloc 以及系统调用 / 库函数返回值。
4. 只读参数与不变全局加 const；显式 cast 必须有注释解释原因。
5. 多资源函数使用 goto cleanup 统一释放（参考 c-error）。
6. 禁用 strcpy / sprintf / strcat / gets；使用 snprintf / strncpy + 手动 NUL / memcpy。
7. 头文件保留接口；.c 和 .h 单文件 ≤ 600 行（推荐 200–400）。
8. CMake 3.30+ 优先；Meson 仅作为既有项目延续。

C11 / C17 关键特性

| 特性 | 关键字 / 语法 | 典型用途 | |------|-------------|----------| | 泛型选择 | _Generic | 类型安全宏 | | 静态断言 | _Static_assert / static_assert | 编译期不变式 | | 匿名结构 / 联合 | 无名 struct/union 成员 | 简化嵌套访问 | | 对齐控制 | _Alignas / _Alignof | 缓存行 / SIMD | | 无返回 | _Noreturn | abort 类函数 | | 线程局部 | _Thread_local | 线程私有状态 | | 原子操作 | _Atomic / <stdatomic.h> | 无锁并发（见 c-concurrency） |

C23 新特性（ISO/IEC 9899:2024，GCC 15 / Clang 19 起默认或可选 -std=c23）

| 特性 | 语法 | 编译器（最早稳定） | |------|------|-------------------| | nullptr / nullptr_t | if (p == nullptr) | GCC 13 / Clang 16 | | constexpr 对象与函数 | constexpr int sq(int x){return x*x;} | GCC 14 / Clang 17 | | typeof / typeof_unqual | typeof(expr) tmp; | GCC 13 / Clang 16 | | auto 类型推导（语义变更） | auto x = 1;（旧 K&R 风格须写显式类型） | GCC 15 / Clang 18 | | _BitInt(N) | _BitInt(7) val; | GCC 14 / Clang 16 | | 二进制字面量 + 数字分隔符 | 0b1010'0011 | GCC 14 / Clang 16 | | #embed | #embed "data.bin" | GCC 15 / Clang 19 | | 标准属性 | [[nodiscard]] [[maybe_unused]] [[deprecated]] [[noreturn]] [[fallthrough]] | GCC 14 / Clang 16 | | VLA {} 零初始化 | int arr[n] = {}; | GCC 14 / Clang 16 |

C2y（下一版）追踪：参见 open-std.org WG14。生产代码不依赖 C2y 草案特性。

代码示例

// _Generic 类型分发
#define abs_val(x) _Generic((x), \
    int: abs, long: labs, float: fabsf, double: fabs)(x)

// 编译期不变式
static_assert(sizeof(int) >= 4, "need >=32-bit int");
static_assert(_Alignof(double) == 8, "double alignment");

// C23 属性带条件保护
#if __STDC_VERSION__ >= 202311L
[[nodiscard]] int compute(int x);
[[maybe_unused]] static void helper(void) { }
#else
int compute(int x);
static void helper(void) { }
#endif

CMake 3.30+ 模板

cmake_minimum_required(VERSION 3.30)
project(myproject C)

set(CMAKE_C_STANDARD 17)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF)
set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)

add_compile_options(
    -Wall -Wextra -Werror -pedantic
    -Wshadow -Wconversion -Wdouble-promotion -Wformat=2
)

option(ENABLE_SANITIZERS "Enable ASan+UBSan" OFF)
if(ENABLE_SANITIZERS)
    add_compile_options(-fsanitize=address,undefined -fno-omit-frame-pointer -g -O1)
    add_link_options(-fsanitize=address,undefined)
endif()

静态分析

# clang-tidy（项目根放 .clang-tidy 控制规则集）
clang-tidy src/*.c -- -std=c17

# cppcheck
cppcheck --enable=all --inline-suppr --std=c17 --error-exitcode=1 src/

# Clang scan-build（路径敏感）
scan-build -enable-checker security,unix make

.clang-tidy 起步规则集：bugprone-*, cert-*, clang-analyzer-*, misc-*, performance-*, portability-*, readability-*。

GCC 14/15 与 Clang 19/20 推荐安全选项

-D_FORTIFY_SOURCE=3 -fstack-protector-strong -fstack-clash-protection
-fcf-protection=full -fPIE -pie
-Wl,-z,relro -Wl,-z,now -Wl,-z,noexecstack

检查清单

• [ ] 默认 -std=c17，C23 特性有条件保护
• [ ] 全警告 + -Werror 通过
• [ ] 所有分配和系统调用返回值已检查
• [ ] const 正确性（-Wconversion 无警告）
• [ ] 无禁用函数（strcpy / sprintf / gets / strcat）
• [ ] clang-tidy 与 cppcheck 零警告
• [ ] CMake 3.30+ 配置完整，compile_commands.json 已导出

权威参考

• C17 / C23 标准 (open-std.org WG14) — https://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/
• GCC C 语言状态 — https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html#c（C 部分见 c-status）
• Clang 19/20 release notes — https://releases.llvm.org/
• CMake 3.30+ 文档 — https://cmake.org/cmake/help/latest/
• clang-tidy 检查列表 — https://clang.llvm.org/extra/clang-tidy/checks/list.html