MISRA 2012 违规 - 类型不匹配（规则 10.1、10.4）

Question

我遇到了无法理解的 MISRA C 2012 违规问题。以下是代码：

#define I2C_CCRH_FS      ((uint8_t)0x80)
#define I2C_CCRH_DUTY    ((uint8_t)0x40)
#define I2C_CCRH_CCR     ((uint8_t)0x0F)

typedef struct I2C_struct
{
  volatile uint8_t CR1;
  volatile uint8_t CR2;
  volatile uint8_t CCRL;
  volatile uint8_t CCRH;
} I2C_TypeDef;

#define I2C_BaseAddress         0x5210
#define I2C ((I2C_TypeDef *) I2C_BaseAddress)

I2C->CCRH &= ~(uint8_t)((I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY) | I2C_CCRH_CCR);

在前面的代码中，PC-Lint 抱怨说：

Unpermitted operand to operator '|' [MISRA 2012 Rule 10.1, required]

Mismatched essential type categories for binary operand [MISRA 2012 Rule 10.4, required]

规则 10.1 指出 ORing unsigned ints 应该没有问题。（PC-Lint 通过了第一个 OR 运算并抱怨第二个运算！！）

规则 10.4 规定操作的操作数应具有相同的基本类型。

尽管所有操作数都声明为 uint8_t?

，但我不明白为什么存在这些违规行为

我试过在 ORed 常量的每两个两边加上括号。我也试过将它们全部转换为 uint8_t 和 volatile uint8_t。未解决违规问题。

我查看了这两个帖子 (1, 2)，但它们没有回答我的问题。

Answer 1

当您执行按位运算 (I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY) 时，结果会提升为整数。请参阅整数提升规则

因此上述操作的结果与下一个按位或| I2C_CCRH_CCR

之间发生不匹配

要解决此问题，您需要向 BOTH 按位或运算的结果添加强制转换。

第一次转换需要将 ~ 运算符的结果从 int 转换回 unsigned

I2C->CCRH &= (uint8_t)~(uint8_t)((uint8_t)(I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY) | I2C_CCRH_CCR);

解释一下

I2C->CCRH &= (uint8_t)~    // Required to cast result of ~ operator to uint8_t
             (uint8_t)     // Casts the result of the 2nd OR to uint8_t
             ((uint8_t)    // Casts the result of the 1st OR    
              (I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY)  // 1st OR
              | I2C_CCRH_CCR);      // 2nd OR

Answer 2

I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY 本身就符合 MISRA 标准。两个操作数基本上都是无符号的，因此子表达式很好。但是，仍然存在每个操作数到 int 的隐式转换。实践中的结果是 int.

类型

在伪代码中：当您执行 (result as int) | I2C_CCRH_CCR 时，隐式提升之前的操作数具有类型 int | uint8_t。 uint8_t 也将在这里提升为 int 的整数。您有不同符号的操作数。

（我猜该工具会抱怨 10.4，因为整数提升是通常算术转换的一部分，这就是 10.4 的意义所在。）

整个表达式在实践中不会造成任何问题，因此警告主要是迂腐的。但是想象一下，如果您在 ~(I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY) | I2C_CCRH_CCR) 的情况下没有强制转换 - 您最终会得到一个负数，类似于 0xFFFFFFxx 以 2 的补码表示。那可能很危险。

要解决此问题，您有两种选择：

对于每个操作，将结果转换回预期类型。这往往是MISRA-C的精神。
在操作前将操作数转换为大型无符号类型。通常更具可读性的 IMO。

另请注意，~ 运算符不应与带符号的操作数一起使用！这违反了规则 10.1。转换回 uint8_t 应该最后完成。

长话短说；博士。如何使代码符合 MISRA 标准：

你要么必须做这样的半糟糕的事情：

I2C->CCRH &= (uint8_t) ~ (uint8_t) ((uint8_t)(I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY) | I2C_CCRH_CCR)

有点乱。我会提前施法。假设 32 位 CPU:

I2C->CCRH &= (uint8_t) ~( (uint32_t)I2C_CCRH_FS    |  // comment explaining FS
                          (uint32_t)I2C_CCRH_DUTY) |  // comment explaining DUTY
                          (uint32_t)I2C_CCRH_CCR   ); // comment explaining CCR

上面的风格在处理 MCU 寄存器等时很有用。此代码可以接受，但可以进一步简化。

如果可以将定义更改为 #define I2C_CCRH_FS 0x80u，那么您将得到：

I2C->CCRH &= (uint8_t) ~(I2C_CCRH_FS | I2C_CCRH_DUTY | I2C_CCRH_CCR);

它仍然符合 MISRA 标准，因为 MISRA 喜欢方便的小 u 后缀。

MISRA 2012 违规 - 类型不匹配（规则 10.1、10.4）

MISRA 2012 violation - Type mismatch (Rules 10.1, 10.4)

c

implicit-conversion

lint

type-mismatch

misra