Documentation/CodingStyle: Convert to ReST markup
[cascardo/linux.git] / Documentation / CodingStyle
1 Linux kernel coding style
2 =========================
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 1) Indentation
17 --------------
18
19 Tabs are 8 characters, and thus indentations are also 8 characters.
20 There are heretic movements that try to make indentations 4 (or even 2!)
21 characters deep, and that is akin to trying to define the value of PI to
22 be 3.
23
24 Rationale: The whole idea behind indentation is to clearly define where
25 a block of control starts and ends.  Especially when you've been looking
26 at your screen for 20 straight hours, you'll find it a lot easier to see
27 how the indentation works if you have large indentations.
28
29 Now, some people will claim that having 8-character indentations makes
30 the code move too far to the right, and makes it hard to read on a
31 80-character terminal screen.  The answer to that is that if you need
32 more than 3 levels of indentation, you're screwed anyway, and should fix
33 your program.
34
35 In short, 8-char indents make things easier to read, and have the added
36 benefit of warning you when you're nesting your functions too deep.
37 Heed that warning.
38
39 The preferred way to ease multiple indentation levels in a switch statement is
40 to align the "switch" and its subordinate "case" labels in the same column
41 instead of "double-indenting" the "case" labels.  E.g.:
42
43 .. code-block:: c
44
45         switch (suffix) {
46         case 'G':
47         case 'g':
48                 mem <<= 30;
49                 break;
50         case 'M':
51         case 'm':
52                 mem <<= 20;
53                 break;
54         case 'K':
55         case 'k':
56                 mem <<= 10;
57                 /* fall through */
58         default:
59                 break;
60         }
61
62 Don't put multiple statements on a single line unless you have
63 something to hide:
64
65 .. code-block:: c
66
67         if (condition) do_this;
68           do_something_everytime;
69
70 Don't put multiple assignments on a single line either.  Kernel coding style
71 is super simple.  Avoid tricky expressions.
72
73 Outside of comments, documentation and except in Kconfig, spaces are never
74 used for indentation, and the above example is deliberately broken.
75
76 Get a decent editor and don't leave whitespace at the end of lines.
77
78
79 2) Breaking long lines and strings
80 ----------------------------------
81
82 Coding style is all about readability and maintainability using commonly
83 available tools.
84
85 The limit on the length of lines is 80 columns and this is a strongly
86 preferred limit.
87
88 Statements longer than 80 columns will be broken into sensible chunks, unless
89 exceeding 80 columns significantly increases readability and does not hide
90 information. Descendants are always substantially shorter than the parent and
91 are placed substantially to the right. The same applies to function headers
92 with a long argument list. However, never break user-visible strings such as
93 printk messages, because that breaks the ability to grep for them.
94
95
96 3) Placing Braces and Spaces
97 ----------------------------
98
99 The other issue that always comes up in C styling is the placement of
100 braces.  Unlike the indent size, there are few technical reasons to
101 choose one placement strategy over the other, but the preferred way, as
102 shown to us by the prophets Kernighan and Ritchie, is to put the opening
103 brace last on the line, and put the closing brace first, thusly:
104
105 .. code-block:: c
106
107         if (x is true) {
108                 we do y
109         }
110
111 This applies to all non-function statement blocks (if, switch, for,
112 while, do).  E.g.:
113
114 .. code-block:: c
115
116         switch (action) {
117         case KOBJ_ADD:
118                 return "add";
119         case KOBJ_REMOVE:
120                 return "remove";
121         case KOBJ_CHANGE:
122                 return "change";
123         default:
124                 return NULL;
125         }
126
127 However, there is one special case, namely functions: they have the
128 opening brace at the beginning of the next line, thus:
129
130 .. code-block:: c
131
132         int function(int x)
133         {
134                 body of function
135         }
136
137 Heretic people all over the world have claimed that this inconsistency
138 is ...  well ...  inconsistent, but all right-thinking people know that
139 (a) K&R are _right_ and (b) K&R are right.  Besides, functions are
140 special anyway (you can't nest them in C).
141
142 Note that the closing brace is empty on a line of its own, _except_ in
143 the cases where it is followed by a continuation of the same statement,
144 ie a "while" in a do-statement or an "else" in an if-statement, like
145 this:
146
147 .. code-block:: c
148
149         do {
150                 body of do-loop
151         } while (condition);
152
153 and
154
155 .. code-block:: c
156
157         if (x == y) {
158                 ..
159         } else if (x > y) {
160                 ...
161         } else {
162                 ....
163         }
164
165 Rationale: K&R.
166
167 Also, note that this brace-placement also minimizes the number of empty
168 (or almost empty) lines, without any loss of readability.  Thus, as the
169 supply of new-lines on your screen is not a renewable resource (think
170 25-line terminal screens here), you have more empty lines to put
171 comments on.
172
173 Do not unnecessarily use braces where a single statement will do.
174
175 .. code-block:: c
176
177         if (condition)
178                 action();
179
180 and
181
182 .. code-block:: none
183
184         if (condition)
185                 do_this();
186         else
187                 do_that();
188
189 This does not apply if only one branch of a conditional statement is a single
190 statement; in the latter case use braces in both branches:
191
192 .. code-block:: c
193
194         if (condition) {
195                 do_this();
196                 do_that();
197         } else {
198                 otherwise();
199         }
200
201 3.1) Spaces
202 ***********
203
204 Linux kernel style for use of spaces depends (mostly) on
205 function-versus-keyword usage.  Use a space after (most) keywords.  The
206 notable exceptions are sizeof, typeof, alignof, and __attribute__, which look
207 somewhat like functions (and are usually used with parentheses in Linux,
208 although they are not required in the language, as in: ``sizeof info`` after
209 ``struct fileinfo info;`` is declared).
210
211 So use a space after these keywords::
212
213         if, switch, case, for, do, while
214
215 but not with sizeof, typeof, alignof, or __attribute__.  E.g.,
216
217 .. code-block:: c
218
219
220         s = sizeof(struct file);
221
222 Do not add spaces around (inside) parenthesized expressions.  This example is
223 **bad**:
224
225 .. code-block:: c
226
227
228         s = sizeof( struct file );
229
230 When declaring pointer data or a function that returns a pointer type, the
231 preferred use of '\*' is adjacent to the data name or function name and not
232 adjacent to the type name.  Examples:
233
234 .. code-block:: c
235
236
237         char *linux_banner;
238         unsigned long long memparse(char *ptr, char **retptr);
239         char *match_strdup(substring_t *s);
240
241 Use one space around (on each side of) most binary and ternary operators,
242 such as any of these::
243
244         =  +  -  <  >  *  /  %  |  &  ^  <=  >=  ==  !=  ?  :
245
246 but no space after unary operators::
247
248         &  *  +  -  ~  !  sizeof  typeof  alignof  __attribute__  defined
249
250 no space before the postfix increment & decrement unary operators::
251
252         ++  --
253
254 no space after the prefix increment & decrement unary operators::
255
256         ++  --
257
258 and no space around the '.' and "->" structure member operators.
259
260 Do not leave trailing whitespace at the ends of lines.  Some editors with
261 "smart" indentation will insert whitespace at the beginning of new lines as
262 appropriate, so you can start typing the next line of code right away.
263 However, some such editors do not remove the whitespace if you end up not
264 putting a line of code there, such as if you leave a blank line.  As a result,
265 you end up with lines containing trailing whitespace.
266
267 Git will warn you about patches that introduce trailing whitespace, and can
268 optionally strip the trailing whitespace for you; however, if applying a series
269 of patches, this may make later patches in the series fail by changing their
270 context lines.
271
272
273 4) Naming
274 ---------
275
276 C is a Spartan language, and so should your naming be.  Unlike Modula-2
277 and Pascal programmers, C programmers do not use cute names like
278 ThisVariableIsATemporaryCounter.  A C programmer would call that
279 variable "tmp", which is much easier to write, and not the least more
280 difficult to understand.
281
282 HOWEVER, while mixed-case names are frowned upon, descriptive names for
283 global variables are a must.  To call a global function "foo" is a
284 shooting offense.
285
286 GLOBAL variables (to be used only if you _really_ need them) need to
287 have descriptive names, as do global functions.  If you have a function
288 that counts the number of active users, you should call that
289 "count_active_users()" or similar, you should _not_ call it "cntusr()".
290
291 Encoding the type of a function into the name (so-called Hungarian
292 notation) is brain damaged - the compiler knows the types anyway and can
293 check those, and it only confuses the programmer.  No wonder MicroSoft
294 makes buggy programs.
295
296 LOCAL variable names should be short, and to the point.  If you have
297 some random integer loop counter, it should probably be called "i".
298 Calling it "loop_counter" is non-productive, if there is no chance of it
299 being mis-understood.  Similarly, "tmp" can be just about any type of
300 variable that is used to hold a temporary value.
301
302 If you are afraid to mix up your local variable names, you have another
303 problem, which is called the function-growth-hormone-imbalance syndrome.
304 See chapter 6 (Functions).
305
306
307 5) Typedefs
308 -----------
309
310 Please don't use things like "vps_t".
311 It's a _mistake_ to use typedef for structures and pointers. When you see a
312
313 .. code-block:: c
314
315
316         vps_t a;
317
318 in the source, what does it mean?
319 In contrast, if it says
320
321 .. code-block:: c
322
323         struct virtual_container *a;
324
325 you can actually tell what "a" is.
326
327 Lots of people think that typedefs "help readability". Not so. They are
328 useful only for:
329
330  (a) totally opaque objects (where the typedef is actively used to _hide_
331      what the object is).
332
333      Example: "pte_t" etc. opaque objects that you can only access using
334      the proper accessor functions.
335
336      NOTE! Opaqueness and "accessor functions" are not good in themselves.
337      The reason we have them for things like pte_t etc. is that there
338      really is absolutely _zero_ portably accessible information there.
339
340  (b) Clear integer types, where the abstraction _helps_ avoid confusion
341      whether it is "int" or "long".
342
343      u8/u16/u32 are perfectly fine typedefs, although they fit into
344      category (d) better than here.
345
346      NOTE! Again - there needs to be a _reason_ for this. If something is
347      "unsigned long", then there's no reason to do
348
349         typedef unsigned long myflags_t;
350
351      but if there is a clear reason for why it under certain circumstances
352      might be an "unsigned int" and under other configurations might be
353      "unsigned long", then by all means go ahead and use a typedef.
354
355  (c) when you use sparse to literally create a _new_ type for
356      type-checking.
357
358  (d) New types which are identical to standard C99 types, in certain
359      exceptional circumstances.
360
361      Although it would only take a short amount of time for the eyes and
362      brain to become accustomed to the standard types like 'uint32_t',
363      some people object to their use anyway.
364
365      Therefore, the Linux-specific 'u8/u16/u32/u64' types and their
366      signed equivalents which are identical to standard types are
367      permitted -- although they are not mandatory in new code of your
368      own.
369
370      When editing existing code which already uses one or the other set
371      of types, you should conform to the existing choices in that code.
372
373  (e) Types safe for use in userspace.
374
375      In certain structures which are visible to userspace, we cannot
376      require C99 types and cannot use the 'u32' form above. Thus, we
377      use __u32 and similar types in all structures which are shared
378      with userspace.
379
380 Maybe there are other cases too, but the rule should basically be to NEVER
381 EVER use a typedef unless you can clearly match one of those rules.
382
383 In general, a pointer, or a struct that has elements that can reasonably
384 be directly accessed should _never_ be a typedef.
385
386
387 6) Functions
388 ------------
389
390 Functions should be short and sweet, and do just one thing.  They should
391 fit on one or two screenfuls of text (the ISO/ANSI screen size is 80x24,
392 as we all know), and do one thing and do that well.
393
394 The maximum length of a function is inversely proportional to the
395 complexity and indentation level of that function.  So, if you have a
396 conceptually simple function that is just one long (but simple)
397 case-statement, where you have to do lots of small things for a lot of
398 different cases, it's OK to have a longer function.
399
400 However, if you have a complex function, and you suspect that a
401 less-than-gifted first-year high-school student might not even
402 understand what the function is all about, you should adhere to the
403 maximum limits all the more closely.  Use helper functions with
404 descriptive names (you can ask the compiler to in-line them if you think
405 it's performance-critical, and it will probably do a better job of it
406 than you would have done).
407
408 Another measure of the function is the number of local variables.  They
409 shouldn't exceed 5-10, or you're doing something wrong.  Re-think the
410 function, and split it into smaller pieces.  A human brain can
411 generally easily keep track of about 7 different things, anything more
412 and it gets confused.  You know you're brilliant, but maybe you'd like
413 to understand what you did 2 weeks from now.
414
415 In source files, separate functions with one blank line.  If the function is
416 exported, the **EXPORT** macro for it should follow immediately after the
417 closing function brace line.  E.g.:
418
419 .. code-block:: c
420
421         int system_is_up(void)
422         {
423                 return system_state == SYSTEM_RUNNING;
424         }
425         EXPORT_SYMBOL(system_is_up);
426
427 In function prototypes, include parameter names with their data types.
428 Although this is not required by the C language, it is preferred in Linux
429 because it is a simple way to add valuable information for the reader.
430
431
432 7) Centralized exiting of functions
433 -----------------------------------
434
435 Albeit deprecated by some people, the equivalent of the goto statement is
436 used frequently by compilers in form of the unconditional jump instruction.
437
438 The goto statement comes in handy when a function exits from multiple
439 locations and some common work such as cleanup has to be done.  If there is no
440 cleanup needed then just return directly.
441
442 Choose label names which say what the goto does or why the goto exists.  An
443 example of a good name could be "out_free_buffer:" if the goto frees "buffer".
444 Avoid using GW-BASIC names like "err1:" and "err2:", as you would have to
445 renumber them if you ever add or remove exit paths, and they make correctness
446 difficult to verify anyway.
447
448 It is advised to indent labels with a single space (not tab), so that
449 "diff -p" does not confuse labels with functions.
450
451 The rationale for using gotos is:
452
453 - unconditional statements are easier to understand and follow
454 - nesting is reduced
455 - errors by not updating individual exit points when making
456   modifications are prevented
457 - saves the compiler work to optimize redundant code away ;)
458
459 .. code-block:: c
460
461         int fun(int a)
462         {
463                 int result = 0;
464                 char *buffer;
465
466                 buffer = kmalloc(SIZE, GFP_KERNEL);
467                 if (!buffer)
468                         return -ENOMEM;
469
470                 if (condition1) {
471                         while (loop1) {
472                                 ...
473                         }
474                         result = 1;
475                         goto out_buffer;
476                 }
477                 ...
478          out_free_buffer:
479                 kfree(buffer);
480                 return result;
481         }
482
483 A common type of bug to be aware of is "one err bugs" which look like this:
484
485 .. code-block:: c
486
487          err:
488                 kfree(foo->bar);
489                 kfree(foo);
490                 return ret;
491
492 The bug in this code is that on some exit paths "foo" is NULL.  Normally the
493 fix for this is to split it up into two error labels "err_free_bar:" and
494 "err_free_foo:":
495
496 .. code-block:: c
497
498          err_free_bar:
499                 kfree(foo->bar);
500          err_free_foo:
501                 kfree(foo);
502                 return ret;
503
504 Ideally you should simulate errors to test all exit paths.
505
506
507 8) Commenting
508 -------------
509
510 Comments are good, but there is also a danger of over-commenting.  NEVER
511 try to explain HOW your code works in a comment: it's much better to
512 write the code so that the _working_ is obvious, and it's a waste of
513 time to explain badly written code.
514
515 Generally, you want your comments to tell WHAT your code does, not HOW.
516 Also, try to avoid putting comments inside a function body: if the
517 function is so complex that you need to separately comment parts of it,
518 you should probably go back to chapter 6 for a while.  You can make
519 small comments to note or warn about something particularly clever (or
520 ugly), but try to avoid excess.  Instead, put the comments at the head
521 of the function, telling people what it does, and possibly WHY it does
522 it.
523
524 When commenting the kernel API functions, please use the kernel-doc format.
525 See the files Documentation/kernel-documentation.rst and scripts/kernel-doc
526 for details.
527
528 The preferred style for long (multi-line) comments is:
529
530 .. code-block:: c
531
532         /*
533          * This is the preferred style for multi-line
534          * comments in the Linux kernel source code.
535          * Please use it consistently.
536          *
537          * Description:  A column of asterisks on the left side,
538          * with beginning and ending almost-blank lines.
539          */
540
541 For files in net/ and drivers/net/ the preferred style for long (multi-line)
542 comments is a little different.
543
544 .. code-block:: c
545
546         /* The preferred comment style for files in net/ and drivers/net
547          * looks like this.
548          *
549          * It is nearly the same as the generally preferred comment style,
550          * but there is no initial almost-blank line.
551          */
552
553 It's also important to comment data, whether they are basic types or derived
554 types.  To this end, use just one data declaration per line (no commas for
555 multiple data declarations).  This leaves you room for a small comment on each
556 item, explaining its use.
557
558
559 9) You've made a mess of it
560 ---------------------------
561
562 That's OK, we all do.  You've probably been told by your long-time Unix
563 user helper that "GNU emacs" automatically formats the C sources for
564 you, and you've noticed that yes, it does do that, but the defaults it
565 uses are less than desirable (in fact, they are worse than random
566 typing - an infinite number of monkeys typing into GNU emacs would never
567 make a good program).
568
569 So, you can either get rid of GNU emacs, or change it to use saner
570 values.  To do the latter, you can stick the following in your .emacs file:
571
572 .. code-block:: none
573
574   (defun c-lineup-arglist-tabs-only (ignored)
575     "Line up argument lists by tabs, not spaces"
576     (let* ((anchor (c-langelem-pos c-syntactic-element))
577            (column (c-langelem-2nd-pos c-syntactic-element))
578            (offset (- (1+ column) anchor))
579            (steps (floor offset c-basic-offset)))
580       (* (max steps 1)
581          c-basic-offset)))
582
583   (add-hook 'c-mode-common-hook
584             (lambda ()
585               ;; Add kernel style
586               (c-add-style
587                "linux-tabs-only"
588                '("linux" (c-offsets-alist
589                           (arglist-cont-nonempty
590                            c-lineup-gcc-asm-reg
591                            c-lineup-arglist-tabs-only))))))
592
593   (add-hook 'c-mode-hook
594             (lambda ()
595               (let ((filename (buffer-file-name)))
596                 ;; Enable kernel mode for the appropriate files
597                 (when (and filename
598                            (string-match (expand-file-name "~/src/linux-trees")
599                                          filename))
600                   (setq indent-tabs-mode t)
601                   (setq show-trailing-whitespace t)
602                   (c-set-style "linux-tabs-only")))))
603
604 This will make emacs go better with the kernel coding style for C
605 files below ``~/src/linux-trees``.
606
607 But even if you fail in getting emacs to do sane formatting, not
608 everything is lost: use "indent".
609
610 Now, again, GNU indent has the same brain-dead settings that GNU emacs
611 has, which is why you need to give it a few command line options.
612 However, that's not too bad, because even the makers of GNU indent
613 recognize the authority of K&R (the GNU people aren't evil, they are
614 just severely misguided in this matter), so you just give indent the
615 options "-kr -i8" (stands for "K&R, 8 character indents"), or use
616 "scripts/Lindent", which indents in the latest style.
617
618 "indent" has a lot of options, and especially when it comes to comment
619 re-formatting you may want to take a look at the man page.  But
620 remember: "indent" is not a fix for bad programming.
621
622
623 10) Kconfig configuration files
624 -------------------------------
625
626 For all of the Kconfig* configuration files throughout the source tree,
627 the indentation is somewhat different.  Lines under a "config" definition
628 are indented with one tab, while help text is indented an additional two
629 spaces.  Example::
630
631   config AUDIT
632         bool "Auditing support"
633         depends on NET
634         help
635           Enable auditing infrastructure that can be used with another
636           kernel subsystem, such as SELinux (which requires this for
637           logging of avc messages output).  Does not do system-call
638           auditing without CONFIG_AUDITSYSCALL.
639
640 Seriously dangerous features (such as write support for certain
641 filesystems) should advertise this prominently in their prompt string::
642
643   config ADFS_FS_RW
644         bool "ADFS write support (DANGEROUS)"
645         depends on ADFS_FS
646         ...
647
648 For full documentation on the configuration files, see the file
649 Documentation/kbuild/kconfig-language.txt.
650
651
652 11) Data structures
653 -------------------
654
655 Data structures that have visibility outside the single-threaded
656 environment they are created and destroyed in should always have
657 reference counts.  In the kernel, garbage collection doesn't exist (and
658 outside the kernel garbage collection is slow and inefficient), which
659 means that you absolutely _have_ to reference count all your uses.
660
661 Reference counting means that you can avoid locking, and allows multiple
662 users to have access to the data structure in parallel - and not having
663 to worry about the structure suddenly going away from under them just
664 because they slept or did something else for a while.
665
666 Note that locking is _not_ a replacement for reference counting.
667 Locking is used to keep data structures coherent, while reference
668 counting is a memory management technique.  Usually both are needed, and
669 they are not to be confused with each other.
670
671 Many data structures can indeed have two levels of reference counting,
672 when there are users of different "classes".  The subclass count counts
673 the number of subclass users, and decrements the global count just once
674 when the subclass count goes to zero.
675
676 Examples of this kind of "multi-level-reference-counting" can be found in
677 memory management ("struct mm_struct": mm_users and mm_count), and in
678 filesystem code ("struct super_block": s_count and s_active).
679
680 Remember: if another thread can find your data structure, and you don't
681 have a reference count on it, you almost certainly have a bug.
682
683
684 12) Macros, Enums and RTL
685 -------------------------
686
687 Names of macros defining constants and labels in enums are capitalized.
688
689 .. code-block:: c
690
691         #define CONSTANT 0x12345
692
693 Enums are preferred when defining several related constants.
694
695 CAPITALIZED macro names are appreciated but macros resembling functions
696 may be named in lower case.
697
698 Generally, inline functions are preferable to macros resembling functions.
699
700 Macros with multiple statements should be enclosed in a do - while block:
701
702 .. code-block:: c
703
704         #define macrofun(a, b, c)                       \
705                 do {                                    \
706                         if (a == 5)                     \
707                                 do_this(b, c);          \
708                 } while (0)
709
710 Things to avoid when using macros:
711
712 1) macros that affect control flow:
713
714 .. code-block:: c
715
716         #define FOO(x)                                  \
717                 do {                                    \
718                         if (blah(x) < 0)                \
719                                 return -EBUGGERED;      \
720                 } while (0)
721
722 is a _very_ bad idea.  It looks like a function call but exits the "calling"
723 function; don't break the internal parsers of those who will read the code.
724
725 2) macros that depend on having a local variable with a magic name:
726
727 .. code-block:: c
728
729         #define FOO(val) bar(index, val)
730
731 might look like a good thing, but it's confusing as hell when one reads the
732 code and it's prone to breakage from seemingly innocent changes.
733
734 3) macros with arguments that are used as l-values: FOO(x) = y; will
735 bite you if somebody e.g. turns FOO into an inline function.
736
737 4) forgetting about precedence: macros defining constants using expressions
738 must enclose the expression in parentheses. Beware of similar issues with
739 macros using parameters.
740
741 .. code-block:: c
742
743         #define CONSTANT 0x4000
744         #define CONSTEXP (CONSTANT | 3)
745
746 5) namespace collisions when defining local variables in macros resembling
747 functions:
748
749 .. code-block:: c
750
751         #define FOO(x)                          \
752         ({                                      \
753                 typeof(x) ret;                  \
754                 ret = calc_ret(x);              \
755                 (ret);                          \
756         })
757
758 ret is a common name for a local variable - __foo_ret is less likely
759 to collide with an existing variable.
760
761 The cpp manual deals with macros exhaustively. The gcc internals manual also
762 covers RTL which is used frequently with assembly language in the kernel.
763
764
765 13) Printing kernel messages
766 ----------------------------
767
768 Kernel developers like to be seen as literate. Do mind the spelling
769 of kernel messages to make a good impression. Do not use crippled
770 words like "dont"; use "do not" or "don't" instead.  Make the messages
771 concise, clear, and unambiguous.
772
773 Kernel messages do not have to be terminated with a period.
774
775 Printing numbers in parentheses (%d) adds no value and should be avoided.
776
777 There are a number of driver model diagnostic macros in <linux/device.h>
778 which you should use to make sure messages are matched to the right device
779 and driver, and are tagged with the right level:  dev_err(), dev_warn(),
780 dev_info(), and so forth.  For messages that aren't associated with a
781 particular device, <linux/printk.h> defines pr_notice(), pr_info(),
782 pr_warn(), pr_err(), etc.
783
784 Coming up with good debugging messages can be quite a challenge; and once
785 you have them, they can be a huge help for remote troubleshooting.  However
786 debug message printing is handled differently than printing other non-debug
787 messages.  While the other pr_XXX() functions print unconditionally,
788 pr_debug() does not; it is compiled out by default, unless either DEBUG is
789 defined or CONFIG_DYNAMIC_DEBUG is set.  That is true for dev_dbg() also,
790 and a related convention uses VERBOSE_DEBUG to add dev_vdbg() messages to
791 the ones already enabled by DEBUG.
792
793 Many subsystems have Kconfig debug options to turn on -DDEBUG in the
794 corresponding Makefile; in other cases specific files #define DEBUG.  And
795 when a debug message should be unconditionally printed, such as if it is
796 already inside a debug-related #ifdef section, printk(KERN_DEBUG ...) can be
797 used.
798
799
800 14) Allocating memory
801 ---------------------
802
803 The kernel provides the following general purpose memory allocators:
804 kmalloc(), kzalloc(), kmalloc_array(), kcalloc(), vmalloc(), and
805 vzalloc().  Please refer to the API documentation for further information
806 about them.
807
808 The preferred form for passing a size of a struct is the following:
809
810 .. code-block:: c
811
812         p = kmalloc(sizeof(*p), ...);
813
814 The alternative form where struct name is spelled out hurts readability and
815 introduces an opportunity for a bug when the pointer variable type is changed
816 but the corresponding sizeof that is passed to a memory allocator is not.
817
818 Casting the return value which is a void pointer is redundant. The conversion
819 from void pointer to any other pointer type is guaranteed by the C programming
820 language.
821
822 The preferred form for allocating an array is the following:
823
824 .. code-block:: c
825
826         p = kmalloc_array(n, sizeof(...), ...);
827
828 The preferred form for allocating a zeroed array is the following:
829
830 .. code-block:: c
831
832         p = kcalloc(n, sizeof(...), ...);
833
834 Both forms check for overflow on the allocation size n * sizeof(...),
835 and return NULL if that occurred.
836
837
838 15) The inline disease
839 ----------------------
840
841 There appears to be a common misperception that gcc has a magic "make me
842 faster" speedup option called "inline". While the use of inlines can be
843 appropriate (for example as a means of replacing macros, see Chapter 12), it
844 very often is not. Abundant use of the inline keyword leads to a much bigger
845 kernel, which in turn slows the system as a whole down, due to a bigger
846 icache footprint for the CPU and simply because there is less memory
847 available for the pagecache. Just think about it; a pagecache miss causes a
848 disk seek, which easily takes 5 milliseconds. There are a LOT of cpu cycles
849 that can go into these 5 milliseconds.
850
851 A reasonable rule of thumb is to not put inline at functions that have more
852 than 3 lines of code in them. An exception to this rule are the cases where
853 a parameter is known to be a compiletime constant, and as a result of this
854 constantness you *know* the compiler will be able to optimize most of your
855 function away at compile time. For a good example of this later case, see
856 the kmalloc() inline function.
857
858 Often people argue that adding inline to functions that are static and used
859 only once is always a win since there is no space tradeoff. While this is
860 technically correct, gcc is capable of inlining these automatically without
861 help, and the maintenance issue of removing the inline when a second user
862 appears outweighs the potential value of the hint that tells gcc to do
863 something it would have done anyway.
864
865
866 16) Function return values and names
867 ------------------------------------
868
869 Functions can return values of many different kinds, and one of the
870 most common is a value indicating whether the function succeeded or
871 failed.  Such a value can be represented as an error-code integer
872 (-Exxx = failure, 0 = success) or a "succeeded" boolean (0 = failure,
873 non-zero = success).
874
875 Mixing up these two sorts of representations is a fertile source of
876 difficult-to-find bugs.  If the C language included a strong distinction
877 between integers and booleans then the compiler would find these mistakes
878 for us... but it doesn't.  To help prevent such bugs, always follow this
879 convention::
880
881         If the name of a function is an action or an imperative command,
882         the function should return an error-code integer.  If the name
883         is a predicate, the function should return a "succeeded" boolean.
884
885 For example, "add work" is a command, and the add_work() function returns 0
886 for success or -EBUSY for failure.  In the same way, "PCI device present" is
887 a predicate, and the pci_dev_present() function returns 1 if it succeeds in
888 finding a matching device or 0 if it doesn't.
889
890 All EXPORTed functions must respect this convention, and so should all
891 public functions.  Private (static) functions need not, but it is
892 recommended that they do.
893
894 Functions whose return value is the actual result of a computation, rather
895 than an indication of whether the computation succeeded, are not subject to
896 this rule.  Generally they indicate failure by returning some out-of-range
897 result.  Typical examples would be functions that return pointers; they use
898 NULL or the ERR_PTR mechanism to report failure.
899
900
901 17) Don't re-invent the kernel macros
902 -------------------------------------
903
904 The header file include/linux/kernel.h contains a number of macros that
905 you should use, rather than explicitly coding some variant of them yourself.
906 For example, if you need to calculate the length of an array, take advantage
907 of the macro
908
909 .. code-block:: c
910
911         #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
912
913 Similarly, if you need to calculate the size of some structure member, use
914
915 .. code-block:: c
916
917         #define FIELD_SIZEOF(t, f) (sizeof(((t*)0)->f))
918
919 There are also min() and max() macros that do strict type checking if you
920 need them.  Feel free to peruse that header file to see what else is already
921 defined that you shouldn't reproduce in your code.
922
923
924 18) Editor modelines and other cruft
925 ------------------------------------
926
927 Some editors can interpret configuration information embedded in source files,
928 indicated with special markers.  For example, emacs interprets lines marked
929 like this:
930
931 .. code-block:: c
932
933         -*- mode: c -*-
934
935 Or like this:
936
937 .. code-block:: c
938
939         /*
940         Local Variables:
941         compile-command: "gcc -DMAGIC_DEBUG_FLAG foo.c"
942         End:
943         */
944
945 Vim interprets markers that look like this:
946
947 .. code-block:: c
948
949         /* vim:set sw=8 noet */
950
951 Do not include any of these in source files.  People have their own personal
952 editor configurations, and your source files should not override them.  This
953 includes markers for indentation and mode configuration.  People may use their
954 own custom mode, or may have some other magic method for making indentation
955 work correctly.
956
957
958 19) Inline assembly
959 -------------------
960
961 In architecture-specific code, you may need to use inline assembly to interface
962 with CPU or platform functionality.  Don't hesitate to do so when necessary.
963 However, don't use inline assembly gratuitously when C can do the job.  You can
964 and should poke hardware from C when possible.
965
966 Consider writing simple helper functions that wrap common bits of inline
967 assembly, rather than repeatedly writing them with slight variations.  Remember
968 that inline assembly can use C parameters.
969
970 Large, non-trivial assembly functions should go in .S files, with corresponding
971 C prototypes defined in C header files.  The C prototypes for assembly
972 functions should use "asmlinkage".
973
974 You may need to mark your asm statement as volatile, to prevent GCC from
975 removing it if GCC doesn't notice any side effects.  You don't always need to
976 do so, though, and doing so unnecessarily can limit optimization.
977
978 When writing a single inline assembly statement containing multiple
979 instructions, put each instruction on a separate line in a separate quoted
980 string, and end each string except the last with \n\t to properly indent the
981 next instruction in the assembly output:
982
983 .. code-block:: c
984
985         asm ("magic %reg1, #42\n\t"
986              "more_magic %reg2, %reg3"
987              : /* outputs */ : /* inputs */ : /* clobbers */);
988
989
990 20) Conditional Compilation
991 ---------------------------
992
993 Wherever possible, don't use preprocessor conditionals (#if, #ifdef) in .c
994 files; doing so makes code harder to read and logic harder to follow.  Instead,
995 use such conditionals in a header file defining functions for use in those .c
996 files, providing no-op stub versions in the #else case, and then call those
997 functions unconditionally from .c files.  The compiler will avoid generating
998 any code for the stub calls, producing identical results, but the logic will
999 remain easy to follow.
1000
1001 Prefer to compile out entire functions, rather than portions of functions or
1002 portions of expressions.  Rather than putting an ifdef in an expression, factor
1003 out part or all of the expression into a separate helper function and apply the
1004 conditional to that function.
1005
1006 If you have a function or variable which may potentially go unused in a
1007 particular configuration, and the compiler would warn about its definition
1008 going unused, mark the definition as __maybe_unused rather than wrapping it in
1009 a preprocessor conditional.  (However, if a function or variable *always* goes
1010 unused, delete it.)
1011
1012 Within code, where possible, use the IS_ENABLED macro to convert a Kconfig
1013 symbol into a C boolean expression, and use it in a normal C conditional:
1014
1015 .. code-block:: c
1016
1017         if (IS_ENABLED(CONFIG_SOMETHING)) {
1018                 ...
1019         }
1020
1021 The compiler will constant-fold the conditional away, and include or exclude
1022 the block of code just as with an #ifdef, so this will not add any runtime
1023 overhead.  However, this approach still allows the C compiler to see the code
1024 inside the block, and check it for correctness (syntax, types, symbol
1025 references, etc).  Thus, you still have to use an #ifdef if the code inside the
1026 block references symbols that will not exist if the condition is not met.
1027
1028 At the end of any non-trivial #if or #ifdef block (more than a few lines),
1029 place a comment after the #endif on the same line, noting the conditional
1030 expression used.  For instance:
1031
1032 .. code-block:: c
1033
1034         #ifdef CONFIG_SOMETHING
1035         ...
1036         #endif /* CONFIG_SOMETHING */
1037
1038
1039 Appendix I) References
1040 ----------------------
1041
1042 The C Programming Language, Second Edition
1043 by Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie.
1044 Prentice Hall, Inc., 1988.
1045 ISBN 0-13-110362-8 (paperback), 0-13-110370-9 (hardback).
1046
1047 The Practice of Programming
1048 by Brian W. Kernighan and Rob Pike.
1049 Addison-Wesley, Inc., 1999.
1050 ISBN 0-201-61586-X.
1051
1052 GNU manuals - where in compliance with K&R and this text - for cpp, gcc,
1053 gcc internals and indent, all available from http://www.gnu.org/manual/
1054
1055 WG14 is the international standardization working group for the programming
1056 language C, URL: http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/
1057
1058 Kernel CodingStyle, by greg@kroah.com at OLS 2002:
1059 http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2002_kernel_codingstyle_talk/html/