07 内核开发-避免命名冲突经验技巧分享

1.如何在内核开发过程中，避免命名冲突

2. 背景

3.避免方法

4.了解下文件/proc/kallsyms

5.总结

课程简介：
Linux内核开发入门是一门旨在帮助学习者从最基本的知识开始学习Linux内核开发的入门课程。该课程旨在为对Linux内核开发感兴趣的初学者提供一个扎实的基础，让他们能够理解和参与到Linux内核的开发过程中。

课程特点：
1. 入门级别：该课程专注于为初学者提供Linux内核开发的入门知识。无论你是否具有编程或操作系统的背景，该课程都将从最基本的概念和技术开始，逐步引导学习者深入了解Linux内核开发的核心原理。

2. 系统化学习：课程内容经过系统化的安排，涵盖了Linux内核的基础知识、内核模块编程、设备驱动程序开发等关键主题。学习者将逐步了解Linux内核的结构、功能和工作原理，并学习如何编写和调试内核模块和设备驱动程序。

3. 实践导向：该课程强调实践，通过丰富的实例和编程练习，帮助学习者将理论知识应用到实际的Linux内核开发中。学习者将有机会编写简单的内核模块和设备驱动程序，并通过实际的测试和调试来加深对Linux内核开发的理解。

4. 配套资源：为了帮助学习者更好地掌握课程内容，该课程提供了丰富的配套资源，包括教学文档、示例代码、实验指导和参考资料等。学习者可以根据自己的学习进度和需求，灵活地利用这些资源进行学习和实践。

无论你是计算机科学专业的学生、软件工程师还是对Linux内核开发感兴趣的爱好者，Linux内核开发入门课程都将为你提供一个扎实的学习平台，帮助你掌握Linux内核开发的基础知识，为进一步深入研究和应用Linux内核打下坚实的基础。

这一讲，主要分享如何在内核开模块开发中如何避免命名冲突。

1.如何在内核开发过程中，避免命名冲突

先简单说下避免技巧，目前主要比较常用的方法如下。

使用自己定义的前缀
并且使用static 进行修饰

2. 背景

当我们编写自己的小段代码程序时，如c,c++,java程序时，我们使用变量名称通常是比较随意，而且大家也是容易理解的。另一方面，如果你正在编写模块开发，这里有个比较大的问题，你就要考虑，你自己的定义的变量名称，以及你会看到你自己定义的全局变量，与其他人的全局变量一起组成的整个变量;

这时候，一些变量的名称可能会发生冲突。当一个程序有许多全局变量，这些变量没有足够的意义来区分它们时，就会产生名称空间污染。
在大型项目中，必须努力记住这些名称，并找到方法来开发命名唯一变量名称和符号的方案。

在编写内核代码时，哪怕你是一个很小的模块，这些小的模块也会链接到整个内核，所以这必将是一个需要认真考虑的问题。那么如何处理这种问题？

当前，处理这个问题的最佳方法是将所有变量声明为静态变量，并为符号使用定义良好的前缀。按照惯例，所有内核前缀都是小写的。例如你的变量名称都已你这个模块名称为前缀，这样就会极大降低冲突的概率。下面总结目前常见所有有效的避免冲突污染的方法。

3.避免冲突污染方法

在内核开发过程中，为了避免命名冲突，可以采取以下几种方法：

命名空间（Namespace）：Linux内核提供了命名空间机制，它可以将全局符号隔离到不同的命名空间中。通过在代码中使用合适的命名空间，可以确保内核模块中的符号不会与其他模块或内核中的符号发生冲突。
静态变量和局部变量：在内核开发中，尽量使用静态变量和局部变量，而避免使用全局变量。静态变量和局部变量的作用域限制在其定义的函数或代码块中，在不同的函数或代码块中可以使用相同的变量名而不会发生冲突。
前缀命名约定：为了避免符号冲突，可以在命名时添加特定的前缀或命名约定。例如，在内核开发中，常见的做法是给不同的模块或子系统添加特定的前缀，以示区分。
使用宏定义：使用宏定义可以在代码中定义常量或函数，避免直接使用变量名或函数名。通过使用唯一的宏定义名称，可以减少命名冲突的可能性。
模块化设计：将功能划分为模块，并在设计时确保每个模块具有清晰的接口和功能边界。通过模块化设计，可以将不同的功能隔离开来，减少命名冲突的可能性。

4.了解下文件/proc/kallsyms

如何避免命名污染，好在 linux 早就考虑到了这一点，有个地方可以供你查下，他就是 /proc/kallsyms 文件的用途。

文件 /proc/kallsyms 是一个特殊的文件，用于在 Linux系统中查看内核符号表。它提供了内核中所有公开的符号（函数、变量和地址）的列表和其对应的地址。

符号表是一个记录了程序中使用的所有符号（如函数和变量）及其对应地址的表格。在内核开发中，内核符号表对于调试和分析内核非常有用。
通过查看 /proc/kallsyms 文件，可以获取内核中所有已加载模块和驱动程序的符号信息。

/proc/kallsyms 文件的内容以行为单位，每一行包含一个符号的信息，包括符号的地址、类型和名称。通常，内核符号表中的符号名称以"_"开头。

[app@vm-10-21-centos meilying]$ head -n 10  /proc/kallsyms
0000000000000000 A irq_stack_union
0000000000000000 A __per_cpu_start
0000000000000000 A init_tss
0000000000000000 A __per_cpu_user_mapped_start
0000000000000000 A exception_stacks
0000000000000000 A gdt_page
0000000000000000 A kaiser_scratch
0000000000000000 A spec_ctrl_pcp
0000000000000000 A kaiser_enabled_pcp
0000000000000000 A cpu_debug_store

需要注意的是，访问 /proc/kallsyms 文件需要具有足够的权限。只有具有特权的用户（如root用户）才能读取该文件。

总而言之，/proc/kallsyms文件提供了一种查看内核符号表的方式，我们可以在内核开发和调试过程中了解内核中的符号信息。

文件保存了内核知道的所有符号，因此您的模块可以访问这些符号，由于共享内核的代码空间，以避免出现命名污染。