談談為 Linux 內核寫驅動的編碼規范

2015-07-30 10:51:42

最近在向Linux內核提交一些驅動程序，在提交的過程中，發現自己的代碼離Linux內核的coding style要求還是差很多。當初自己對內核文檔里的CodingStyle一文只是粗略的瀏覽，真正寫代碼的時候在很多細節上會照顧不周。不過，在不遵守規則的程序員隊伍里，我并不是孤獨的。

最近在向Linux內核提交一些驅動程序，在提交的過程中，發現自己的代碼離Linux內核的coding style要求還是差很多。當初自己對內核文檔里的CodingStyle一文只是粗略的瀏覽，真正寫代碼的時候在很多細節上會照顧不周。不過，在不遵守規則的程序員隊伍里，我并不是孤獨的。如果去看drivers/staging下的代碼，就會發現很多驅動程序都沒有嚴格遵守內核的coding style，而且在很多驅動程序的TODO文件里，都會把"checkpatch.pl fixes"作為自己的目標之一（checkpatch.pl是用來檢查代碼是否符合coding style的腳本）。

不可否認，coding style是仁者見仁、智者見智的事情。比如Microsoft所推崇的匈牙利命名法，在Linus看來就是及其腦殘(brain damaged)的做法。也許您并不贊成Linus制定的coding style，但在提交內核驅動這件事上，***還是以大局為重。對于這么一個龐大的集市式的開發來說，隨意書寫代碼必將帶來嚴重的可維護性的災難。

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（題圖來自：mota.ru）

一些輔助工具

當代碼量達到一定程度時，手動去檢查和修改coding style是非常繁瑣的工作，幸好，我們還有一些工具可以使用。

scripts/checkpatch.pl

這是一個檢查代碼是否符合內核編碼規范的的腳本。顧名思義，checkpatch是用來檢查patch的，默認的調用也確實如此。如果用來檢查原文件，需要加上“-f”的選項。

我們來看一段無聊的代碼(文件名為print_msg.c)：

void print_msg(int a)
{
    switch (a) {
        case 1:
            printf("a == 1\n");
            break;
 
        case 2:
            printf("a == 2\n");
            break;
    }
}

這段代碼的coding style是否有問題呢？用checkpatch.pl來檢查一下：

scripts/checkpatch.pl -f  print_msg.c

檢查的結果是：

ERROR: switch and case should be at the same indent
#3: FILE: switch.c:3:
+       switch (a) {
+               case 1:
[...]
+               case 2:
 
total: 1 errors, 0 warnings, 12 lines checked
 
switch.c has style problems, please review.  If any of these errors
are false positives report them to the maintainer, see
CHECKPATCH in MAINTAINERS.

在Linux內核的coding style里，switch和case要求有相同的縮進。本例的代碼很少，錯誤也只有這一個，手動修改很方便。如果類似的縮緊錯誤很多怎么辦？

scripts/Lindent

scripts目錄下的工具Lindent可以用來自動修改縮進問題。提醒一下，使用Lindent要求系統安裝indent這個工具。

對于上面這個例子，執行Lindent命令：

scripts/Lindent print_msg.c

得到的新代碼是：

void print_msg(int a)
{
    switch (a) {
    case 1:
        printf("a == 1\n");
        break;
 
    case 2:
        printf("a == 2\n");
        break;
    }
}

sed

sed是一個流編輯器，其強大的功能可以幫助我們處理很多重復性的工作。比如，Linux內核的coding style要求，行尾不能有空格（包括Tab），去除這些空格就可以借助sed。

我自己的習慣很差，經常在代碼的行尾留下一些空格。比如一行代碼過長需要換行時，總是下意識的在換行的地方敲一個空格。另外，我常用的編輯器之一的Kate，為了對齊的需要，經常在空行的前面留上幾個縮進的Tab（如下圖）。

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手動去除這些行尾的空格是一件頭大的事情，但對于sed來說不過是舉手之勞。命令格式如下：

sed 's/[ \t]*$//g' your_code.c

一些需要注意的代碼風格

縮進

1、除了注釋、文檔和Kconfig之外，使用Tab縮進，而不是空格，并且Tab的寬度為8個字符；

2、switch ... case ...語句中，switch和case具有相同的縮進（參考上文）；

花括號

3、花括號的使用參考K&R風格。

如果是函數，左花括號另起一行：

int function(int x)
{
        body of function
}

否則，花括號緊接在語句的***：

if (x is true) {
        we do y
}

如果只有一行語句，則不需要用花括號：

if (condition)
        action();

但是，對于條件語句來說，如果一個分支是一行語句，另一個分支是多行，則需要保持一致，使用花括號：

if (condition) {
        do_this();
        do_that();
} else {
        otherwise();
}

空格

4、在關鍵字“if, switch, case, for, do, while”之后需要加上空格，如：

if (something)

5、在關鍵字“sizeof, typeof, alignof, or __attribute__”之后不要加空格，如：

sizeof(struct file)

6、在括號里的表達式兩邊不要加空格，比如，下面是一個反面的例子：

sizeof( struct file )

7、大多說的二元和三元運算符兩邊需要空格，如“= + - < > * / % | & ^ <= >= == != ? :”；

8、一元運算符后面不要空格，如“& * + - ~ ! sizeof typeof alignof __attribute__ defined”；

9、在前綴自增自減運算符之后和后綴自增自減運算符之前不需要空格（“++”和“--”）；

10、結構成員運算符（“.”和“->”）的兩邊不需要空格；

11、行尾不需要空格；

注釋

12、使用C89的“/* ... */”風格而不是C99的“// ...”風格；

13、對于多行注釋，可以參考下例：

/*
* This is the preferred style for multi-line
* comments in the Linux kernel source code.
* Please use it consistently.
*
* Description: A column of asterisks on the left side,
* with beginning and ending almost-blank lines.
*/

Kconfig

14、“config”定義下面的語句用Tab縮進，help下面的語句再額外縮進兩個空格，如：

config AUDIT
        bool "Auditing support"
        depends on NET
        help
          Enable auditing infrastructure that can be used with another
          kernel subsystem, such as SELinux (which requires this for
          logging of avc messages output). Does not do system-call
          auditing without CONFIG_AUDITSYSCALL.

宏

15、多行的宏定義需要用“do .. while”封裝，如：

#define macrofun(a, b, c)               \
do {                                    \
        if (a == 5)                     \
                do_this(b, c);          \
} while (0)