【车载开发系列】MISRA-C概念介绍

一. 什么是MISRA-C

MISRA-C是一组针对C语言编程的编码规范，旨在提高软件质量、可靠性和可维护性。MISRA代表Motor Industry Software Reliability Association（汽车工业软件可靠性协会），该协会最初为汽车行业开发了这些规范。虽然最初是为汽车行业设计的，但MISRA-C规范已经成为其他行业的编码标准，如航空航天、医疗设备和铁路系统。
MISRA-C规范包含了一系列关于C语言编码的规则和指导，这些规则旨在减少代码中的错误、提高代码的可读性，并确保代码在不同的编译器和平台上的可移植性。这些规则通常涵盖了诸如类型转换、指针使用、内存分配、代码风格等方面。在一些高度安全和可靠性要求的行业，如汽车电子控制单元（ECU）、航空航天和医疗设备领域，遵循MISRA-C规范是一种常见的实践，有助于降低软件缺陷的风险。
MISRA-C规范的最新版本通常会随着时间的推移而更新，以反映新的技术、实践和行业标准的变化。

二. MISRA-C的作用

一辆高端汽车整车的代码行数已经突破了1亿行。那么如果这些代码都写得乱七八糟，会有顾客敢买吗？为了规范大家的写法，增强可读性，可维护性，减少代码可能出现的低级错误，于是MISRA协会制订了Misra C规范，用于规范大家的编程，提高代码整体的可靠性。
MISRA-C 编程规范的推出迎合了很多汽车厂商的需要，因为一旦厂商在程序设计上出现了问题，用来补救的费用将相当可观。
1999 年 7 月 22 日，通用汽车公司（ General Motors）就曾经因为其软件设计上的一个问题，被迫召回350 万辆已经出厂的汽车，损失之大可想而知。

三. Misra C的优势

MisraC不能100%保证程序不出问题，但是能尽可能的预防，使用Misra C具有以下五个维度的优势：
1）提升可靠性
2）提升可读性
3）提升可移植性
4）提升可维护性
5）提升安全性

四. 使用Misra C的负面效应

可能会牺牲执行效率
可能会牺牲代码空间
不太注重编程风格
例如misra c：2004明确指出：不得使用联合体。这是因为，在联合体的存储方式（如位填充、对齐方式、位顺序）上，各种编译器的处理可能不同。
很多的大公司都有自己相应的代码编程规范。针对C语言尤其严谨，比如比较著名的有：华为C语言编程规范、阿里C语言编程规范和MisraC等。但是侧重点又各有不同，各类规范可能会有交集，也有自己独特的地方存在，但是大家都是致力于让程序员能写出一手更好的代码：华为、阿里的编程规范更加注重代码风格的规范。这些代码的编程规范在Misra C中是没有的。

五. MISRA-C标准说明

1）语言扩展

1 汇编语言应该被封装并隔离。
使用具体的宏定义对汇编语言进行封装

2 源代码应该使用 /…/ 类型的注释
所有的C语言代码都要使用/…/类型的注释

2）类型限制

1 单纯的char类型应该只用做存储和使用字符值。
2 signed char和unsigned char类型应该只用做存储和使用数字值。
3 应该使用指示了大小和符号的 typedef以代替基本数据类型。
4 位域只能被定义为unsigned int或singed int类型,unsigned int类型的位域至少应该为 2 bits长度。

3）常量

不可以使用八进制与八进制的escape序列。

4）声明与定义

4.1 函数应当具有原型声明，且原型在函数的定义和调用范围内都是可见的。
4.2 不论何时声明或定义了一个对象或函数，它的类型都应显式声明。
4.3 函数的每个参数类型在声明和定义中必须是等同的，函数的返回类型也该是等同的。4.4 如果对象或函数被声明了多次，那么它们的类型应该是兼容的。
4.5 头文件中不应有对象或函数的定义。
4.6 外部对象或函数应该声明在唯一的文件中
4.7 具有外部链接的标识符应该具有准确的外部定义。一个对象在外部只能有一个准确的定义
4.8 在文件范围内声明和定义的所有对象或函数应该具有内部链接，除非是在需要外部链接的情况下。
4.9 static 存储类标识符应该用于具有内部链接的对象和函数的定义和声明。
4.10 当一个数组声明为具有外部链接，它的大小应该显式声明或者通过初始化进行隐式定义

5）初始化

5.1 所有自动变量在使用前都应被赋值
5.2 应该使用大括号以指示和匹配数组和结构的非零初始化构造
5.3 在枚举列表中，“=”不能显式用于除首元素之外的元素上，除非所有的元素都是显式初始化的。

六. 总结

MisraC是汽车制造业嵌入式C编码标准。
很多代码静态检查的工具里面都参照了MisraC，MisraC更加注重代码的功能性、稳定性和可维护性。
当然MisraC的标准远不止上面这些。