C11 / TERMINAL CODING AGENT

C Agent

从一句指令，到实际执行。
用 C 构建终端编程智能体，让模型读写代码、执行命令，并在多轮工具调用中完成任务。

探索系统设计阅读项目报告

THE AGENT LOOP

帮我编写、编译并运行一个 C 程序

Agent RuntimeReason. Act. Observe.

agent.c

模型决策工具调用结果回传

LLM生成下一步行动

文件 / Shell

Context持续更新任务状态

工具结果写回上下文，继续下一轮

ReAct execution cycleC11 + POSIX

项目背景上海交通大学 · CS2313

作者Hengtao Wu

核心实现C11 / pthread / POSIX

完成时间2026.06

一个能行动，也能接续工作的 Agent。

从基础工具调用出发，逐步补齐长任务需要的状态、记忆与协作能力。

自然语言驱动的编程闭环

读取代码、修改文件、执行 Shell，将工具结果返回模型，继续判断下一步行动。

理解任务调用工具观察结果

并行探索，汇总结果

只读工具批次并发执行；子智能体使用独立上下文处理后台任务。

把状态留在磁盘上

会话可恢复，记忆跨会话保留。大型工具输出卸载后，仍可按路径取回。

16 个内置工具6 类项目记忆2 种上下文回收策略查看工具注册表

INSIDE THE RUNTIME

把操作系统思想，
放进 Agent 运行时。

如何调度、如何回收、如何恢复，是这个项目的核心设计问题。

并发执行，按序返回。

当同一批工具全部为只读操作时，通过 pthread 并发执行。只要包含写操作或未知工具，整批就回退到串行。

每个线程写入独立结果槽，主线程等待完成后，按原始请求顺序组装结果，保持工具调用与回复一一对应。

设计取舍用保守的调度规则，换取清晰、可检查的执行语义。

阅读 executor.c

READ-ONLY BATCH

01read_fileagent.c

02read_fileexecutor.c

03read_filecontext.c

pthread_join()等待全部完成

result[0]result[1]result[2]

执行可以并发，返回保持请求顺序。

移出窗口，保留找回的路径。

工具输出过大时，先把完整内容写入会话独立的 offload 目录，在对话中保留预览、文件路径与恢复提示。

当卸载策略无法继续有效回收时，再通过 LLM 将旧对话整理成结构化摘要，保留任务目标、已完成工作和下一步。

设计取舍优先保留原始信息，再压缩历史；用磁盘引用维持可追溯性。

阅读 policy_offload.c

CONTEXT RECLAMATION

大型工具输出offload/0.txt

[OFFLOADED_TOOL_OUTPUT]preview + path + recovery需要原文时，通过 read_file 取回

结构化历史摘要

GoalCompletedNext Steps

MANIFEST.md 记录来源与文件索引。

保存对话，也保存有用的知识。

会话用 append-only 日志记录新增消息，定期写入 checkpoint。恢复时加载快照，再重放后续日志。

长期记忆另存为六类 Markdown 文件。新会话只注入 preference 和 fact，其余知识通过 recall 按需查询。

设计取舍把对话历史与长期知识分开，让状态既可恢复，也便于人工检查。

阅读 session.c

DURABLE STATE

checkpoint.json完整快照

log.jsonl增量日志

memory/

pattern.mdpreference.mdarchitecture.mdbug.mdworkflow.mdfact.md

蓝色项在新 Agent 创建时注入提示词。

在真实终端中工作。

工具执行状态与 Markdown 回复，让每一轮操作都有清晰的反馈。

C Agent 实际运行截图：终端中显示工具输出，以及包含标题、表格和中文内容的 Markdown 回复。 — 实际运行截图，摘自项目附录。点击查看原图。

执行过程

知道它正在做什么

实时显示思考状态、工具执行结果和耗时。独立渲染线程统一管理动态输出。

对话之后

下次继续，而非重新开始

通过 /session 恢复历史会话；用 /remember 保存值得长期保留的信息。

查看完整演示附录

从课程框架，到持续可用的系统。

基于课程提供的基础框架，完成核心功能，并围绕实际使用扩展系统能力。

我的实现与实践

这个项目的重点，是把多个功能组织成能够协同工作的运行时，并处理它们之间的状态与同步问题。

查看实现历程

课程核心

打通完整执行链路

完成 Shell 工具、ReAct 循环、注册表与并发执行器，并实现上下文卸载和摘要策略。

agent/ · tools/ · context/

功能扩展

让任务拥有历史与记忆

加入会话恢复、分类记忆、按需加载的 Skills、后台子智能体，以及联网工具。

core/session.c · core/memory.c · core/skills.c

工程打磨

处理模块之间的相互影响

隔离不同会话的卸载文件，避免恢复内容被再次卸载；同步终端输出，并在 JSON 序列化前清理非法 UTF-8。

context/policy_offload.c · ui/ · agent/llm_client.c

当前边界，也指向下一步

上下文预算使用字符数估算 token，后续可接入真实 tokenizer 并纳入完整请求开销。

交互体验模型回复目前整段返回，后续可加入流式输出和端到端评测。

执行边界文件工具有路径检查，Shell 使用危险命令过滤；尚未实现进程级沙箱隔离。

继续深入。

实现细节、运行方式与设计记录，都在项目中。

运行 C Agent环境配置、编译步骤与工具说明