Linux內(nèi)核編碼風(fēng)格(linus親筆撰寫)

這篇簡(jiǎn)短的文章描述了Linux內(nèi)核首選的編碼風(fēng)格。編碼風(fēng)格是很個(gè)人化的東西，我不會(huì)把自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給任何人。但是，Linux內(nèi)核的代碼畢竟是我必須有能力維護(hù)的，因此我寧愿它的編碼風(fēng)格是我喜歡的。請(qǐng)至少考慮一下這一點(diǎn)。

首先，我建議打印一份《GNU編碼標(biāo)準(zhǔn)》，不要閱讀它。燒掉它，它不過是象征性的姿態(tài)。

然后，請(qǐng)看：

第 1 章： 縮進(jìn)

Tabs(制表符)是8個(gè)字符的大小，因此縮進(jìn)也應(yīng)該是8個(gè)字符的大小。有些叛逆主張?jiān)噲D把縮進(jìn)變成4個(gè)(甚至是2個(gè)！)字符的長度，這就好象試圖把PI(案，圓周率)定義成3是一樣的。

依據(jù)：縮進(jìn)背后的思想是:清楚地定義一個(gè)控制塊從哪里開始，到哪里結(jié)束。尤其是在你連續(xù)不斷的盯了20個(gè)小時(shí)的屏幕后，如果你有大尺寸的縮進(jìn)。你將更容易發(fā)現(xiàn)縮進(jìn)的好處。

現(xiàn)在，有些人說8個(gè)字符大小的縮進(jìn)導(dǎo)致代碼太偏右了，并且在一個(gè)80字符寬的終端屏幕上看著很不舒服。對(duì)這個(gè)問題的回答是：如果你有超過3個(gè)級(jí)別的縮進(jìn)，你就有點(diǎn)犯糊涂了，應(yīng)當(dāng)修改你的程序。

簡(jiǎn)而言之，8個(gè)字符的縮進(jìn)使程序更易讀，而且當(dāng)你把功能隱藏的太深時(shí)，多層次的縮進(jìn)還會(huì)對(duì)此很直觀的給出警告。要留心這種警告信息。

第 2 章： 放置花括號(hào)

C程序中另一個(gè)要主意的就是花括號(hào)的放置。與縮進(jìn)尺寸不同的是，關(guān)于如何放置花括號(hào)沒有技術(shù)上的理由。但是，首選的方法是象先知Brain Kernighan和Dennis Ritchie展現(xiàn)的那樣：把左括號(hào)放在行尾，右括號(hào)放在行首。也就是：

if (x is true) {

we do y

}

然而，還有另外一種情況，就是函數(shù)：函數(shù)應(yīng)當(dāng)把左右括號(hào)都放在行首。也就是：

int function(int x)

{

body of function

}

叛逆的人們所在皆有。他們說，這樣會(huì)導(dǎo)致…嗯，不一致性(案，指函數(shù)的花括號(hào)使用與其他情況不統(tǒng)一)。但是所有正確思考的人都知道：(1) KR是正確的；(2) KR還是正確的。 而且，函數(shù)與別任何東西都不一樣(在C語言中你沒法隱藏它)。

注意，右括號(hào)所在的行不應(yīng)當(dāng)有其它東西，除非跟隨著一個(gè)條件判斷。也就是do-while語句中的“while”和if-else語句中的“else”。象這樣：

do {

body of do-loop

}while (condition);

和：

if (x == y) {

..

}else if (x > y) {

...

}else {

....

}

依據(jù)： KR。

而且，注意這種花括號(hào)的放置減少了空行的數(shù)目，并沒損害可讀性。因此，當(dāng)屏幕上不可以有很多空行時(shí)(試想25行的終端屏幕)，你就有更多的空行來安插注釋。

第 3 章： 命名

C是一門樸素的語言，你使用的命名也應(yīng)該這樣。與Modula-2和Pascal程序員不同，C程序員不使用諸如“ThisVariableIsATemporaryCounter”這樣“聰明”的名字。C程序員應(yīng)該叫它“tmp”，這寫起來更簡(jiǎn)單，也不會(huì)更難懂。

然而，當(dāng)面對(duì)復(fù)雜情況時(shí)就有些棘手，給全局變量取一個(gè)描述性的名字是必要的。把一個(gè)全局函數(shù)叫做“foo”是一種目光短淺的行為。

全局變量(只當(dāng)你確實(shí)需要時(shí)才用)應(yīng)該有描述性的名字，全局函數(shù)也一樣。如果你有一個(gè)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前用戶個(gè)數(shù)的函數(shù)，應(yīng)當(dāng)把它命名為“count_active_user()”或者簡(jiǎn)單點(diǎn)些的類似名稱，不應(yīng)該命名為“cntusr()”。

把函數(shù)類型寫進(jìn)函數(shù)名(即所謂的“匈牙利命名法”)簡(jiǎn)直就是大腦有問題──編譯器總是知道函數(shù)的類型并且能加以檢查，這種命名法只會(huì)弄糊涂程序員自己。怪不得微軟總是制造充滿bug的程序。

局部變量的名字應(yīng)該盡量短，而且說到點(diǎn)子上。如果你有個(gè)普通的整型循環(huán)計(jì)數(shù)變量，應(yīng)當(dāng)命名為“i”。命名為“loop_counter”并不能帶來任何成效，如果它不被誤解的話(案，這里的言外之意是說，如果被誤解就更慘了)。與此類似，“tmp”可以作為一個(gè)用來存儲(chǔ)任何類型臨時(shí)值的變量的名字。

如果你害怕弄混淆局部變量(s)的名字，你就面臨著另一個(gè)問題，也叫作“函數(shù)增長荷爾蒙失調(diào)綜合癥”。請(qǐng)參考下一章。

第 4 章： 函數(shù)

函數(shù)應(yīng)當(dāng)短而精美，而且只做一件事。它們應(yīng)當(dāng)占滿1或2個(gè)屏幕(就象我們知道的那樣，ISO/ANSI的屏幕大小是80X24)，只做一件事并且把它做好。

一個(gè)函數(shù)的最大長度與它的復(fù)雜度和縮進(jìn)級(jí)別成反比。所以，如果如果你有一個(gè)概念上簡(jiǎn)單(案，“簡(jiǎn)單”是simple而不是easy)的函數(shù)，它恰恰包含著一個(gè)很長的case語句，這樣你不得不為不同的情況準(zhǔn)備不懂的處理，那么這樣的長函數(shù)是沒問題的。

然而，如果你有一個(gè)復(fù)雜的函數(shù)，你猜想一個(gè)并非天才的高一學(xué)生可能看不懂得這個(gè)函數(shù)，你就應(yīng)當(dāng)努力把它減縮得更接近前面提到的最大函數(shù)長度限制?？梢允褂靡恍┹o助函數(shù)，給它們?nèi)∶枋鲂缘拿?如果你認(rèn)為這些輔助函數(shù)的調(diào)用是性能關(guān)鍵的，可以讓編譯器把它們內(nèi)聯(lián)進(jìn)來，這比在單個(gè)函數(shù)內(nèi)完成所有的事情通常要好些)。

對(duì)函數(shù)還存在另一個(gè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：局部變量的數(shù)目。這不該超過5到10個(gè)，否則你可能會(huì)弄錯(cuò)。應(yīng)當(dāng)重新考慮這個(gè)函數(shù)，把它分解成小片。人類的大腦一般能同時(shí)記住7個(gè)不同的東西，超過這個(gè)數(shù)目就會(huì)犯糊涂?；蛟S你認(rèn)為自己很聰明，那么請(qǐng)你理解一下從現(xiàn)在開始的2周時(shí)間你都做什么了。

第 5 章：注釋

注釋是有用的，但過量的注釋則是有害的。不要試圖在注釋中解釋你的代碼是如何工作的：把代碼是如何工作的視為一件顯然的事情會(huì)更好些，而且，給糟糕的代碼作注釋則是在浪費(fèi)時(shí)間。

通常，你愿意自己的注釋說出代碼是做什么的，而不是如何做。還有，盡量避免在函數(shù)體內(nèi)作注釋：如果函數(shù)很復(fù)雜，你很可能需要分開來注釋，回頭到第4章去看看吧。你可以給一段代碼──漂亮的或丑陋的──作注釋以引起注意或警告，但是不要過量。取而代之，應(yīng)當(dāng)把注釋放在函數(shù)首部，告訴人們?cè)摵瘮?shù)作什么，而不是為什么這樣做。

第 6 章：你把事情弄亂了

好吧，我們來看看。很可能有長期使用UNIX的人告訴過你，“GNU emacs”能自動(dòng)為你格式化C程序源代碼，你注意到這是真的，它確實(shí)能做到，但是缺省情況下它的用處遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于期望值──鍵入無數(shù)的monkeys到GNU emacs中絕不可能造出好的程序。

因此，你可以或者刪除GNU emacs，或者對(duì)它進(jìn)行理智的配置。對(duì)于后者，可以把下面的行粘貼到你的.emacs文件中：

(defun linux-c-mode ()

C mode with adjusted defaults for use with the Linux kernel.

(interactive)

(c-mode)

(c-set-style KR)

(setq c-basic-offset 8))

這將會(huì)定義一個(gè)把C代碼弄成linux風(fēng)格的命令。當(dāng)hacking一個(gè)模塊時(shí)，如果你把“-*- linux-c-*-”放到了最初的兩行，這個(gè)模塊將被自動(dòng)調(diào)用。而且，如果你打算每當(dāng)在/usr/src/linux下編輯源文件時(shí)就自動(dòng)調(diào)用它，也許你會(huì)把下面的命令：

(setq auto-mode-alist (cons '(/usr/src/linux.*/.*\.ch$ . linux-c-mode)

auto-mode-alist))

添加進(jìn)你的.emacs文件。

但是，即使你沒能讓emacs正確做到格式化，也并非將就此一無所有：還有“indent”程序呢。

嗯，再提醒一下，GNU indent跟GNU emacs有同樣的毛病，這就需要你給它一些命令行選項(xiàng)。然而，這不是很糟糕的事，因?yàn)榧词故荊NU indent也承認(rèn)KR的權(quán)威性(GNU的人不是魔鬼，他們只是在這里太過嚴(yán)格了，以致于誤導(dǎo)人)，所以你可以只需給indent這樣的選項(xiàng)：“-kr -i8”(表示“KR風(fēng)格，8個(gè)字符的縮進(jìn)”)。

“indent”程序有很多選項(xiàng)，特別是當(dāng)為重排過的程序作注釋的時(shí)候，你需要看一下它的手冊(cè)。記?。?ldquo;indent”可不是修正糟糕程序的萬能鑰匙。

第 7 章： 配置文件(configuration-files)

對(duì)配置選項(xiàng)來說(arch/xxx/config.in和所有的Config.in文件)，使用不同的縮進(jìn)風(fēng)格。

若代碼中的縮進(jìn)級(jí)別為3，配置選項(xiàng)就應(yīng)該為2,這樣可以暗示出依賴關(guān)系。后者只是用于bool/tristate(即二態(tài)/三態(tài))的選項(xiàng)。對(duì)其它情況用常識(shí)就行了。舉例來說：

if $CONFIG_EXPERIMENTAL = y ; then

tristate 'Apply nitroglycerine inside the keyboard (DANGEROUS)' CONFIG_BOOM

if $CONFIG_BOOM != n ; then

bool 'Output nice messages when you explode' CONFIG_CHEER

fi

fi

通常CONFIG_EXPERIMENTAL應(yīng)當(dāng)在所有不穩(wěn)定的選項(xiàng)的周圍出現(xiàn)。所有已知會(huì)破壞數(shù)據(jù)的選項(xiàng)(如文件系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性的寫支持功能)應(yīng)當(dāng)被標(biāo)記為(DANGEROUS)，其他實(shí)驗(yàn)性的選項(xiàng)應(yīng)當(dāng)被標(biāo)記為(EXPERIMENTAL)。

第 8 章： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

假如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在其被創(chuàng)建/銷毀的線程環(huán)境(案：這里說的線程是一個(gè)執(zhí)行實(shí)體，可能是進(jìn)程、內(nèi)核線程或其它)之外還具有可見性，那么他們都該有引用計(jì)數(shù)。

在內(nèi)核中沒有垃圾收集機(jī)制(而且內(nèi)核之外的垃圾收集也是緩慢而低效的)，這意味著你絕對(duì)應(yīng)該為每一次使用進(jìn)行引用計(jì)數(shù)。

引用計(jì)數(shù)意味著你可以避開鎖，還能允許多個(gè)線程并行訪問該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)──而且不用擔(dān)心僅僅因?yàn)樵L問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的線程睡眠了一會(huì)兒或者干別的去了，它們就會(huì)消失。

注意，鎖不是引用計(jì)數(shù)的替代品。鎖是用來保持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性的，而引用計(jì)數(shù)是一種內(nèi)存管理技術(shù)。通常二者都需要，而且不會(huì)彼此混淆。

確實(shí)有許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有兩個(gè)級(jí)別的引用計(jì)數(shù)，當(dāng)使用者具有不同的“等級(jí)”(classes)時(shí)就是這樣。子等級(jí)(subclass)記錄了處于該等級(jí)的使用者個(gè)數(shù)，而且當(dāng)它減到零的時(shí)候就把總體計(jì)數(shù)(global count)減一。

這種“多級(jí)引用計(jì)數(shù)”(multi-reference-counting)的一個(gè)實(shí)例可以在內(nèi)存管理子系統(tǒng)(struct mm_struct:mm_users和mm_count)中找到，也可以在文件系統(tǒng)的代碼中(struct super_block:s_count和s_active)找到。

記?。喝绻硪粋€(gè)線程能找到你的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而你有沒對(duì)它做引用計(jì)數(shù)，那幾乎可以肯定：這是一個(gè)bug。