10. 与标准的差异（ISO C90 / C99）
本章是本文档的符合性声明部分。判定基准为 ISO/IEC 9899:1990（C90） 与 ISO/IEC 9899:1999（C99），判定对象为本文档所描述的交付库。
节 内容 10.1 支持标准、判定基准与可声明符合度 10.2 相对标准的缺失（缺口 G1–G6） 10.3 标准之外的内容（本手册不描述） 10.4 行为偏差、环境限制与使用须知 10.5 与 C90/C99 的差异逐项对照（库函数层） 10.6 前端词法/语法层 10.7 使用限制汇总 10.8 GNU99（GNU C 扩展）支持说明
10.1 支持标准、判定基准与可声明符合度
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 支持标准 | ISO/IEC 9899 C90（1990） 与 C99（1999） |
| 编译器语言 | 支持 -std=c90/c99 及其 GNU 变体 gnu99。与 C 库相关的差异见 10.8 |
| 类型宽度 | int/long/float/指针 4 字节；long long/double 8 字节；long double==double；char 默认无符号（CHAR_MIN=0、CHAR_MAX=255） |
| 可声明符合 | 符号齐全、行为基本合规：窄 printf/scanf、string/ctype/stdlib/math/time、宽字符内存路径均符合标准 |
| 不可声明 / 受限 | %n（G1）、fenv 舍入方向（G2）、rename（G3）、宽字符 stdio 集成（G4）、fwide/fgetwc（G5）、<math.h> 错误处理（C90）（G6），详见 10.2 / 10.4 |
| 前端语言层 | 语法规则违反与约束违反均会产生诊断；未发现与所声明标准不一致之处（见 10.6） |
10.2 相对标准的缺失（缺口 G1–G6）
| 编号 | 特性 | 现象 | 标准依据 | 影响与规避 |
|---|---|---|---|---|
| G1 | printf 的 %n | %n 不写入目标变量，静默失效 | C90 §7.9.6.1；C99 §7.19.6.1p8 | 仅 printf 族受影响（scanf 的 %n 正常）。不要使用 printf 的 %n |
| G2 | fenv 舍入方向（非 FPU） | 三个方向宏有定义但不生效，fegetround 恒返 FE_TONEAREST | C99 §7.6p8、§7.9.1 | 不支持切换方向。不要依赖舍入方向控制 |
| G3 | rename() | 头文件有声明，交付库无该符号，链接报 undefined symbol: rename | C90 §7.9.4.2；C99 §7.19.4.2 | 不使用 rename；remove() 不受影响 |
| G4 | 宽字符 stdio 集成 | %ls 按 %s 处理；宽流直灌 wchar_t 原始字节 | C99 §7.19.6.1p7-9、§7.24.3.3p2 | %ls/%lc 与宽流编码受影响；宽字符内部接口不受影响。不要用于对外数据交换 |
| G5 | fwide 返值/改向、fgetwc EOF | 无"未定向"状态；fwide 可改向已定向流；fgetwc 不置 EOF 标志 | C99 §7.24.3.5、§7.24.3.1 | 不要用 fwide(fp,0) 判断定向，也不要用 feof() 判断宽字符输入结束（比较 WEOF） |
| G6 | <math.h> 错误处理（C90 口径） | 定义域/值域错误均不置 errno（math_errhandling == 0） | C90 §7.5.1 要求置 EDOM/ERANGE；C99 §7.12p9、§7.12.1 | C90 下为偏差，C99 下为合规声明。不要依赖 errno/浮点异常 |
10.3 标准之外的内容（本手册不描述）
本库在 ISO C90/C99 之外，还实现了若干其它标准/来源的接口（Annex K 边界检查接口、POSIX/XSI、BSD、GNU、SVID，以及 C11 / C23 的部分接口等）。
**这些内容不属于本手册声明的 C90/C99 范围，本手册不作描述，也不构成对其可用性、行为或长期兼容性的承诺。**功能安全项目中如使用，须单独评估并纳入相应的验证范围。
10.4 行为偏差、环境限制与使用须知
| 项 | 现象 / 结论 | 定性 |
|---|---|---|
数学函数不设 errno（C90 下为偏差，见 G6） | math_errhandling == 0；错误处理调用均不置 errno | C99：允许（须以返回值判错）；C90：偏差 G6（10.2）。两种模式都不要依赖 errno |
char 符号性 | 默认无符号（CHAR_MIN=0、CHAR_MAX=255）；加 -fsigned-char 则有符号 | §6.2.5p15 实现定义。库与用户代码须采用同一符号性，否则 localeconv() 的 char 成员比较不相等 |
clock() 返回 -1 | 无 OS 时钟环境 | §7.23.2.1（合法） |
setlocale 未知名回落 C | setlocale(LC_ALL,"xx_YY") 返非 NULL 并回落 C locale | §7.11.1.1p4 边缘（低危宽松）；"C"/"POSIX"/"" 标准要求项全部正确 |
remove() 失败语义 | 无文件系统环境对不存在文件返回 -1（非零） | §7.19.4.1p3 合规（成功返 0 / 失败返非零） |
窄 printf 的 %S | 按字面字符原样输出 | §7.19.6.1p9 允许（%S 非 C99 转换符，无效转换规格行为未定义） |
long double == double | 8 字节 / 53 位 | §5.2.4.2.2 允许；无精度增益，使用 %Lf 等不获得额外精度 |
| 宽字符流编码（G4） | 见 10.2 G4 | 与其他标准工具不互认，影响跨工具互操作 |
fwide 定向 与 fgetwc 结束判定（G5） | 见 10.2 G5 | 不得以 fwide(fp,0) 判断流是否已定向，也不得以 feof() 判宽字符输入结束（比较 WEOF） |
| F1 严格模式命名空间 | 严格模式下 BSD/POSIX 扩展声明仍可见（strdup/asprintf 等） | 合规（§7.1.3 未禁止额外声明；属 §7.26 保留集）。撞名时改用实现保留前缀的名称 |
10.5 与 C90/C99 的差异逐项对照
| # | 特性 | C90 | C99 | 本库实现 | 判定 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 头文件 24 个 | 15 头子集 | 要求 24 头 | 24 头全部提供，标准符号齐备（唯一缺失 rename，见 G3） | 无差异 |
| 2 | printf/scanf 的 ll 长度修饰符 | 不适用 | 要求 §7.19.6.1p7 | 满足（%lld/%llu/%llx 等均可用） | 无差异 |
| 3 | printf/scanf 的 L 长度修饰符 | 不适用 | 要求 §7.19.6.1p7 | 满足（%Lf/%Lg/%Le/%La 均可用） | 无差异 |
| 4 | %n 转换（printf 族） | 要求 §7.9.6.1 | 要求 §7.19.6.1p8 | 不满足 —— snprintf("abc%n",&n) 静默不写 | G1（10.2） |
| 5 | %n 转换（scanf 族） | 要求 | 要求 | 满足 | 无差异 |
| 6 | rename() | 要求 §7.9.4.2 | 要求 §7.19.4.2 | 不满足 —— 默认链接链 undefined symbol: rename | G3（10.2） |
| 7 | remove() | 要求 §7.9.4.1 | 要求 §7.19.4.1p3 | 满足（成功返 0 / 失败返非零） | 无差异 |
| 8 | fenv 舍入方向 | 不适用 | 条件要求 §7.6.3.2 | 部分满足 —— 四方向宏有定义，但 fesetround 不生效、fegetround 恒返 FE_TONEAREST | G2（10.2） |
| 9 | 宽字符 stdio 集成（窄 %ls/%lc、宽流编码） | 不适用 | 要求 §7.19.6.1p7-9、§7.24.3.3p2 | 不满足 —— %ls 静默按 %s；宽流向流直灌 wchar_t 4 原始字节 | G4（10.2） |
| 10 | fwide 返值/改向、fgetwc EOF 标志 | 不适用 | 要求 §7.24.3.5p3/p2、§7.24.3.1p3 | 不满足 —— 无"未定向"状态（fwide(f,0) 恒返 ±1）；已定向流可被 fwide 改向；fgetwc 到流尾不置 feof() | G5（10.2） |
| 11 | math 函数 errno 语义 | 要求 §7.5.1（定义域 EDOM/值域 ERANGE，无豁免） | 允许 §7.12p2、§7.12.1p5 | math_errhandling == 0，不置 errno | G6（C90 偏差）／合规声明（C99） |
| 12 | tgmath.h 泛型宏 | 不适用 | 要求 §7.22 | 要求宏齐备（55 个实函数 + 5 个复数宏） | 无差异 |
| 13 | inttypes.h PRI/SCN 宏族 | 不适用 | 要求 §7.8.1 | 84 个 PRI* + 70 个 SCN* 全部提供 | 无差异 |
| 14 | wchar.h 头内宏 | 不适用 | 要求 §7.24.1p3 | NULL/WCHAR_MIN/WCHAR_MAX/WEOF 齐备 | 无差异 |
| 15 | setjmp 宏/函数形态 | 允许 §7.6p3 | 允许 §7.13p3 | 函数形态 + __returns_twice 属性 | 无差异 |
| 16 | 可选：FP_FAST_FMA 系 | 不适用 | 可选 §7.12.2 | 未定义（仅性能提示，不影响符合性） | 合规 |
| 17 | 可选：_Imaginary / imaginary | 不适用 | 条件可选 §7.3.1p3 | 不支持（clang 14 无 _Imaginary） | 合规 |
| 18 | 严格模式命名空间 | 要求 §7.1.3 | 要求 §7.1.3 | strdup/asprintf 等扩展声明在严格模式仍可见 | F1（非违反，10.4） |
| 19 | char 符号性；long double 宽度 | 实现定义 | 实现定义 | char 无符号；long double==double | 合规（10.4） |
| 20 | 窄 printf 的 %S | 不适用 | 允许 §7.19.6.1p9 | 按字面字符原样输出 | 合规（10.4） |
| 21 | setlocale 未知名 | 要求返 NULL | 要求返 NULL | 返非 NULL 并回落 C locale | 合规（低危，10.4） |
10.6 前端词法/语法层
前端对标准规定的“必须诊断”项（语法规则违反、约束违反）均会产生诊断，未发现与所声明标准不一致之处。
使用时注意以下几点：
- 关键字随语言变化：
inline、restrict、_Bool、_Complex、_Imaginary在 C99 才成为关键字。同样的代码在-std=c90下可作为普通标识符，在-std=c99下则不能。 -std=c90/-std=c99不等于严格模式：//注释、long long、十六进制浮点、VLA、指定初始化器、复合字面量、__VA_ARGS__、GNUcase范围等在默认情况下会被接受；需要严格语言时须显式加-pedantic-errors。- 部分构造在 C99 下只给警告：隐式 int、隐式函数声明、重复类型限定符、存储类说明符重复、不兼容指针赋值等。标准只要求“产生诊断”，警告已满足；若需视为错误，加
-Werror或-pedantic-errors。 - 本目标不可用：
_Imaginary（C99 条件可选）与__int128不支持。
10.7 使用限制汇总
风险等级：高 —— 静默失效，程序不报错但结果或保护不符预期（最危险）｜中 —— 结果偏差，可观测但需留意｜低 —— 能力边界，如实不提供，调用即失败。
10.7.1 库功能限制
| # | 限制 | 现象 | 影响 | 规避措施 | 等级 |
|---|---|---|---|---|---|
| L1 | 流 / 文件 I/O 不可用（无文件系统） | 任何文件操作都在运行时失败 | 全部流/文件 I/O、字符 I/O 及 printf/scanf 的流版本 | 改用内存版（sprintf/snprintf/sscanf） | 低 |
| L2 | 数学错误报告缺失 | math_errhandling == 0；log(0.0) 不置 ERANGE | 不设 errno、不触发浮点异常；以二者判错会静默失效 | 禁止以 errno/FP 异常判错，改用返回值 | 高 |
| L3 | <fenv.h> 舍入方向不可用 | 无硬件 FPU；fesetround 只认 FE_TONEAREST | 固定就近偶数舍入，fetestexcept 基本恒为 0。不要依赖舍入方向或浮点异常 | 定向舍入须自行实现 | 低/中 |
| L4 | <complex.h> 超越函数精度不保证 | 复数超越函数（cacos/cpow 等）精度与 branch-cut 行为不符预期 | 精度不可预期；未定义 __STDC_IEC_559__，Annex G 不在承诺范围 | 精度敏感场合不要使用 | 中 |
| L5 | printf 族 %n 转换 | 与 10.2 G1 同源：%n 不写入目标变量 | 用 %n 累加偏移的代码会算错位置，存在缓冲区越界风险 | 禁止使用 %n | 高 |
| L6 | snprintf/sprintf 十进制舍入边界 | 末位舍入、序列点与返回值与预期不符 | 浮点转十进制在末位边界可能超出正确舍入上界 | 不要依赖最后一位；比较时留 1 ULP 余量 | 中 |
| L7 | <wchar.h> wscanf 返回值 | wscanf 返回的项数与预期不符 | 按返回值判断输入是否成功的代码不可靠 | 不依赖 wscanf 返回值 | 中 |
| L8 | rename() 缺失 | 与 10.2 G3 同源；链接期 undefined symbol: rename | 默认链接链无该符号，编译通过但链接失败 | 不使用 rename（无文件系统场景亦无从使用） | 低 |
| L9 | 宽字符流编码（G4） | %ls 静默按 %s；宽流直灌 wchar_t 原始字节 | 与其他标准工具不互认 | 不要用于对外数据交换 | 中 |
| L10 | fwide 定向 / fgetwc EOF（G5） | 无"未定向"状态；fwide 可改向；fgetwc 不置 feof() | — | 不要用 fwide(fp,0) 判断定向；判结束比较 WEOF | 中 |
关于 L2 的定性：本项即 10.2 新增的 G6。在 C99 口径下可援引 §7.12p2 / §7.12.1p5 归为「合规声明（须遵守）」；但 C90 §7.5.1 直接要求置
errno（定义域EDOM/ 值域ERANGE）且无豁免条款，故 C90 口径下为偏差 —— C90 口径下错误处理调用均不置errno。使用侧行动：C90 与 C99 模式下一律不得依赖errno/ FP 异常。
内存聚合：凡在内存中完成的格式化与解析（
sprintfsnprintfvsnprintfvsprintfsscanfvsscanf、swprintfswscanfvswscanf）均可用；凡依赖文件/流的（L1）均不可用。这一条是嵌入式使用中最需要先确认的边界。
10.7.2 前端（编译器）诊断限制
有 10 类构造在 -pedantic-errors 下仍不会产生诊断，例如混合指向（不）完整类型的指针、带 typedef 存储类的局部函数声明、位域类型违反约束、空标识符列表的原型冲突、非法结构体初始化、文件作用域的暂定定义等。
不得依赖编译器在编译期拦住这些构造，须由编码规范或静态检查兜底。此项与库实现无关。
10.8 GNU99 语言（GNU C 扩展）支持说明
本节说明
-std=gnu99相对-std=c99的差异，以及这些差异对 C 库头文件声明可见性的影响。 定位：GNU 扩展不属于 ISO C90/C99，本节为语言使用须知。
10.8.1 支持范围与默认值
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 编译器支持的 C 语言 | -std=c90、c99、c11 及对应 GNU 变体 gnu99 |
-std=gnu99 的标准等级 | 仍为 C99（__STDC_VERSION__ == 199901L），在此基础上启用 GNU 扩展 |
| 代码生成 / ABI | 与 -std=c99 一致 |
10.8.2 编译器层差异
| 项 | -std=c99 | -std=gnu99 | 说明 |
|---|---|---|---|
__STRICT_ANSI__ | 定义 | 不定义 | 两种语言下唯一的预定义宏差异 |
typeof | 普通标识符 | 关键字 | c99 下误用会先报隐式函数声明、再报语法错误，编译失败 |
asm（文件作用域） | 普通标识符 | 关键字 | c99 下报 error: expected parameter declarator；__asm__ 两种模式均可用 |
非 int 返回的 main | error | warning | 如 float main(void)：c99 拒绝，gnu99 仅告警并生成产物 |
空 __VA_ARGS__ 的 , ##（宏仅有 ... 形参） | 逗号保留 | 逗号删除 | c99 展开为 g(0,)（语法错），gnu99 展开为 g(0) |
<limits.h> 的 LONG_LONG_MIN/MAX、ULONG_LONG_MAX | 不定义 | 定义 | 编译器自带 limits.h 的非 __STRICT_ANSI__ 分支；标准宏 LLONG_MAX 两种模式都有 |
GNU 专属内建库函数 finite/finitef/finitel | 不作为内建 | 作为内建 | 非 GNU 模式下退化为普通隐式函数声明（仍可链接，因 libc.a 提供同名符号） |
-fgnu-keywords 默认值 | false | true | 两个开关相互独立，可显式覆盖（见下） |
-pedantic-errors 下对 GNU 扩展 | 拒绝 | 同样拒绝 | gnu99 不豁免 ISO 一致性检查（语句表达式 / case 范围 / 零长数组 / typeof 均报错） |
inline / restrict | 关键字 | 关键字 | 无差异（C99 关键字） |
可移植写法：
__typeof__、__asm__、__inline__、__restrict在-std=c99与-std=gnu99下均可用；需要跨标准复用时优先采用双下划线形式。
10.8.3 对 C 库头文件可见性的影响
交付的 picolibc/newlib 头文件通过 sys/features.h 判断 __STRICT_ANSI__：未定义时自动定义 _DEFAULT_SOURCE=1 与 _POSIX_C_SOURCE=202405L。因此同一份源码在不同语言下可见的库声明不同：
| 声明（示例） | -std=c99 | -std=gnu99 | 说明 |
|---|---|---|---|
alloca | 隐式声明 | 可见 | gnu99 下 stdlib.h 自动包含 <alloca.h> |
random / srandom | 隐式声明 | 可见 | |
usleep | 隐式声明 | 可见 | |
index / rindex | 隐式声明 | 可见 | |
bzero | 隐式声明 | 可见 | |
strlcpy | 隐式声明 | 可见 | |
memmem | 隐式声明 | 隐式声明 | 需显式 -D_GNU_SOURCE（加该宏后可见） |
popen | 隐式声明 | 隐式声明 | 本交付配置未声明（加 _GNU_SOURCE 后仍不可见；能力边界，与语言无关） |
strcasecmp / strncasecmp | 可见 | 可见 | 需包含 <strings.h>；语言无差异 |
在 -std=c99 下恢复声明的正确方法：
-D_DEFAULT_SOURCE=1可恢复random/srandom/usleep/index/rindex/bzero/strlcpy等；随后仅alloca、memmem、popen仍为隐式声明。alloca必须显式#include <alloca.h>——stdlib.h中的包含由#ifndef __STRICT_ANSI__控制，特征宏无法打开该分支。- 仅定义
_POSIX_C_SOURCE=200809L不足以恢复usleep/random。 memmem等 GNU 专属接口需-D_GNU_SOURCE。
注意：风险提示（隐式声明）：本工具链（clang 14.0.6）中隐式函数声明仅产生 warning、不中止编译。
alloca会被推断为返回int，与void*类型不匹配（产生incompatible integer to pointer conversion诊断）；更一般地，任何隐式声明都会按int返回值处理，可能造成未定义行为。使用方应检查编译日志，或启用-Werror=implicit-function-declaration；不能把"编译成功"当作头文件已正确包含的依据。
10.8.4 使用须知
- 显式指定语言：产品构建应固定写入
-std=c99或-std=gnu99，不要依赖默认值。 - ISO 可追溯场景：使用
-std=c99；确需 POSIX/GNU 接口时，按 10.8.3 显式定义特性宏并包含对应头文件。 - 使用 GNU 扩展的场景：GNU 扩展（
typeof/asm/语句表达式/case 范围/零长数组等）不属于 ISO C，须纳入编码规范与静态检查；功能安全项目中应单独评估并纳入验证范围。 -pedantic-errors仍然有效：-std=gnu99不表示放弃 ISO 一致性诊断；启用该选项时 GNU 扩展会被拒绝。