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OSCL-LXR

 
 

    


0001 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
0002 
0003 .. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst
0004 
0005 :Original: :ref:`Documentation/process/coding-style.rst <codingstyle>`
0006 
0007 .. _tw_codingstyle:
0008 
0009 譯者::
0010 
0011   中文版維護者: 張樂 Zhang Le <r0bertz@gentoo.org>
0012   中文版翻譯者: 張樂 Zhang Le <r0bertz@gentoo.org>
0013   中文版校譯者: 王聰 Wang Cong <xiyou.wangcong@gmail.com>
0014                  wheelz <kernel.zeng@gmail.com>
0015                  管旭東 Xudong Guan <xudong.guan@gmail.com>
0016                  Li Zefan <lizf@cn.fujitsu.com>
0017                  Wang Chen <wangchen@cn.fujitsu.com>
0018                  Hu Haowen <src.res@email.cn>
0019 
0020 Linux 內核代碼風格
0021 =========================
0022 
0023 這是一個簡短的文檔,描述了 linux 內核的首選代碼風格。代碼風格是因人而異的,
0024 而且我不願意把自己的觀點強加給任何人,但這就像我去做任何事情都必須遵循的原則
0025 那樣,我也希望在絕大多數事上保持這種的態度。請 (在寫代碼時) 至少考慮一下這裡
0026 的代碼風格。
0027 
0028 首先,我建議你列印一份 GNU 代碼規範,然後不要讀。燒了它,這是一個具有重大象徵
0029 性意義的動作。
0030 
0031 不管怎樣,現在我們開始:
0032 
0033 
0034 1) 縮進
0035 --------------
0036 
0037 制表符是 8 個字符,所以縮進也是 8 個字符。有些異端運動試圖將縮進變爲 4 (甚至
0038 2!) 字符深,這幾乎相當於嘗試將圓周率的值定義爲 3。
0039 
0040 理由:縮進的全部意義就在於清楚的定義一個控制塊起止於何處。尤其是當你盯著你的
0041 屏幕連續看了 20 小時之後,你將會發現大一點的縮進會使你更容易分辨縮進。
0042 
0043 現在,有些人會抱怨 8 個字符的縮進會使代碼向右邊移動的太遠,在 80 個字符的終端
0044 屏幕上就很難讀這樣的代碼。這個問題的答案是,如果你需要 3 級以上的縮進,不管用
0045 何種方式你的代碼已經有問題了,應該修正你的程序。
0046 
0047 簡而言之,8 個字符的縮進可以讓代碼更容易閱讀,還有一個好處是當你的函數嵌套太
0048 深的時候可以給你警告。留心這個警告。
0049 
0050 在 switch 語句中消除多級縮進的首選的方式是讓 ``switch`` 和從屬於它的 ``case``
0051 標籤對齊於同一列,而不要 ``兩次縮進`` ``case`` 標籤。比如:
0052 
0053 .. code-block:: c
0054 
0055         switch (suffix) {
0056         case 'G':
0057         case 'g':
0058                 mem <<= 30;
0059                 break;
0060         case 'M':
0061         case 'm':
0062                 mem <<= 20;
0063                 break;
0064         case 'K':
0065         case 'k':
0066                 mem <<= 10;
0067                 fallthrough;
0068         default:
0069                 break;
0070         }
0071 
0072 不要把多個語句放在一行里,除非你有什麼東西要隱藏:
0073 
0074 .. code-block:: c
0075 
0076         if (condition) do_this;
0077           do_something_everytime;
0078 
0079 也不要在一行里放多個賦值語句。內核代碼風格超級簡單。就是避免可能導致別人誤讀
0080 的表達式。
0081 
0082 除了注釋、文檔和 Kconfig 之外,不要使用空格來縮進,前面的例子是例外,是有意爲
0083 之。
0084 
0085 選用一個好的編輯器,不要在行尾留空格。
0086 
0087 
0088 2) 把長的行和字符串打散
0089 ------------------------------
0090 
0091 代碼風格的意義就在於使用平常使用的工具來維持代碼的可讀性和可維護性。
0092 
0093 每一行的長度的限制是 80 列,我們強烈建議您遵守這個慣例。
0094 
0095 長於 80 列的語句要打散成有意義的片段。除非超過 80 列能顯著增加可讀性,並且不
0096 會隱藏信息。子片段要明顯短於母片段,並明顯靠右。這同樣適用於有著很長參數列表
0097 的函數頭。然而,絕對不要打散對用戶可見的字符串,例如 printk 信息,因爲這樣就
0098 很難對它們 grep。
0099 
0100 
0101 3) 大括號和空格的放置
0102 ------------------------------
0103 
0104 C 語言風格中另外一個常見問題是大括號的放置。和縮進大小不同,選擇或棄用某种放
0105 置策略並沒有多少技術上的原因,不過首選的方式,就像 Kernighan 和 Ritchie 展示
0106 給我們的,是把起始大括號放在行尾,而把結束大括號放在行首,所以:
0107 
0108 .. code-block:: c
0109 
0110         if (x is true) {
0111                 we do y
0112         }
0113 
0114 這適用於所有的非函數語句塊 (if, switch, for, while, do)。比如:
0115 
0116 .. code-block:: c
0117 
0118         switch (action) {
0119         case KOBJ_ADD:
0120                 return "add";
0121         case KOBJ_REMOVE:
0122                 return "remove";
0123         case KOBJ_CHANGE:
0124                 return "change";
0125         default:
0126                 return NULL;
0127         }
0128 
0129 不過,有一個例外,那就是函數:函數的起始大括號放置於下一行的開頭,所以:
0130 
0131 .. code-block:: c
0132 
0133         int function(int x)
0134         {
0135                 body of function
0136         }
0137 
0138 全世界的異端可能會抱怨這個不一致性是... 呃... 不一致的,不過所有思維健全的人
0139 都知道 (a) K&R 是 **正確的** 並且 (b) K&R 是正確的。此外,不管怎樣函數都是特
0140 殊的 (C 函數是不能嵌套的)。
0141 
0142 注意結束大括號獨自占據一行,除非它後面跟著同一個語句的剩餘部分,也就是 do 語
0143 句中的 "while" 或者 if 語句中的 "else",像這樣:
0144 
0145 .. code-block:: c
0146 
0147         do {
0148                 body of do-loop
0149         } while (condition);
0150 
01510152 
0153 .. code-block:: c
0154 
0155         if (x == y) {
0156                 ..
0157         } else if (x > y) {
0158                 ...
0159         } else {
0160                 ....
0161         }
0162 
0163 理由:K&R。
0164 
0165 也請注意這種大括號的放置方式也能使空 (或者差不多空的) 行的數量最小化,同時不
0166 失可讀性。因此,由於你的屏幕上的新行是不可再生資源 (想想 25 行的終端屏幕),你
0167 將會有更多的空行來放置注釋。
0168 
0169 當只有一個單獨的語句的時候,不用加不必要的大括號。
0170 
0171 .. code-block:: c
0172 
0173         if (condition)
0174                 action();
0175 
01760177 
0178 .. code-block:: c
0179 
0180         if (condition)
0181                 do_this();
0182         else
0183                 do_that();
0184 
0185 這並不適用於只有一個條件分支是單語句的情況;這時所有分支都要使用大括號:
0186 
0187 .. code-block:: c
0188 
0189         if (condition) {
0190                 do_this();
0191                 do_that();
0192         } else {
0193                 otherwise();
0194         }
0195 
0196 3.1) 空格
0197 ********************
0198 
0199 Linux 內核的空格使用方式 (主要) 取決於它是用於函數還是關鍵字。(大多數) 關鍵字
0200 後要加一個空格。值得注意的例外是 sizeof, typeof, alignof 和 __attribute__,這
0201 些關鍵字某些程度上看起來更像函數 (它們在 Linux 里也常常伴隨小括號而使用,儘管
0202 在 C 里這樣的小括號不是必需的,就像 ``struct fileinfo info;`` 聲明過後的
0203 ``sizeof info``)。
0204 
0205 所以在這些關鍵字之後放一個空格::
0206 
0207         if, switch, case, for, do, while
0208 
0209 但是不要在 sizeof, typeof, alignof 或者 __attribute__ 這些關鍵字之後放空格。
0210 例如,
0211 
0212 .. code-block:: c
0213 
0214         s = sizeof(struct file);
0215 
0216 不要在小括號里的表達式兩側加空格。這是一個 **反例** :
0217 
0218 .. code-block:: c
0219 
0220         s = sizeof( struct file );
0221 
0222 當聲明指針類型或者返回指針類型的函數時, ``*`` 的首選使用方式是使之靠近變量名
0223 或者函數名,而不是靠近類型名。例子:
0224 
0225 .. code-block:: c
0226 
0227         char *linux_banner;
0228         unsigned long long memparse(char *ptr, char **retptr);
0229         char *match_strdup(substring_t *s);
0230 
0231 在大多數二元和三元操作符兩側使用一個空格,例如下面所有這些操作符::
0232 
0233         =  +  -  <  >  *  /  %  |  &  ^  <=  >=  ==  !=  ?  :
0234 
0235 但是一元操作符後不要加空格::
0236 
0237         &  *  +  -  ~  !  sizeof  typeof  alignof  __attribute__  defined
0238 
0239 後綴自加和自減一元操作符前不加空格::
0240 
0241         ++  --
0242 
0243 前綴自加和自減一元操作符後不加空格::
0244 
0245         ++  --
0246 
0247 ``.`` 和 ``->`` 結構體成員操作符前後不加空格。
0248 
0249 不要在行尾留空白。有些可以自動縮進的編輯器會在新行的行首加入適量的空白,然後
0250 你就可以直接在那一行輸入代碼。不過假如你最後沒有在那一行輸入代碼,有些編輯器
0251 就不會移除已經加入的空白,就像你故意留下一個只有空白的行。包含行尾空白的行就
0252 這樣產生了。
0253 
0254 當 git 發現補丁包含了行尾空白的時候會警告你,並且可以應你的要求去掉行尾空白;
0255 不過如果你是正在打一系列補丁,這樣做會導致後面的補丁失敗,因爲你改變了補丁的
0256 上下文。
0257 
0258 
0259 4) 命名
0260 ------------------------------
0261 
0262 C 是一個簡樸的語言,你的命名也應該這樣。和 Modula-2 和 Pascal 程式設計師不同,
0263 C 程式設計師不使用類似 ThisVariableIsATemporaryCounter 這樣華麗的名字。C 程式設計師會
0264 稱那個變量爲 ``tmp`` ,這樣寫起來會更容易,而且至少不會令其難於理解。
0265 
0266 不過,雖然混用大小寫的名字是不提倡使用的,但是全局變量還是需要一個具描述性的
0267 名字。稱一個全局函數爲 ``foo`` 是一個難以饒恕的錯誤。
0268 
0269 全局變量 (只有當你 **真正** 需要它們的時候再用它) 需要有一個具描述性的名字,就
0270 像全局函數。如果你有一個可以計算活動用戶數量的函數,你應該叫它
0271 ``count_active_users()`` 或者類似的名字,你不應該叫它 ``cntuser()`` 。
0272 
0273 在函數名中包含函數類型 (所謂的匈牙利命名法) 是腦子出了問題——編譯器知道那些類
0274 型而且能夠檢查那些類型,這樣做只能把程式設計師弄糊塗了。難怪微軟總是製造出有問題
0275 的程序。
0276 
0277 本地變量名應該簡短,而且能夠表達相關的含義。如果你有一些隨機的整數型的循環計
0278 數器,它應該被稱爲 ``i`` 。叫它 ``loop_counter`` 並無益處,如果它沒有被誤解的
0279 可能的話。類似的, ``tmp`` 可以用來稱呼任意類型的臨時變量。
0280 
0281 如果你怕混淆了你的本地變量名,你就遇到另一個問題了,叫做函數增長荷爾蒙失衡綜
0282 合症。請看第六章 (函數)。
0283 
0284 
0285 5) Typedef
0286 -----------
0287 
0288 不要使用類似 ``vps_t`` 之類的東西。
0289 
0290 對結構體和指針使用 typedef 是一個 **錯誤** 。當你在代碼里看到:
0291 
0292 .. code-block:: c
0293 
0294         vps_t a;
0295 
0296 這代表什麼意思呢?
0297 
0298 相反,如果是這樣
0299 
0300 .. code-block:: c
0301 
0302         struct virtual_container *a;
0303 
0304 你就知道 ``a`` 是什麼了。
0305 
0306 很多人認爲 typedef ``能提高可讀性`` 。實際不是這樣的。它們只在下列情況下有用:
0307 
0308  (a) 完全不透明的對象 (這種情況下要主動使用 typedef 來 **隱藏** 這個對象實際上
0309      是什麼)。
0310 
0311      例如: ``pte_t`` 等不透明對象,你只能用合適的訪問函數來訪問它們。
0312 
0313      .. note::
0314 
0315        不透明性和 "訪問函數" 本身是不好的。我們使用 pte_t 等類型的原因在於真
0316        的是完全沒有任何共用的可訪問信息。
0317 
0318  (b) 清楚的整數類型,如此,這層抽象就可以 **幫助** 消除到底是 ``int`` 還是
0319      ``long`` 的混淆。
0320 
0321      u8/u16/u32 是完全沒有問題的 typedef,不過它們更符合類別 (d) 而不是這裡。
0322 
0323      .. note::
0324 
0325        要這樣做,必須事出有因。如果某個變量是 ``unsigned long`` ,那麼沒有必要
0326 
0327         typedef unsigned long myflags_t;
0328 
0329      不過如果有一個明確的原因,比如它在某種情況下可能會是一個 ``unsigned int``
0330      而在其他情況下可能爲 ``unsigned long`` ,那麼就不要猶豫,請務必使用
0331      typedef。
0332 
0333  (c) 當你使用 sparse 按字面的創建一個 **新** 類型來做類型檢查的時候。
0334 
0335  (d) 和標準 C99 類型相同的類型,在某些例外的情況下。
0336 
0337      雖然讓眼睛和腦筋來適應新的標準類型比如 ``uint32_t`` 不需要花很多時間,可
0338      是有些人仍然拒絕使用它們。
0339 
0340      因此,Linux 特有的等同於標準類型的 ``u8/u16/u32/u64`` 類型和它們的有符號
0341      類型是被允許的——儘管在你自己的新代碼中,它們不是強制要求要使用的。
0342 
0343      當編輯已經使用了某個類型集的已有代碼時,你應該遵循那些代碼中已經做出的選
0344      擇。
0345 
0346  (e) 可以在用戶空間安全使用的類型。
0347 
0348      在某些用戶空間可見的結構體裡,我們不能要求 C99 類型而且不能用上面提到的
0349      ``u32`` 類型。因此,我們在與用戶空間共享的所有結構體中使用 __u32 和類似
0350      的類型。
0351 
0352 可能還有其他的情況,不過基本的規則是 **永遠不要** 使用 typedef,除非你可以明
0353 確的應用上述某個規則中的一個。
0354 
0355 總的來說,如果一個指針或者一個結構體裡的元素可以合理的被直接訪問到,那麼它們
0356 就不應該是一個 typedef。
0357 
0358 
0359 6) 函數
0360 ------------------------------
0361 
0362 函數應該簡短而漂亮,並且只完成一件事情。函數應該可以一屏或者兩屏顯示完 (我們
0363 都知道 ISO/ANSI 屏幕大小是 80x24),只做一件事情,而且把它做好。
0364 
0365 一個函數的最大長度是和該函數的複雜度和縮進級數成反比的。所以,如果你有一個理
0366 論上很簡單的只有一個很長 (但是簡單) 的 case 語句的函數,而且你需要在每個 case
0367 里做很多很小的事情,這樣的函數儘管很長,但也是可以的。
0368 
0369 不過,如果你有一個複雜的函數,而且你懷疑一個天分不是很高的高中一年級學生可能
0370 甚至搞不清楚這個函數的目的,你應該嚴格遵守前面提到的長度限制。使用輔助函數,
0371 並爲之取個具描述性的名字 (如果你覺得它們的性能很重要的話,可以讓編譯器內聯它
0372 們,這樣的效果往往會比你寫一個複雜函數的效果要好。)
0373 
0374 函數的另外一個衡量標準是本地變量的數量。此數量不應超過 5-10 個,否則你的函數
0375 就有問題了。重新考慮一下你的函數,把它分拆成更小的函數。人的大腦一般可以輕鬆
0376 的同時跟蹤 7 個不同的事物,如果再增多的話,就會糊塗了。即便你聰穎過人,你也可
0377 能會記不清你 2 個星期前做過的事情。
0378 
0379 在源文件里,使用空行隔開不同的函數。如果該函數需要被導出,它的 **EXPORT** 宏
0380 應該緊貼在它的結束大括號之下。比如:
0381 
0382 .. code-block:: c
0383 
0384         int system_is_up(void)
0385         {
0386                 return system_state == SYSTEM_RUNNING;
0387         }
0388         EXPORT_SYMBOL(system_is_up);
0389 
0390 在函數原型中,包含函數名和它們的數據類型。雖然 C 語言裡沒有這樣的要求,在
0391 Linux 里這是提倡的做法,因爲這樣可以很簡單的給讀者提供更多的有價值的信息。
0392 
0393 
0394 7) 集中的函數退出途徑
0395 ------------------------------
0396 
0397 雖然被某些人聲稱已經過時,但是 goto 語句的等價物還是經常被編譯器所使用,具體
0398 形式是無條件跳轉指令。
0399 
0400 當一個函數從多個位置退出,並且需要做一些類似清理的常見操作時,goto 語句就很方
0401 便了。如果並不需要清理操作,那麼直接 return 即可。
0402 
0403 選擇一個能夠說明 goto 行爲或它爲何存在的標籤名。如果 goto 要釋放 ``buffer``,
0404 一個不錯的名字可以是 ``out_free_buffer:`` 。別去使用像 ``err1:`` 和 ``err2:``
0405 這樣的GW_BASIC 名稱,因爲一旦你添加或刪除了 (函數的) 退出路徑,你就必須對它們
0406 重新編號,這樣會難以去檢驗正確性。
0407 
0408 使用 goto 的理由是:
0409 
0410 - 無條件語句容易理解和跟蹤
0411 - 嵌套程度減小
0412 - 可以避免由於修改時忘記更新個別的退出點而導致錯誤
0413 - 讓編譯器省去刪除冗餘代碼的工作 ;)
0414 
0415 .. code-block:: c
0416 
0417         int fun(int a)
0418         {
0419                 int result = 0;
0420                 char *buffer;
0421 
0422                 buffer = kmalloc(SIZE, GFP_KERNEL);
0423                 if (!buffer)
0424                         return -ENOMEM;
0425 
0426                 if (condition1) {
0427                         while (loop1) {
0428                                 ...
0429                         }
0430                         result = 1;
0431                         goto out_free_buffer;
0432                 }
0433                 ...
0434         out_free_buffer:
0435                 kfree(buffer);
0436                 return result;
0437         }
0438 
0439 一個需要注意的常見錯誤是 ``一個 err 錯誤`` ,就像這樣:
0440 
0441 .. code-block:: c
0442 
0443         err:
0444                 kfree(foo->bar);
0445                 kfree(foo);
0446                 return ret;
0447 
0448 這段代碼的錯誤是,在某些退出路徑上 ``foo`` 是 NULL。通常情況下,通過把它分離
0449 成兩個錯誤標籤 ``err_free_bar:`` 和 ``err_free_foo:`` 來修復這個錯誤:
0450 
0451 .. code-block:: c
0452 
0453          err_free_bar:
0454                 kfree(foo->bar);
0455          err_free_foo:
0456                 kfree(foo);
0457                 return ret;
0458 
0459 理想情況下,你應該模擬錯誤來測試所有退出路徑。
0460 
0461 
0462 8) 注釋
0463 ------------------------------
0464 
0465 注釋是好的,不過有過度注釋的危險。永遠不要在注釋里解釋你的代碼是如何運作的:
0466 更好的做法是讓別人一看你的代碼就可以明白,解釋寫的很差的代碼是浪費時間。
0467 
0468 一般的,你想要你的注釋告訴別人你的代碼做了什麼,而不是怎麼做的。也請你不要把
0469 注釋放在一個函數體內部:如果函數複雜到你需要獨立的注釋其中的一部分,你很可能
0470 需要回到第六章看一看。你可以做一些小注釋來註明或警告某些很聰明 (或者槽糕) 的
0471 做法,但不要加太多。你應該做的,是把注釋放在函數的頭部,告訴人們它做了什麼,
0472 也可以加上它做這些事情的原因。
0473 
0474 當注釋內核 API 函數時,請使用 kernel-doc 格式。請看
0475 Documentation/doc-guide/ 和 scripts/kernel-doc 以獲得詳細信息。
0476 
0477 長 (多行) 注釋的首選風格是:
0478 
0479 .. code-block:: c
0480 
0481         /*
0482          * This is the preferred style for multi-line
0483          * comments in the Linux kernel source code.
0484          * Please use it consistently.
0485          *
0486          * Description:  A column of asterisks on the left side,
0487          * with beginning and ending almost-blank lines.
0488          */
0489 
0490 對於在 net/ 和 drivers/net/ 的文件,首選的長 (多行) 注釋風格有些不同。
0491 
0492 .. code-block:: c
0493 
0494         /* The preferred comment style for files in net/ and drivers/net
0495          * looks like this.
0496          *
0497          * It is nearly the same as the generally preferred comment style,
0498          * but there is no initial almost-blank line.
0499          */
0500 
0501 注釋數據也是很重要的,不管是基本類型還是衍生類型。爲了方便實現這一點,每一行
0502 應只聲明一個數據 (不要使用逗號來一次聲明多個數據)。這樣你就有空間來爲每個數據
0503 寫一段小注釋來解釋它們的用途了。
0504 
0505 
0506 9) 你已經把事情弄糟了
0507 ------------------------------
0508 
0509 這沒什麼,我們都是這樣。可能你的使用了很長時間 Unix 的朋友已經告訴你
0510 ``GNU emacs`` 能自動幫你格式化 C 原始碼,而且你也注意到了,確實是這樣,不過它
0511 所使用的默認值和我們想要的相去甚遠 (實際上,甚至比隨機打的還要差——無數個猴子
0512 在 GNU emacs 里打字永遠不會創造出一個好程序) (譯註:Infinite Monkey Theorem)
0513 
0514 所以你要麼放棄 GNU emacs,要麼改變它讓它使用更合理的設定。要採用後一個方案,
0515 你可以把下面這段粘貼到你的 .emacs 文件里。
0516 
0517 .. code-block:: none
0518 
0519   (defun c-lineup-arglist-tabs-only (ignored)
0520     "Line up argument lists by tabs, not spaces"
0521     (let* ((anchor (c-langelem-pos c-syntactic-element))
0522            (column (c-langelem-2nd-pos c-syntactic-element))
0523            (offset (- (1+ column) anchor))
0524            (steps (floor offset c-basic-offset)))
0525       (* (max steps 1)
0526          c-basic-offset)))
0527 
0528   (dir-locals-set-class-variables
0529    'linux-kernel
0530    '((c-mode . (
0531           (c-basic-offset . 8)
0532           (c-label-minimum-indentation . 0)
0533           (c-offsets-alist . (
0534                   (arglist-close         . c-lineup-arglist-tabs-only)
0535                   (arglist-cont-nonempty .
0536                       (c-lineup-gcc-asm-reg c-lineup-arglist-tabs-only))
0537                   (arglist-intro         . +)
0538                   (brace-list-intro      . +)
0539                   (c                     . c-lineup-C-comments)
0540                   (case-label            . 0)
0541                   (comment-intro         . c-lineup-comment)
0542                   (cpp-define-intro      . +)
0543                   (cpp-macro             . -1000)
0544                   (cpp-macro-cont        . +)
0545                   (defun-block-intro     . +)
0546                   (else-clause           . 0)
0547                   (func-decl-cont        . +)
0548                   (inclass               . +)
0549                   (inher-cont            . c-lineup-multi-inher)
0550                   (knr-argdecl-intro     . 0)
0551                   (label                 . -1000)
0552                   (statement             . 0)
0553                   (statement-block-intro . +)
0554                   (statement-case-intro  . +)
0555                   (statement-cont        . +)
0556                   (substatement          . +)
0557                   ))
0558           (indent-tabs-mode . t)
0559           (show-trailing-whitespace . t)
0560           ))))
0561 
0562   (dir-locals-set-directory-class
0563    (expand-file-name "~/src/linux-trees")
0564    'linux-kernel)
0565 
0566 這會讓 emacs 在 ``~/src/linux-trees`` 下的 C 源文件獲得更好的內核代碼風格。
0567 
0568 不過就算你嘗試讓 emacs 正確的格式化代碼失敗了,也並不意味著你失去了一切:還可
0569 以用 ``indent`` 。
0570 
0571 不過,GNU indent 也有和 GNU emacs 一樣有問題的設定,所以你需要給它一些命令選
0572 項。不過,這還不算太糟糕,因爲就算是 GNU indent 的作者也認同 K&R 的權威性
0573 (GNU 的人並不是壞人,他們只是在這個問題上被嚴重的誤導了),所以你只要給 indent
0574 指定選項 ``-kr -i8`` (代表 ``K&R,8 字符縮進``),或使用 ``scripts/Lindent``
0575 這樣就可以以最時髦的方式縮進原始碼。
0576 
0577 ``indent`` 有很多選項,特別是重新格式化注釋的時候,你可能需要看一下它的手冊。
0578 不過記住: ``indent`` 不能修正壞的編程習慣。
0579 
0580 
0581 10) Kconfig 配置文件
0582 ------------------------------
0583 
0584 對於遍布源碼樹的所有 Kconfig* 配置文件來說,它們縮進方式有所不同。緊挨著
0585 ``config`` 定義的行,用一個制表符縮進,然而 help 信息的縮進則額外增加 2 個空
0586 格。舉個例子::
0587 
0588   config AUDIT
0589         bool "Auditing support"
0590         depends on NET
0591         help
0592           Enable auditing infrastructure that can be used with another
0593           kernel subsystem, such as SELinux (which requires this for
0594           logging of avc messages output).  Does not do system-call
0595           auditing without CONFIG_AUDITSYSCALL.
0596 
0597 而那些危險的功能 (比如某些文件系統的寫支持) 應該在它們的提示字符串里顯著的聲
0598 明這一點::
0599 
0600   config ADFS_FS_RW
0601         bool "ADFS write support (DANGEROUS)"
0602         depends on ADFS_FS
0603         ...
0604 
0605 要查看配置文件的完整文檔,請看 Documentation/kbuild/kconfig-language.rst。
0606 
0607 
0608 11) 數據結構
0609 ------------------------------
0610 
0611 如果一個數據結構,在創建和銷毀它的單線執行環境之外可見,那麼它必須要有一個引
0612 用計數器。內核里沒有垃圾收集 (並且內核之外的垃圾收集慢且效率低下),這意味著你
0613 絕對需要記錄你對這種數據結構的使用情況。
0614 
0615 引用計數意味著你能夠避免上鎖,並且允許多個用戶並行訪問這個數據結構——而不需要
0616 擔心這個數據結構僅僅因爲暫時不被使用就消失了,那些用戶可能不過是沉睡了一陣或
0617 者做了一些其他事情而已。
0618 
0619 注意上鎖 **不能** 取代引用計數。上鎖是爲了保持數據結構的一致性,而引用計數是一
0620 個內存管理技巧。通常二者都需要,不要把兩個搞混了。
0621 
0622 很多數據結構實際上有 2 級引用計數,它們通常有不同 ``類`` 的用戶。子類計數器統
0623 計子類用戶的數量,每當子類計數器減至零時,全局計數器減一。
0624 
0625 這種 ``多級引用計數`` 的例子可以在內存管理 (``struct mm_struct``: mm_users 和
0626 mm_count),和文件系統 (``struct super_block``: s_count 和 s_active) 中找到。
0627 
0628 記住:如果另一個執行線索可以找到你的數據結構,但這個數據結構沒有引用計數器,
0629 這裡幾乎肯定是一個 bug。
0630 
0631 
0632 12) 宏,枚舉和RTL
0633 ------------------------------
0634 
0635 用於定義常量的宏的名字及枚舉里的標籤需要大寫。
0636 
0637 .. code-block:: c
0638 
0639         #define CONSTANT 0x12345
0640 
0641 在定義幾個相關的常量時,最好用枚舉。
0642 
0643 宏的名字請用大寫字母,不過形如函數的宏的名字可以用小寫字母。
0644 
0645 一般的,如果能寫成內聯函數就不要寫成像函數的宏。
0646 
0647 含有多個語句的宏應該被包含在一個 do-while 代碼塊里:
0648 
0649 .. code-block:: c
0650 
0651         #define macrofun(a, b, c)                       \
0652                 do {                                    \
0653                         if (a == 5)                     \
0654                                 do_this(b, c);          \
0655                 } while (0)
0656 
0657 使用宏的時候應避免的事情:
0658 
0659 1) 影響控制流程的宏:
0660 
0661 .. code-block:: c
0662 
0663         #define FOO(x)                                  \
0664                 do {                                    \
0665                         if (blah(x) < 0)                \
0666                                 return -EBUGGERED;      \
0667                 } while (0)
0668 
0669 **非常** 不好。它看起來像一個函數,不過卻能導致 ``調用`` 它的函數退出;不要打
0670 亂讀者大腦里的語法分析器。
0671 
0672 2) 依賴於一個固定名字的本地變量的宏:
0673 
0674 .. code-block:: c
0675 
0676         #define FOO(val) bar(index, val)
0677 
0678 可能看起來像是個不錯的東西,不過它非常容易把讀代碼的人搞糊塗,而且容易導致看起
0679 來不相關的改動帶來錯誤。
0680 
0681 3) 作爲左值的帶參數的宏: FOO(x) = y;如果有人把 FOO 變成一個內聯函數的話,這
0682    種用法就會出錯了。
0683 
0684 4) 忘記了優先級:使用表達式定義常量的宏必須將表達式置於一對小括號之內。帶參數
0685    的宏也要注意此類問題。
0686 
0687 .. code-block:: c
0688 
0689         #define CONSTANT 0x4000
0690         #define CONSTEXP (CONSTANT | 3)
0691 
0692 5) 在宏里定義類似函數的本地變量時命名衝突:
0693 
0694 .. code-block:: c
0695 
0696         #define FOO(x)                          \
0697         ({                                      \
0698                 typeof(x) ret;                  \
0699                 ret = calc_ret(x);              \
0700                 (ret);                          \
0701         })
0702 
0703 ret 是本地變量的通用名字 - __foo_ret 更不容易與一個已存在的變量衝突。
0704 
0705 cpp 手冊對宏的講解很詳細。gcc internals 手冊也詳細講解了 RTL,內核里的彙編語
0706 言經常用到它。
0707 
0708 
0709 13) 列印內核消息
0710 ------------------------------
0711 
0712 內核開發者應該是受過良好教育的。請一定注意內核信息的拼寫,以給人以好的印象。
0713 不要用不規範的單詞比如 ``dont``,而要用 ``do not`` 或者 ``don't`` 。保證這些信
0714 息簡單明了,無歧義。
0715 
0716 內核信息不必以英文句號結束。
0717 
0718 在小括號里列印數字 (%d) 沒有任何價值,應該避免這樣做。
0719 
0720 <linux/device.h> 里有一些驅動模型診斷宏,你應該使用它們,以確保信息對應於正確
0721 的設備和驅動,並且被標記了正確的消息級別。這些宏有:dev_err(), dev_warn(),
0722 dev_info() 等等。對於那些不和某個特定設備相關連的信息,<linux/printk.h> 定義
0723 了 pr_notice(), pr_info(), pr_warn(), pr_err() 和其他。
0724 
0725 寫出好的調試信息可以是一個很大的挑戰;一旦你寫出後,這些信息在遠程除錯時能提
0726 供極大的幫助。然而列印調試信息的處理方式同列印非調試信息不同。其他 pr_XXX()
0727 函數能無條件地列印,pr_debug() 卻不;默認情況下它不會被編譯,除非定義了 DEBUG
0728 或設定了 CONFIG_DYNAMIC_DEBUG。實際這同樣是爲了 dev_dbg(),一個相關約定是在一
0729 個已經開啓了 DEBUG 時,使用 VERBOSE_DEBUG 來添加 dev_vdbg()。
0730 
0731 許多子系統擁有 Kconfig 調試選項來開啓 -DDEBUG 在對應的 Makefile 裡面;在其他
0732 情況下,特殊文件使用 #define DEBUG。當一條調試信息需要被無條件列印時,例如,
0733 如果已經包含一個調試相關的 #ifdef 條件,printk(KERN_DEBUG ...) 就可被使用。
0734 
0735 
0736 14) 分配內存
0737 ------------------------------
0738 
0739 內核提供了下面的一般用途的內存分配函數:
0740 kmalloc(), kzalloc(), kmalloc_array(), kcalloc(), vmalloc() 和 vzalloc()。
0741 請參考 API 文檔以獲取有關它們的詳細信息。
0742 
0743 傳遞結構體大小的首選形式是這樣的:
0744 
0745 .. code-block:: c
0746 
0747         p = kmalloc(sizeof(*p), ...);
0748 
0749 另外一種傳遞方式中,sizeof 的操作數是結構體的名字,這樣會降低可讀性,並且可能
0750 會引入 bug。有可能指針變量類型被改變時,而對應的傳遞給內存分配函數的 sizeof
0751 的結果不變。
0752 
0753 強制轉換一個 void 指針返回值是多餘的。C 語言本身保證了從 void 指針到其他任何
0754 指針類型的轉換是沒有問題的。
0755 
0756 分配一個數組的首選形式是這樣的:
0757 
0758 .. code-block:: c
0759 
0760         p = kmalloc_array(n, sizeof(...), ...);
0761 
0762 分配一個零長數組的首選形式是這樣的:
0763 
0764 .. code-block:: c
0765 
0766         p = kcalloc(n, sizeof(...), ...);
0767 
0768 兩種形式檢查分配大小 n * sizeof(...) 的溢出,如果溢出返回 NULL。
0769 
0770 
0771 15) 內聯弊病
0772 ------------------------------
0773 
0774 有一個常見的誤解是 ``內聯`` 是 gcc 提供的可以讓代碼運行更快的一個選項。雖然使
0775 用內聯函數有時候是恰當的 (比如作爲一種替代宏的方式,請看第十二章),不過很多情
0776 況下不是這樣。inline 的過度使用會使內核變大,從而使整個系統運行速度變慢。
0777 因爲體積大內核會占用更多的指令高速緩存,而且會導致 pagecache 的可用內存減少。
0778 想像一下,一次 pagecache 未命中就會導致一次磁碟尋址,將耗時 5 毫秒。5 毫秒的
0779 時間內 CPU 能執行很多很多指令。
0780 
0781 一個基本的原則是如果一個函數有 3 行以上,就不要把它變成內聯函數。這個原則的一
0782 個例外是,如果你知道某個參數是一個編譯時常量,而且因爲這個常量你確定編譯器在
0783 編譯時能優化掉你的函數的大部分代碼,那仍然可以給它加上 inline 關鍵字。
0784 kmalloc() 內聯函數就是一個很好的例子。
0785 
0786 人們經常主張給 static 的而且只用了一次的函數加上 inline,如此不會有任何損失,
0787 因爲沒有什麼好權衡的。雖然從技術上說這是正確的,但是實際上這種情況下即使不加
0788 inline gcc 也可以自動使其內聯。而且其他用戶可能會要求移除 inline,由此而來的
0789 爭論會抵消 inline 自身的潛在價值,得不償失。
0790 
0791 
0792 16) 函數返回值及命名
0793 ------------------------------
0794 
0795 函數可以返回多種不同類型的值,最常見的一種是表明函數執行成功或者失敗的值。這樣
0796 的一個值可以表示爲一個錯誤代碼整數 (-Exxx=失敗,0=成功) 或者一個 ``成功``
0797 布爾值 (0=失敗,非0=成功)。
0798 
0799 混合使用這兩種表達方式是難於發現的 bug 的來源。如果 C 語言本身嚴格區分整形和
0800 布爾型變量,那麼編譯器就能夠幫我們發現這些錯誤... 不過 C 語言不區分。爲了避免
0801 產生這種 bug,請遵循下面的慣例::
0802 
0803         如果函數的名字是一個動作或者強制性的命令,那麼這個函數應該返回錯誤代
0804         碼整數。如果是一個判斷,那麼函數應該返回一個 "成功" 布爾值。
0805 
0806 比如, ``add work`` 是一個命令,所以 add_work() 在成功時返回 0,在失敗時返回
0807 -EBUSY。類似的,因爲 ``PCI device present`` 是一個判斷,所以 pci_dev_present()
0808 在成功找到一個匹配的設備時應該返回 1,如果找不到時應該返回 0。
0809 
0810 所有 EXPORTed 函數都必須遵守這個慣例,所有的公共函數也都應該如此。私有
0811 (static) 函數不需要如此,但是我們也推薦這樣做。
0812 
0813 返回值是實際計算結果而不是計算是否成功的標誌的函數不受此慣例的限制。一般的,
0814 他們通過返回一些正常值範圍之外的結果來表示出錯。典型的例子是返回指針的函數,
0815 他們使用 NULL 或者 ERR_PTR 機制來報告錯誤。
0816 
0817 
0818 17) 不要重新發明內核宏
0819 ------------------------------
0820 
0821 頭文件 include/linux/kernel.h 包含了一些宏,你應該使用它們,而不要自己寫一些
0822 它們的變種。比如,如果你需要計算一個數組的長度,使用這個宏
0823 
0824 .. code-block:: c
0825 
0826         #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
0827 
0828 類似的,如果你要計算某結構體成員的大小,使用
0829 
0830 .. code-block:: c
0831 
0832         #define sizeof_field(t, f) (sizeof(((t*)0)->f))
0833 
0834 還有可以做嚴格的類型檢查的 min() 和 max() 宏,如果你需要可以使用它們。你可以
0835 自己看看那個頭文件里還定義了什麼你可以拿來用的東西,如果有定義的話,你就不應
0836 在你的代碼里自己重新定義。
0837 
0838 
0839 18) 編輯器模式行和其他需要羅嗦的事情
0840 --------------------------------------------------
0841 
0842 有一些編輯器可以解釋嵌入在源文件里的由一些特殊標記標明的配置信息。比如,emacs
0843 能夠解釋被標記成這樣的行:
0844 
0845 .. code-block:: c
0846 
0847         -*- mode: c -*-
0848 
0849 或者這樣的:
0850 
0851 .. code-block:: c
0852 
0853         /*
0854         Local Variables:
0855         compile-command: "gcc -DMAGIC_DEBUG_FLAG foo.c"
0856         End:
0857         */
0858 
0859 Vim 能夠解釋這樣的標記:
0860 
0861 .. code-block:: c
0862 
0863         /* vim:set sw=8 noet */
0864 
0865 不要在原始碼中包含任何這樣的內容。每個人都有他自己的編輯器配置,你的源文件不
0866 應該覆蓋別人的配置。這包括有關縮進和模式配置的標記。人們可以使用他們自己定製
0867 的模式,或者使用其他可以產生正確的縮進的巧妙方法。
0868 
0869 
0870 19) 內聯彙編
0871 ------------------------------
0872 
0873 在特定架構的代碼中,你可能需要內聯彙編與 CPU 和平台相關功能連接。需要這麼做時
0874 就不要猶豫。然而,當 C 可以完成工作時,不要平白無故地使用內聯彙編。在可能的情
0875 況下,你可以並且應該用 C 和硬體溝通。
0876 
0877 請考慮去寫捆綁通用位元 (wrap common bits) 的內聯彙編的簡單輔助函數,別去重複
0878 地寫下只有細微差異內聯彙編。記住內聯彙編可以使用 C 參數。
0879 
0880 大型,有一定複雜度的彙編函數應該放在 .S 文件內,用相應的 C 原型定義在 C 頭文
0881 件中。彙編函數的 C 原型應該使用 ``asmlinkage`` 。
0882 
0883 你可能需要把彙編語句標記爲 volatile,用來阻止 GCC 在沒發現任何副作用後就把它
0884 移除了。你不必總是這樣做,儘管,這不必要的舉動會限制優化。
0885 
0886 在寫一個包含多條指令的單個內聯彙編語句時,把每條指令用引號分割而且各占一行,
0887 除了最後一條指令外,在每個指令結尾加上 \n\t,讓彙編輸出時可以正確地縮進下一條
0888 指令:
0889 
0890 .. code-block:: c
0891 
0892         asm ("magic %reg1, #42\n\t"
0893              "more_magic %reg2, %reg3"
0894              : /* outputs */ : /* inputs */ : /* clobbers */);
0895 
0896 
0897 20) 條件編譯
0898 ------------------------------
0899 
0900 只要可能,就不要在 .c 文件裡面使用預處理條件 (#if, #ifdef);這樣做讓代碼更難
0901 閱讀並且更難去跟蹤邏輯。替代方案是,在頭文件中用預處理條件提供給那些 .c 文件
0902 使用,再給 #else 提供一個空樁 (no-op stub) 版本,然後在 .c 文件內無條件地調用
0903 那些 (定義在頭文件內的) 函數。這樣做,編譯器會避免爲樁函數 (stub) 的調用生成
0904 任何代碼,產生的結果是相同的,但邏輯將更加清晰。
0905 
0906 最好傾向於編譯整個函數,而不是函數的一部分或表達式的一部分。與其放一個 ifdef
0907 在表達式內,不如分解出部分或全部表達式,放進一個單獨的輔助函數,並應用預處理
0908 條件到這個輔助函數內。
0909 
0910 如果你有一個在特定配置中,可能變成未使用的函數或變量,編譯器會警告它定義了但
0911 未使用,把它標記爲 __maybe_unused 而不是將它包含在一個預處理條件中。(然而,如
0912 果一個函數或變量總是未使用,就直接刪除它。)
0913 
0914 在代碼中,儘可能地使用 IS_ENABLED 宏來轉化某個 Kconfig 標記爲 C 的布爾
0915 表達式,並在一般的 C 條件中使用它:
0916 
0917 .. code-block:: c
0918 
0919         if (IS_ENABLED(CONFIG_SOMETHING)) {
0920                 ...
0921         }
0922 
0923 編譯器會做常量摺疊,然後就像使用 #ifdef 那樣去包含或排除代碼塊,所以這不會帶
0924 來任何運行時開銷。然而,這種方法依舊允許 C 編譯器查看塊內的代碼,並檢查它的正
0925 確性 (語法,類型,符號引用,等等)。因此,如果條件不滿足,代碼塊內的引用符號就
0926 不存在時,你還是必須去用 #ifdef。
0927 
0928 在任何有意義的 #if 或 #ifdef 塊的末尾 (超過幾行的),在 #endif 同一行的後面寫下
0929 註解,注釋這個條件表達式。例如:
0930 
0931 .. code-block:: c
0932 
0933         #ifdef CONFIG_SOMETHING
0934         ...
0935         #endif /* CONFIG_SOMETHING */
0936 
0937 
0938 附錄 I) 參考
0939 -------------------
0940 
0941 The C Programming Language, 第二版
0942 作者:Brian W. Kernighan 和 Denni M. Ritchie.
0943 Prentice Hall, Inc., 1988.
0944 ISBN 0-13-110362-8 (軟皮), 0-13-110370-9 (硬皮).
0945 
0946 The Practice of Programming
0947 作者:Brian W. Kernighan 和 Rob Pike.
0948 Addison-Wesley, Inc., 1999.
0949 ISBN 0-201-61586-X.
0950 
0951 GNU 手冊 - 遵循 K&R 標準和此文本 - cpp, gcc, gcc internals and indent,
0952 都可以從 https://www.gnu.org/manual/ 找到
0953 
0954 WG14 是 C 語言的國際標準化工作組,URL: http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/
0955 
0956 Kernel process/coding-style.rst,作者 greg@kroah.com 發表於 OLS 2002:
0957 http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2002_kernel_codingstyle_talk/html/
0958