谈谈为 Linux 内核写驱动的编码规范

最近在向Linux内核提交一些驱动程序，在提交的过程中，发现自己的代码离Linux内核的coding style要求还是差很多。当初自己对内核文档里的CodingStyle一文只是粗略的浏览，真正写代码的时候在很多细节上会照顾不周。不过， 在不遵守规则的程序员队伍里，我并不是孤独的。如果去看drivers/staging下的代码，就会发现很多驱动程序都没有严格遵守内核的coding style，而且在很多驱动程序的TODO文件里，都会把”checkpatch.pl fixes”作为自己的目标之一（checkpatch.pl是用来检查代码是否符合coding style的脚本）。

不可否认，coding style是仁者见仁、智者见智的事情。比如Microsoft所推崇的匈牙利命名法，在Linus看来就是及其脑残(brain damaged)的做法。也许您并不赞成Linus制定的coding style，但在提交内核驱动这件事上，最好还是以大局为重。对于这么一个庞大的集市式的开发来说，随意书写代码必将带来严重的可维护性的灾难。

（题图来自：mota.ru）

一些辅助工具

当代码量达到一定程度时，手动去检查和修改coding style是非常繁琐的工作，幸好，我们还有一些工具可以使用。

scripts/checkpatch.pl

这是一个检查代码是否符合内核编码规范的的脚本。顾名思义，checkpatch是用来检查patch的，默认的调用也确实如此。如果用来检查原文件，需要加上“-f”的选项。

我们来看一段无聊的代码(文件名为print_msg.c)：

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

这段代码的coding style是否有问题呢？用checkpatch.pl来检查一下：

scripts/checkpatch.pl -f  print_msg.c

检查的结果是：

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内核的coding style里，switch和case要求有相同的缩进。本例的代码很少，错误也只有这一个，手动修改很方便。如果类似的缩紧错误很多怎么办？

scripts/Lindent

scripts目录下的工具Lindent可以用来自动修改缩进问题。提醒一下，使用Lindent要求系统安装indent这个工具。

对于上面这个例子，执行Lindent命令：

scripts/Lindent print_msg.c

得到的新代码是：

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

sed

sed是一个流编辑器，其强大的功能可以帮助我们处理很多重复性的工作。比如，Linux内核的coding style要求，行尾不能有空格（包括Tab），去除这些空格就可以借助sed。

我自己的习惯很差，经常在代码的行尾留下一些空格。比如一行代码过长需要换行时，总是下意识的在换行的地方敲一个空格。另外，我常用的编辑器之一的Kate，为了对齐的需要，经常在空行的前面留上几个缩进的Tab（如下图）。

手动去除这些行尾的空格是一件头大的事情，但对于sed来说不过是举手之劳。命令格式如下：

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

一些需要注意的代码风格

缩进

1、除了注释、文档和Kconfig之外，使用Tab缩进，而不是空格，并且Tab的宽度为8个字符；

2、switch … case …语句中，switch和case具有相同的缩进（参考上文）；

花括号

3、花括号的使用参考K&R风格。

如果是函数，左花括号另起一行：

int function(int x)
{
        body of function
}

否则，花括号紧接在语句的最后：

if (x is true) {
        we do y
}

如果只有一行语句，则不需要用花括号：

if (condition)
        action();

但是，对于条件语句来说，如果一个分支是一行语句，另一个分支是多行，则需要保持一致，使用花括号：

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

空格

4、在关键字“if, switch, case, for, do, while”之后需要加上空格，如：

if (something)

5、在关键字“sizeof, typeof, alignof, or __attribute__”之后不要加空格，如：

sizeof(struct file)

6、在括号里的表达式两边不要加空格，比如，下面是一个反面的例子：

sizeof( struct file )

7、大多说的二元和三元运算符两边需要空格，如“= + – < > * / % | & ^ <= >= == != ? :”；

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

9、在前缀自增自减运算符之后和后缀自增自减运算符之前不需要空格（“++”和“–”）；

10、结构成员运算符（“.”和“->”）的两边不需要空格；

11、行尾不需要空格；

注释

12、使用C89的“/* … */”风格而不是C99的“// …”风格；

13、对于多行注释，可以参考下例：

/*
* 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”定义下面的语句用Tab缩进，help下面的语句再额外缩进两个空格，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、多行的宏定义需要用“do .. while”封装，如：

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

函数返回值

16、函数返回值的定义最好也要遵循一定的章法。

如果函数的名称是一种动作或者命令式的语句，应该以错误代码的形式返回（通常是0表示成功，-Exxx这种形式的负数表示错误），如：

do_something()

如果函数的名称是判断语句，则返回值应该类似与布尔值（通常1表示成功，0表示错误），如：

something_is_present()

【参考资料】

（1） Documentation/CodingStyle

（2） http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2002_kernel_codingstyle_talk/html/