Разработка ядра Linux

Как и для любого большого программного проекта, для ядра Linux определен стиль написания исходного кода, который определяет форматирование и размещение кода. Это сделано не потому, что стиль написания, который принят для Linux, лучше других (хотя очень может быть), и не потому, что все программисты пишут неразборчиво (хотя тоже бывает), а потому, что одинаковость стиля является важным моментом для обеспечения производительности разработки. Часто говорят, что стиль написания исходного кода не важен, потому что он не влияет на скомпилированный объектный код. Однако для большого программного проекта, в котором задействовано большое количество разработчиков, такого как ядро, важна слаженность стиля. Слаженность включает в себя одинаковость восприятия, что ведет к упрощению чтения, к избежанию путаницы и вселяет надежду на то, что и в будущем стиль останется одинаковым. К тому же, это приводит к увеличению количества разработчиков, которые смогут нормально читать ваш код, и увеличивает количество кода, который вы сможете нормально читать. Для проектов с открытым исходным кодом чем больше будет глаз, тем лучше.

Пока стиль еще не выбран и широко не используется, не так важно, какой именно стиль выбрать. К счастью, еще очень давно Линус представил на рассмотрение стиль, который необходимо использовать, и при написании большей части кода сейчас стараются придерживаться именно этого стиля. Подробное описание стиля приведено в файле

Documentation/CodingStyle

Отступы

Для выравнивания текста и введения отступов используются символы табуляции. Размер одного символа табуляции при отображении соответствует восьми позициям. Это не означает, что для структурирования можно использовать восемь или четыре символа "пробел" либо что-нибудь еще. Это означает, что каждый уровень отступа равен одному символу табуляции от предыдущего и что при отображении длина символа табуляции равна восьми символам. По непонятным причинам, это правило почти всегда нарушается, несмотря на то что оно очень сильно влияет на читабельность. Восьмисимвольная табуляция позволяет очень легко визуально различать отдельные блоки кода даже после нескольких часов работы.

Если табуляция в восемь символов кажется очень большой, то не нужно делать так много вложений кода. Почему ваши функции имеют пять уровней вложенности? Необходимо исправлять код, а не отступы.

Фигурные скобки

Как располагать фигурные скобки, это личное дело каждого, и практически нет никаких принципиальных причин, по которым одно соглашение было бы лучше другого, но какое-нибудь соглашение все-таки должно быть. Принятое соглашение при разработке ядра — это размещать открывающую скобку в первой строке, сразу за соответствующим оператором. Закрывающая скобка помещается в первой позиции с новой строки, как в следующем примере.

if (fox) {

     dog();

     cat();

}

В случае, когда за закрывающей скобкой продолжается то же самое выражение, то продолжение выражения записывается в той же строке, что и закрывающая скобка, как показано ниже

if (fox) {

     ant();

     pig();

} else {

     dog();

     cat();

}

или следующим образом.

do {

     dog();

     cat();

} while (fox);

Для функций это правило не действует, потому что внутри одной функции тело другой функции описывать нельзя.

unsigned long func (void)

{

    /* ... */

}

И наконец, для выражений, в которых фигурные скобки не обязательны, эти скобки можно опустить.

if (foo)

bar();

Логика всего этого базируется на K&R[96].

Длинные строки

При написании кода ядра необходимо стараться, насколько это возможно, чтобы длина строки была не больше 80 символов. Это позволяет строкам, при отображении на терминале размером 80×24 символа, вмещаться в одну строку терминала.

Не существует стандартного правила, что делать, если длина строки кода обязательно должна быть больше 80 символов. Некоторые разработчики просто пишут длинные строки, возлагая ответственность за удобочитаемое отображение строк на программу текстового редактора. Другие разработчики разбивают такие строки на части и вручную вставляют символы конца строки в тех местах, которые кажутся им наиболее подходящими для этого, и отделяют продолжения разбитой строки от ее начала двумя символами табуляции.

Некоторые разработчики помещают параметры функции друг под другом, если параметры не помещаются в одной строке, как в следующем примере.

static void get_pirate_parrot(const char *name,

              unsigned long disposition,

              unsigned long feather_quality);

Другие разработчики разбивают длинную строку на части, но не располагают параметры функций друг под другом, а просто используют два символа табуляции для отделения продолжений длинной строки от ее начала, как показано ниже.

int find_pirate_flag_by_color(const char *color,

         const char *name, int len);

Поскольку на этот счет нет определенного правила, выбор остается за разработчиками, то есть за вами.

Имена

В именах нельзя использовать символы разных регистров. Назвать переменную именем

idx

i

theLoopIndex

Тем не менее, глобальные переменные и функции должны иметь наглядные имена. Если глобальной функции присвоить имя

atty()

get_active_tty()

Функции

Существует мнемоническое правило: функции не должны по объему кода превышать двух экранов текста и иметь больше десяти локальных переменных. Каждая функция должна выполнять одно действие, но делать это хорошо. Не вредно разбить функцию на последовательность более мелких функций. Если возникает беспокойство по поводу накладных расходов за счет вызова функций, то можно использовать подстановку тела —

inline

Комментарии

Очень полезно использовать комментарии кода, но делать это нужно правильно. Обычно необходимо описывать, что делает код и для чего это делается. То, как реализован алгоритм, описывать не нужно, это должно быть ясно из кода. Если так сделать не получается, то, возможно, стоит пересмотреть то, что вы написали. Кроме того, комментарии не должны включать информацию о том, кто написал функцию, когда это было сделано, время модификации и др. Такую информацию логично размещать в самом начале файла исходного кода.

В ядре используются комментарии в стиле С, хотя компилятор gcc поддерживает также и комментарии в стиле C++. Обычно комментарии кода ядра должны быть похожи на следующие (только на английском языке, конечно).

/*

* get_ship_speed() - возвращает текущее значение скорости

* пиратского корабля

* Необходима для вычисления координат корабля.

* Может переходить в состояние ожидания,

* нельзя вызывать при удерживаемой блокировке.

*/

Комментарии внутри функций встречаются редко, и их нужно использовать только в специальных ситуациях, таких как документирование дефектов, или для важных замечаний. Важные замечания часто начинаются со строки

"XXX: "

"FIXME: "

/*

* FIXME: Считается, что dog == cat.

* В будущем это может быть не так

*/

У ядра есть возможность автоматической генерации документации. Она основана на GNOME-doc, но немного модифицирована и называется Kernel-doc. Для создания документации в формате HTML необходимо выполнить следующую команду.

make htmldocs

Для генерации документации в формате postscript команда должна быть следующей.

make psdocs

Документировать код можно путем введения комментариев в специальном формате.

/**

* find_treasure - нахождение сокровищ, помеченных на карте крестом

* @map - карта сокровищ

* @time - момент времени, когда были зарыты сокровища

*

* Должна вызываться при удерживаемой блокировке pirate_ship_lock.

*/

void find_treasure(int dog, int cat)

{

    /* ... */

}

Для более подробной информации см. файл

Documentation/kernel-doc-nano-HOWTO.txt

Использование директивы

typedef

Разработчики ядра не любят определять новые типы с помощью оператора

typedef

• Определение нового типа через оператор

typedef

• Поскольку новый тип получается скрытым, то код более подвержен таким нехорошим вещам, как передача структуры данных в функцию по значению, через стек.

• Использование оператора

typedef

Чтобы избежать насмешек, лучше не использовать оператор

typedef

Конечно, существуют ситуации, в которых полезно использовать оператор

typedef

typedef

Использование того, что уже есть

Не нужно изобретать паровоз. Ядро предоставляет функции работы со строками, подпрограммы для сжатия и декомпрессии данных и интерфейс работы со связанными списками — их необходимо использовать.

Не нужно инкапсулировать стандартные интерфейсы в другие реализации обобщенных интерфейсов. Часто приходится сталкиваться с кодом, который переносится с других операционных систем в систему Linux, при этом на основе существующих интерфейсов реализуется некоторая громоздкая функция, которая служит для связи нового кода с существующим. Такое не нравится никому, поэтому необходимо непосредственно использовать предоставляемые интерфейсы.

Никаких директив

ifdef

в исходном коде

Использование директив препроцессора

ifdef

 ...

#ifdef CONFIG_FOO

 foo();

#endif

 ...

Вместо этого, если макрос

CONFIG_FOO

foo()

#ifdef CONFIG_FOO

static int foo(void)

{

 /* ... */

}

#else

static inline int foo(void) { }

#endif

После этого можно вызывать функцию

foo()

Инициализация структур

Структуры необходимо инициализировать, используя метки полей. Это позволяет предотвратить некорректную инициализацию при изменении структур. Это также позволяет выполнять инициализацию не всех полей. К сожалению, в стандарте C99 принят довольно "страшненький" формат меток полей, а в компиляторе gcc ранее использовавшийся формат меток полей в стиле GNU признан устаревшим. Следовательно, для кода ядра необходимо использовать новый формат, согласно стандарту C99, каким бы ужасным он ни был.

struct foo my_foo = {

 .a = INITIAL_A,

 .b = INITIAL_B,

};

где

а

b

struct foo

INITIAL_A

INITIAL_B

NULL

struct foo

int с

Да, это ужасно. Но у нас нет другого выбора.

Исправление ранее написанного кода

Если в ваши руки попал код, который даже близко не соответствует стилю написания кода ядра Linux, то все равно не стоит терять надежды. Немного упорства, и утилита

indent

indent

indent -kr -i8 -ts8 -sob -180 -ss -bs -psl <файл>

Можно также использовать сценарий

scripts/Lindent

indent