CodingStyle: Clarify and complete chapter 7
[cascardo/linux.git] / Documentation / CodingStyle
1
2                 Linux kernel coding style
3
4 This is a short document describing the preferred coding style for the
5 linux kernel.  Coding style is very personal, and I won't _force_ my
6 views on anybody, but this is what goes for anything that I have to be
7 able to maintain, and I'd prefer it for most other things too.  Please
8 at least consider the points made here.
9
10 First off, I'd suggest printing out a copy of the GNU coding standards,
11 and NOT read it.  Burn them, it's a great symbolic gesture.
12
13 Anyway, here goes:
14
15
16                 Chapter 1: Indentation
17
18 Tabs are 8 characters, and thus indentations are also 8 characters.
19 There are heretic movements that try to make indentations 4 (or even 2!)
20 characters deep, and that is akin to trying to define the value of PI to
21 be 3.
22
23 Rationale: The whole idea behind indentation is to clearly define where
24 a block of control starts and ends.  Especially when you've been looking
25 at your screen for 20 straight hours, you'll find it a lot easier to see
26 how the indentation works if you have large indentations.
27
28 Now, some people will claim that having 8-character indentations makes
29 the code move too far to the right, and makes it hard to read on a
30 80-character terminal screen.  The answer to that is that if you need
31 more than 3 levels of indentation, you're screwed anyway, and should fix
32 your program.
33
34 In short, 8-char indents make things easier to read, and have the added
35 benefit of warning you when you're nesting your functions too deep.
36 Heed that warning.
37
38 The preferred way to ease multiple indentation levels in a switch statement is
39 to align the "switch" and its subordinate "case" labels in the same column
40 instead of "double-indenting" the "case" labels.  E.g.:
41
42         switch (suffix) {
43         case 'G':
44         case 'g':
45                 mem <<= 30;
46                 break;
47         case 'M':
48         case 'm':
49                 mem <<= 20;
50                 break;
51         case 'K':
52         case 'k':
53                 mem <<= 10;
54                 /* fall through */
55         default:
56                 break;
57         }
58
59 Don't put multiple statements on a single line unless you have
60 something to hide:
61
62         if (condition) do_this;
63           do_something_everytime;
64
65 Don't put multiple assignments on a single line either.  Kernel coding style
66 is super simple.  Avoid tricky expressions.
67
68 Outside of comments, documentation and except in Kconfig, spaces are never
69 used for indentation, and the above example is deliberately broken.
70
71 Get a decent editor and don't leave whitespace at the end of lines.
72
73
74                 Chapter 2: Breaking long lines and strings
75
76 Coding style is all about readability and maintainability using commonly
77 available tools.
78
79 The limit on the length of lines is 80 columns and this is a strongly
80 preferred limit.
81
82 Statements longer than 80 columns will be broken into sensible chunks, unless
83 exceeding 80 columns significantly increases readability and does not hide
84 information. Descendants are always substantially shorter than the parent and
85 are placed substantially to the right. The same applies to function headers
86 with a long argument list. However, never break user-visible strings such as
87 printk messages, because that breaks the ability to grep for them.
88
89
90                 Chapter 3: Placing Braces and Spaces
91
92 The other issue that always comes up in C styling is the placement of
93 braces.  Unlike the indent size, there are few technical reasons to
94 choose one placement strategy over the other, but the preferred way, as
95 shown to us by the prophets Kernighan and Ritchie, is to put the opening
96 brace last on the line, and put the closing brace first, thusly:
97
98         if (x is true) {
99                 we do y
100         }
101
102 This applies to all non-function statement blocks (if, switch, for,
103 while, do).  E.g.:
104
105         switch (action) {
106         case KOBJ_ADD:
107                 return "add";
108         case KOBJ_REMOVE:
109                 return "remove";
110         case KOBJ_CHANGE:
111                 return "change";
112         default:
113                 return NULL;
114         }
115
116 However, there is one special case, namely functions: they have the
117 opening brace at the beginning of the next line, thus:
118
119         int function(int x)
120         {
121                 body of function
122         }
123
124 Heretic people all over the world have claimed that this inconsistency
125 is ...  well ...  inconsistent, but all right-thinking people know that
126 (a) K&R are _right_ and (b) K&R are right.  Besides, functions are
127 special anyway (you can't nest them in C).
128
129 Note that the closing brace is empty on a line of its own, _except_ in
130 the cases where it is followed by a continuation of the same statement,
131 ie a "while" in a do-statement or an "else" in an if-statement, like
132 this:
133
134         do {
135                 body of do-loop
136         } while (condition);
137
138 and
139
140         if (x == y) {
141                 ..
142         } else if (x > y) {
143                 ...
144         } else {
145                 ....
146         }
147
148 Rationale: K&R.
149
150 Also, note that this brace-placement also minimizes the number of empty
151 (or almost empty) lines, without any loss of readability.  Thus, as the
152 supply of new-lines on your screen is not a renewable resource (think
153 25-line terminal screens here), you have more empty lines to put
154 comments on.
155
156 Do not unnecessarily use braces where a single statement will do.
157
158         if (condition)
159                 action();
160
161 and
162
163         if (condition)
164                 do_this();
165         else
166                 do_that();
167
168 This does not apply if only one branch of a conditional statement is a single
169 statement; in the latter case use braces in both branches:
170
171         if (condition) {
172                 do_this();
173                 do_that();
174         } else {
175                 otherwise();
176         }
177
178                 3.1:  Spaces
179
180 Linux kernel style for use of spaces depends (mostly) on
181 function-versus-keyword usage.  Use a space after (most) keywords.  The
182 notable exceptions are sizeof, typeof, alignof, and __attribute__, which look
183 somewhat like functions (and are usually used with parentheses in Linux,
184 although they are not required in the language, as in: "sizeof info" after
185 "struct fileinfo info;" is declared).
186
187 So use a space after these keywords:
188
189         if, switch, case, for, do, while
190
191 but not with sizeof, typeof, alignof, or __attribute__.  E.g.,
192
193         s = sizeof(struct file);
194
195 Do not add spaces around (inside) parenthesized expressions.  This example is
196 *bad*:
197
198         s = sizeof( struct file );
199
200 When declaring pointer data or a function that returns a pointer type, the
201 preferred use of '*' is adjacent to the data name or function name and not
202 adjacent to the type name.  Examples:
203
204         char *linux_banner;
205         unsigned long long memparse(char *ptr, char **retptr);
206         char *match_strdup(substring_t *s);
207
208 Use one space around (on each side of) most binary and ternary operators,
209 such as any of these:
210
211         =  +  -  <  >  *  /  %  |  &  ^  <=  >=  ==  !=  ?  :
212
213 but no space after unary operators:
214
215         &  *  +  -  ~  !  sizeof  typeof  alignof  __attribute__  defined
216
217 no space before the postfix increment & decrement unary operators:
218
219         ++  --
220
221 no space after the prefix increment & decrement unary operators:
222
223         ++  --
224
225 and no space around the '.' and "->" structure member operators.
226
227 Do not leave trailing whitespace at the ends of lines.  Some editors with
228 "smart" indentation will insert whitespace at the beginning of new lines as
229 appropriate, so you can start typing the next line of code right away.
230 However, some such editors do not remove the whitespace if you end up not
231 putting a line of code there, such as if you leave a blank line.  As a result,
232 you end up with lines containing trailing whitespace.
233
234 Git will warn you about patches that introduce trailing whitespace, and can
235 optionally strip the trailing whitespace for you; however, if applying a series
236 of patches, this may make later patches in the series fail by changing their
237 context lines.
238
239
240                 Chapter 4: Naming
241
242 C is a Spartan language, and so should your naming be.  Unlike Modula-2
243 and Pascal programmers, C programmers do not use cute names like
244 ThisVariableIsATemporaryCounter.  A C programmer would call that
245 variable "tmp", which is much easier to write, and not the least more
246 difficult to understand.
247
248 HOWEVER, while mixed-case names are frowned upon, descriptive names for
249 global variables are a must.  To call a global function "foo" is a
250 shooting offense.
251
252 GLOBAL variables (to be used only if you _really_ need them) need to
253 have descriptive names, as do global functions.  If you have a function
254 that counts the number of active users, you should call that
255 "count_active_users()" or similar, you should _not_ call it "cntusr()".
256
257 Encoding the type of a function into the name (so-called Hungarian
258 notation) is brain damaged - the compiler knows the types anyway and can
259 check those, and it only confuses the programmer.  No wonder MicroSoft
260 makes buggy programs.
261
262 LOCAL variable names should be short, and to the point.  If you have
263 some random integer loop counter, it should probably be called "i".
264 Calling it "loop_counter" is non-productive, if there is no chance of it
265 being mis-understood.  Similarly, "tmp" can be just about any type of
266 variable that is used to hold a temporary value.
267
268 If you are afraid to mix up your local variable names, you have another
269 problem, which is called the function-growth-hormone-imbalance syndrome.
270 See chapter 6 (Functions).
271
272
273                 Chapter 5: Typedefs
274
275 Please don't use things like "vps_t".
276 It's a _mistake_ to use typedef for structures and pointers. When you see a
277
278         vps_t a;
279
280 in the source, what does it mean?
281 In contrast, if it says
282
283         struct virtual_container *a;
284
285 you can actually tell what "a" is.
286
287 Lots of people think that typedefs "help readability". Not so. They are
288 useful only for:
289
290  (a) totally opaque objects (where the typedef is actively used to _hide_
291      what the object is).
292
293      Example: "pte_t" etc. opaque objects that you can only access using
294      the proper accessor functions.
295
296      NOTE! Opaqueness and "accessor functions" are not good in themselves.
297      The reason we have them for things like pte_t etc. is that there
298      really is absolutely _zero_ portably accessible information there.
299
300  (b) Clear integer types, where the abstraction _helps_ avoid confusion
301      whether it is "int" or "long".
302
303      u8/u16/u32 are perfectly fine typedefs, although they fit into
304      category (d) better than here.
305
306      NOTE! Again - there needs to be a _reason_ for this. If something is
307      "unsigned long", then there's no reason to do
308
309         typedef unsigned long myflags_t;
310
311      but if there is a clear reason for why it under certain circumstances
312      might be an "unsigned int" and under other configurations might be
313      "unsigned long", then by all means go ahead and use a typedef.
314
315  (c) when you use sparse to literally create a _new_ type for
316      type-checking.
317
318  (d) New types which are identical to standard C99 types, in certain
319      exceptional circumstances.
320
321      Although it would only take a short amount of time for the eyes and
322      brain to become accustomed to the standard types like 'uint32_t',
323      some people object to their use anyway.
324
325      Therefore, the Linux-specific 'u8/u16/u32/u64' types and their
326      signed equivalents which are identical to standard types are
327      permitted -- although they are not mandatory in new code of your
328      own.
329
330      When editing existing code which already uses one or the other set
331      of types, you should conform to the existing choices in that code.
332
333  (e) Types safe for use in userspace.
334
335      In certain structures which are visible to userspace, we cannot
336      require C99 types and cannot use the 'u32' form above. Thus, we
337      use __u32 and similar types in all structures which are shared
338      with userspace.
339
340 Maybe there are other cases too, but the rule should basically be to NEVER
341 EVER use a typedef unless you can clearly match one of those rules.
342
343 In general, a pointer, or a struct that has elements that can reasonably
344 be directly accessed should _never_ be a typedef.
345
346
347                 Chapter 6: Functions
348
349 Functions should be short and sweet, and do just one thing.  They should
350 fit on one or two screenfuls of text (the ISO/ANSI screen size is 80x24,
351 as we all know), and do one thing and do that well.
352
353 The maximum length of a function is inversely proportional to the
354 complexity and indentation level of that function.  So, if you have a
355 conceptually simple function that is just one long (but simple)
356 case-statement, where you have to do lots of small things for a lot of
357 different cases, it's OK to have a longer function.
358
359 However, if you have a complex function, and you suspect that a
360 less-than-gifted first-year high-school student might not even
361 understand what the function is all about, you should adhere to the
362 maximum limits all the more closely.  Use helper functions with
363 descriptive names (you can ask the compiler to in-line them if you think
364 it's performance-critical, and it will probably do a better job of it
365 than you would have done).
366
367 Another measure of the function is the number of local variables.  They
368 shouldn't exceed 5-10, or you're doing something wrong.  Re-think the
369 function, and split it into smaller pieces.  A human brain can
370 generally easily keep track of about 7 different things, anything more
371 and it gets confused.  You know you're brilliant, but maybe you'd like
372 to understand what you did 2 weeks from now.
373
374 In source files, separate functions with one blank line.  If the function is
375 exported, the EXPORT* macro for it should follow immediately after the closing
376 function brace line.  E.g.:
377
378         int system_is_up(void)
379         {
380                 return system_state == SYSTEM_RUNNING;
381         }
382         EXPORT_SYMBOL(system_is_up);
383
384 In function prototypes, include parameter names with their data types.
385 Although this is not required by the C language, it is preferred in Linux
386 because it is a simple way to add valuable information for the reader.
387
388
389                 Chapter 7: Centralized exiting of functions
390
391 Albeit deprecated by some people, the equivalent of the goto statement is
392 used frequently by compilers in form of the unconditional jump instruction.
393
394 The goto statement comes in handy when a function exits from multiple
395 locations and some common work such as cleanup has to be done.  If there is no
396 cleanup needed then just return directly.
397
398 Choose label names which say what the goto does or why the goto exists.  An
399 example of a good name could be "out_free_buffer:" if the goto frees "buffer".
400 Avoid using GW-BASIC names like "err1:" and "err2:", as you would have to
401 renumber them if you ever add or remove exit paths, and they make correctness
402 difficult to verify anyway.
403
404 It is advised to indent labels with a single space (not tab), so that
405 "diff -p" does not confuse labels with functions.
406
407 The rationale for using gotos is:
408
409 - unconditional statements are easier to understand and follow
410 - nesting is reduced
411 - errors by not updating individual exit points when making
412     modifications are prevented
413 - saves the compiler work to optimize redundant code away ;)
414
415         int fun(int a)
416         {
417                 int result = 0;
418                 char *buffer;
419
420                 buffer = kmalloc(SIZE, GFP_KERNEL);
421                 if (!buffer)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 if (condition1) {
425                         while (loop1) {
426                                 ...
427                         }
428                         result = 1;
429                         goto out_buffer;
430                 }
431                 ...
432          out_free_buffer:
433                 kfree(buffer);
434                 return result;
435         }
436
437 A common type of bug to be aware of is "one err bugs" which look like this:
438
439          err:
440                 kfree(foo->bar);
441                 kfree(foo);
442                 return ret;
443
444 The bug in this code is that on some exit paths "foo" is NULL.  Normally the
445 fix for this is to split it up into two error labels "err_free_bar:" and
446 "err_free_foo:":
447
448          err_free_bar:
449                 kfree(foo->bar);
450          err_free_foo:
451                 kfree(foo);
452                 return ret;
453
454 Ideally you should simulate errors to test all exit paths.
455
456
457                 Chapter 8: Commenting
458
459 Comments are good, but there is also a danger of over-commenting.  NEVER
460 try to explain HOW your code works in a comment: it's much better to
461 write the code so that the _working_ is obvious, and it's a waste of
462 time to explain badly written code.
463
464 Generally, you want your comments to tell WHAT your code does, not HOW.
465 Also, try to avoid putting comments inside a function body: if the
466 function is so complex that you need to separately comment parts of it,
467 you should probably go back to chapter 6 for a while.  You can make
468 small comments to note or warn about something particularly clever (or
469 ugly), but try to avoid excess.  Instead, put the comments at the head
470 of the function, telling people what it does, and possibly WHY it does
471 it.
472
473 When commenting the kernel API functions, please use the kernel-doc format.
474 See the files Documentation/kernel-documentation.rst and scripts/kernel-doc
475 for details.
476
477 Linux style for comments is the C89 "/* ... */" style.
478 Don't use C99-style "// ..." comments.
479
480 The preferred style for long (multi-line) comments is:
481
482         /*
483          * This is the preferred style for multi-line
484          * comments in the Linux kernel source code.
485          * Please use it consistently.
486          *
487          * Description:  A column of asterisks on the left side,
488          * with beginning and ending almost-blank lines.
489          */
490
491 For files in net/ and drivers/net/ the preferred style for long (multi-line)
492 comments is a little different.
493
494         /* The preferred comment style for files in net/ and drivers/net
495          * looks like this.
496          *
497          * It is nearly the same as the generally preferred comment style,
498          * but there is no initial almost-blank line.
499          */
500
501 It's also important to comment data, whether they are basic types or derived
502 types.  To this end, use just one data declaration per line (no commas for
503 multiple data declarations).  This leaves you room for a small comment on each
504 item, explaining its use.
505
506
507                 Chapter 9: You've made a mess of it
508
509 That's OK, we all do.  You've probably been told by your long-time Unix
510 user helper that "GNU emacs" automatically formats the C sources for
511 you, and you've noticed that yes, it does do that, but the defaults it
512 uses are less than desirable (in fact, they are worse than random
513 typing - an infinite number of monkeys typing into GNU emacs would never
514 make a good program).
515
516 So, you can either get rid of GNU emacs, or change it to use saner
517 values.  To do the latter, you can stick the following in your .emacs file:
518
519 (defun c-lineup-arglist-tabs-only (ignored)
520   "Line up argument lists by tabs, not spaces"
521   (let* ((anchor (c-langelem-pos c-syntactic-element))
522          (column (c-langelem-2nd-pos c-syntactic-element))
523          (offset (- (1+ column) anchor))
524          (steps (floor offset c-basic-offset)))
525     (* (max steps 1)
526        c-basic-offset)))
527
528 (add-hook 'c-mode-common-hook
529           (lambda ()
530             ;; Add kernel style
531             (c-add-style
532              "linux-tabs-only"
533              '("linux" (c-offsets-alist
534                         (arglist-cont-nonempty
535                          c-lineup-gcc-asm-reg
536                          c-lineup-arglist-tabs-only))))))
537
538 (add-hook 'c-mode-hook
539           (lambda ()
540             (let ((filename (buffer-file-name)))
541               ;; Enable kernel mode for the appropriate files
542               (when (and filename
543                          (string-match (expand-file-name "~/src/linux-trees")
544                                        filename))
545                 (setq indent-tabs-mode t)
546                 (setq show-trailing-whitespace t)
547                 (c-set-style "linux-tabs-only")))))
548
549 This will make emacs go better with the kernel coding style for C
550 files below ~/src/linux-trees.
551
552 But even if you fail in getting emacs to do sane formatting, not
553 everything is lost: use "indent".
554
555 Now, again, GNU indent has the same brain-dead settings that GNU emacs
556 has, which is why you need to give it a few command line options.
557 However, that's not too bad, because even the makers of GNU indent
558 recognize the authority of K&R (the GNU people aren't evil, they are
559 just severely misguided in this matter), so you just give indent the
560 options "-kr -i8" (stands for "K&R, 8 character indents"), or use
561 "scripts/Lindent", which indents in the latest style.
562
563 "indent" has a lot of options, and especially when it comes to comment
564 re-formatting you may want to take a look at the man page.  But
565 remember: "indent" is not a fix for bad programming.
566
567
568                 Chapter 10: Kconfig configuration files
569
570 For all of the Kconfig* configuration files throughout the source tree,
571 the indentation is somewhat different.  Lines under a "config" definition
572 are indented with one tab, while help text is indented an additional two
573 spaces.  Example:
574
575 config AUDIT
576         bool "Auditing support"
577         depends on NET
578         help
579           Enable auditing infrastructure that can be used with another
580           kernel subsystem, such as SELinux (which requires this for
581           logging of avc messages output).  Does not do system-call
582           auditing without CONFIG_AUDITSYSCALL.
583
584 Seriously dangerous features (such as write support for certain
585 filesystems) should advertise this prominently in their prompt string:
586
587 config ADFS_FS_RW
588         bool "ADFS write support (DANGEROUS)"
589         depends on ADFS_FS
590         ...
591
592 For full documentation on the configuration files, see the file
593 Documentation/kbuild/kconfig-language.txt.
594
595
596                 Chapter 11: Data structures
597
598 Data structures that have visibility outside the single-threaded
599 environment they are created and destroyed in should always have
600 reference counts.  In the kernel, garbage collection doesn't exist (and
601 outside the kernel garbage collection is slow and inefficient), which
602 means that you absolutely _have_ to reference count all your uses.
603
604 Reference counting means that you can avoid locking, and allows multiple
605 users to have access to the data structure in parallel - and not having
606 to worry about the structure suddenly going away from under them just
607 because they slept or did something else for a while.
608
609 Note that locking is _not_ a replacement for reference counting.
610 Locking is used to keep data structures coherent, while reference
611 counting is a memory management technique.  Usually both are needed, and
612 they are not to be confused with each other.
613
614 Many data structures can indeed have two levels of reference counting,
615 when there are users of different "classes".  The subclass count counts
616 the number of subclass users, and decrements the global count just once
617 when the subclass count goes to zero.
618
619 Examples of this kind of "multi-level-reference-counting" can be found in
620 memory management ("struct mm_struct": mm_users and mm_count), and in
621 filesystem code ("struct super_block": s_count and s_active).
622
623 Remember: if another thread can find your data structure, and you don't
624 have a reference count on it, you almost certainly have a bug.
625
626
627                 Chapter 12: Macros, Enums and RTL
628
629 Names of macros defining constants and labels in enums are capitalized.
630
631         #define CONSTANT 0x12345
632
633 Enums are preferred when defining several related constants.
634
635 CAPITALIZED macro names are appreciated but macros resembling functions
636 may be named in lower case.
637
638 Generally, inline functions are preferable to macros resembling functions.
639
640 Macros with multiple statements should be enclosed in a do - while block:
641
642         #define macrofun(a, b, c)                       \
643                 do {                                    \
644                         if (a == 5)                     \
645                                 do_this(b, c);          \
646                 } while (0)
647
648 Things to avoid when using macros:
649
650 1) macros that affect control flow:
651
652         #define FOO(x)                                  \
653                 do {                                    \
654                         if (blah(x) < 0)                \
655                                 return -EBUGGERED;      \
656                 } while (0)
657
658 is a _very_ bad idea.  It looks like a function call but exits the "calling"
659 function; don't break the internal parsers of those who will read the code.
660
661 2) macros that depend on having a local variable with a magic name:
662
663         #define FOO(val) bar(index, val)
664
665 might look like a good thing, but it's confusing as hell when one reads the
666 code and it's prone to breakage from seemingly innocent changes.
667
668 3) macros with arguments that are used as l-values: FOO(x) = y; will
669 bite you if somebody e.g. turns FOO into an inline function.
670
671 4) forgetting about precedence: macros defining constants using expressions
672 must enclose the expression in parentheses. Beware of similar issues with
673 macros using parameters.
674
675         #define CONSTANT 0x4000
676         #define CONSTEXP (CONSTANT | 3)
677
678 5) namespace collisions when defining local variables in macros resembling
679 functions:
680
681 #define FOO(x)                          \
682 ({                                      \
683         typeof(x) ret;                  \
684         ret = calc_ret(x);              \
685         (ret);                          \
686 })
687
688 ret is a common name for a local variable - __foo_ret is less likely
689 to collide with an existing variable.
690
691 The cpp manual deals with macros exhaustively. The gcc internals manual also
692 covers RTL which is used frequently with assembly language in the kernel.
693
694
695                 Chapter 13: Printing kernel messages
696
697 Kernel developers like to be seen as literate. Do mind the spelling
698 of kernel messages to make a good impression. Do not use crippled
699 words like "dont"; use "do not" or "don't" instead.  Make the messages
700 concise, clear, and unambiguous.
701
702 Kernel messages do not have to be terminated with a period.
703
704 Printing numbers in parentheses (%d) adds no value and should be avoided.
705
706 There are a number of driver model diagnostic macros in <linux/device.h>
707 which you should use to make sure messages are matched to the right device
708 and driver, and are tagged with the right level:  dev_err(), dev_warn(),
709 dev_info(), and so forth.  For messages that aren't associated with a
710 particular device, <linux/printk.h> defines pr_notice(), pr_info(),
711 pr_warn(), pr_err(), etc.
712
713 Coming up with good debugging messages can be quite a challenge; and once
714 you have them, they can be a huge help for remote troubleshooting.  However
715 debug message printing is handled differently than printing other non-debug
716 messages.  While the other pr_XXX() functions print unconditionally,
717 pr_debug() does not; it is compiled out by default, unless either DEBUG is
718 defined or CONFIG_DYNAMIC_DEBUG is set.  That is true for dev_dbg() also,
719 and a related convention uses VERBOSE_DEBUG to add dev_vdbg() messages to
720 the ones already enabled by DEBUG.
721
722 Many subsystems have Kconfig debug options to turn on -DDEBUG in the
723 corresponding Makefile; in other cases specific files #define DEBUG.  And
724 when a debug message should be unconditionally printed, such as if it is
725 already inside a debug-related #ifdef section, printk(KERN_DEBUG ...) can be
726 used.
727
728
729                 Chapter 14: Allocating memory
730
731 The kernel provides the following general purpose memory allocators:
732 kmalloc(), kzalloc(), kmalloc_array(), kcalloc(), vmalloc(), and
733 vzalloc().  Please refer to the API documentation for further information
734 about them.
735
736 The preferred form for passing a size of a struct is the following:
737
738         p = kmalloc(sizeof(*p), ...);
739
740 The alternative form where struct name is spelled out hurts readability and
741 introduces an opportunity for a bug when the pointer variable type is changed
742 but the corresponding sizeof that is passed to a memory allocator is not.
743
744 Casting the return value which is a void pointer is redundant. The conversion
745 from void pointer to any other pointer type is guaranteed by the C programming
746 language.
747
748 The preferred form for allocating an array is the following:
749
750         p = kmalloc_array(n, sizeof(...), ...);
751
752 The preferred form for allocating a zeroed array is the following:
753
754         p = kcalloc(n, sizeof(...), ...);
755
756 Both forms check for overflow on the allocation size n * sizeof(...),
757 and return NULL if that occurred.
758
759
760                 Chapter 15: The inline disease
761
762 There appears to be a common misperception that gcc has a magic "make me
763 faster" speedup option called "inline". While the use of inlines can be
764 appropriate (for example as a means of replacing macros, see Chapter 12), it
765 very often is not. Abundant use of the inline keyword leads to a much bigger
766 kernel, which in turn slows the system as a whole down, due to a bigger
767 icache footprint for the CPU and simply because there is less memory
768 available for the pagecache. Just think about it; a pagecache miss causes a
769 disk seek, which easily takes 5 milliseconds. There are a LOT of cpu cycles
770 that can go into these 5 milliseconds.
771
772 A reasonable rule of thumb is to not put inline at functions that have more
773 than 3 lines of code in them. An exception to this rule are the cases where
774 a parameter is known to be a compiletime constant, and as a result of this
775 constantness you *know* the compiler will be able to optimize most of your
776 function away at compile time. For a good example of this later case, see
777 the kmalloc() inline function.
778
779 Often people argue that adding inline to functions that are static and used
780 only once is always a win since there is no space tradeoff. While this is
781 technically correct, gcc is capable of inlining these automatically without
782 help, and the maintenance issue of removing the inline when a second user
783 appears outweighs the potential value of the hint that tells gcc to do
784 something it would have done anyway.
785
786
787                 Chapter 16: Function return values and names
788
789 Functions can return values of many different kinds, and one of the
790 most common is a value indicating whether the function succeeded or
791 failed.  Such a value can be represented as an error-code integer
792 (-Exxx = failure, 0 = success) or a "succeeded" boolean (0 = failure,
793 non-zero = success).
794
795 Mixing up these two sorts of representations is a fertile source of
796 difficult-to-find bugs.  If the C language included a strong distinction
797 between integers and booleans then the compiler would find these mistakes
798 for us... but it doesn't.  To help prevent such bugs, always follow this
799 convention:
800
801         If the name of a function is an action or an imperative command,
802         the function should return an error-code integer.  If the name
803         is a predicate, the function should return a "succeeded" boolean.
804
805 For example, "add work" is a command, and the add_work() function returns 0
806 for success or -EBUSY for failure.  In the same way, "PCI device present" is
807 a predicate, and the pci_dev_present() function returns 1 if it succeeds in
808 finding a matching device or 0 if it doesn't.
809
810 All EXPORTed functions must respect this convention, and so should all
811 public functions.  Private (static) functions need not, but it is
812 recommended that they do.
813
814 Functions whose return value is the actual result of a computation, rather
815 than an indication of whether the computation succeeded, are not subject to
816 this rule.  Generally they indicate failure by returning some out-of-range
817 result.  Typical examples would be functions that return pointers; they use
818 NULL or the ERR_PTR mechanism to report failure.
819
820
821                 Chapter 17:  Don't re-invent the kernel macros
822
823 The header file include/linux/kernel.h contains a number of macros that
824 you should use, rather than explicitly coding some variant of them yourself.
825 For example, if you need to calculate the length of an array, take advantage
826 of the macro
827
828         #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
829
830 Similarly, if you need to calculate the size of some structure member, use
831
832         #define FIELD_SIZEOF(t, f) (sizeof(((t*)0)->f))
833
834 There are also min() and max() macros that do strict type checking if you
835 need them.  Feel free to peruse that header file to see what else is already
836 defined that you shouldn't reproduce in your code.
837
838
839                 Chapter 18:  Editor modelines and other cruft
840
841 Some editors can interpret configuration information embedded in source files,
842 indicated with special markers.  For example, emacs interprets lines marked
843 like this:
844
845         -*- mode: c -*-
846
847 Or like this:
848
849         /*
850         Local Variables:
851         compile-command: "gcc -DMAGIC_DEBUG_FLAG foo.c"
852         End:
853         */
854
855 Vim interprets markers that look like this:
856
857         /* vim:set sw=8 noet */
858
859 Do not include any of these in source files.  People have their own personal
860 editor configurations, and your source files should not override them.  This
861 includes markers for indentation and mode configuration.  People may use their
862 own custom mode, or may have some other magic method for making indentation
863 work correctly.
864
865
866                 Chapter 19:  Inline assembly
867
868 In architecture-specific code, you may need to use inline assembly to interface
869 with CPU or platform functionality.  Don't hesitate to do so when necessary.
870 However, don't use inline assembly gratuitously when C can do the job.  You can
871 and should poke hardware from C when possible.
872
873 Consider writing simple helper functions that wrap common bits of inline
874 assembly, rather than repeatedly writing them with slight variations.  Remember
875 that inline assembly can use C parameters.
876
877 Large, non-trivial assembly functions should go in .S files, with corresponding
878 C prototypes defined in C header files.  The C prototypes for assembly
879 functions should use "asmlinkage".
880
881 You may need to mark your asm statement as volatile, to prevent GCC from
882 removing it if GCC doesn't notice any side effects.  You don't always need to
883 do so, though, and doing so unnecessarily can limit optimization.
884
885 When writing a single inline assembly statement containing multiple
886 instructions, put each instruction on a separate line in a separate quoted
887 string, and end each string except the last with \n\t to properly indent the
888 next instruction in the assembly output:
889
890         asm ("magic %reg1, #42\n\t"
891              "more_magic %reg2, %reg3"
892              : /* outputs */ : /* inputs */ : /* clobbers */);
893
894
895                 Chapter 20: Conditional Compilation
896
897 Wherever possible, don't use preprocessor conditionals (#if, #ifdef) in .c
898 files; doing so makes code harder to read and logic harder to follow.  Instead,
899 use such conditionals in a header file defining functions for use in those .c
900 files, providing no-op stub versions in the #else case, and then call those
901 functions unconditionally from .c files.  The compiler will avoid generating
902 any code for the stub calls, producing identical results, but the logic will
903 remain easy to follow.
904
905 Prefer to compile out entire functions, rather than portions of functions or
906 portions of expressions.  Rather than putting an ifdef in an expression, factor
907 out part or all of the expression into a separate helper function and apply the
908 conditional to that function.
909
910 If you have a function or variable which may potentially go unused in a
911 particular configuration, and the compiler would warn about its definition
912 going unused, mark the definition as __maybe_unused rather than wrapping it in
913 a preprocessor conditional.  (However, if a function or variable *always* goes
914 unused, delete it.)
915
916 Within code, where possible, use the IS_ENABLED macro to convert a Kconfig
917 symbol into a C boolean expression, and use it in a normal C conditional:
918
919         if (IS_ENABLED(CONFIG_SOMETHING)) {
920                 ...
921         }
922
923 The compiler will constant-fold the conditional away, and include or exclude
924 the block of code just as with an #ifdef, so this will not add any runtime
925 overhead.  However, this approach still allows the C compiler to see the code
926 inside the block, and check it for correctness (syntax, types, symbol
927 references, etc).  Thus, you still have to use an #ifdef if the code inside the
928 block references symbols that will not exist if the condition is not met.
929
930 At the end of any non-trivial #if or #ifdef block (more than a few lines),
931 place a comment after the #endif on the same line, noting the conditional
932 expression used.  For instance:
933
934         #ifdef CONFIG_SOMETHING
935         ...
936         #endif /* CONFIG_SOMETHING */
937
938
939                 Appendix I: References
940
941 The C Programming Language, Second Edition
942 by Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie.
943 Prentice Hall, Inc., 1988.
944 ISBN 0-13-110362-8 (paperback), 0-13-110370-9 (hardback).
945
946 The Practice of Programming
947 by Brian W. Kernighan and Rob Pike.
948 Addison-Wesley, Inc., 1999.
949 ISBN 0-201-61586-X.
950
951 GNU manuals - where in compliance with K&R and this text - for cpp, gcc,
952 gcc internals and indent, all available from http://www.gnu.org/manual/
953
954 WG14 is the international standardization working group for the programming
955 language C, URL: http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/
956
957 Kernel CodingStyle, by greg@kroah.com at OLS 2002:
958 http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2002_kernel_codingstyle_talk/html/
959