Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jikos/hid
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / kernel-documentation.rst
1 ==========================
2 Linux Kernel Documentation
3 ==========================
4
5 Introduction
6 ============
7
8 The Linux kernel uses `Sphinx`_ to generate pretty documentation from
9 `reStructuredText`_ files under ``Documentation``. To build the documentation in
10 HTML or PDF formats, use ``make htmldocs`` or ``make pdfdocs``. The generated
11 documentation is placed in ``Documentation/output``.
12
13 .. _Sphinx: http://www.sphinx-doc.org/
14 .. _reStructuredText: http://docutils.sourceforge.net/rst.html
15
16 The reStructuredText files may contain directives to include structured
17 documentation comments, or kernel-doc comments, from source files. Usually these
18 are used to describe the functions and types and design of the code. The
19 kernel-doc comments have some special structure and formatting, but beyond that
20 they are also treated as reStructuredText.
21
22 There is also the deprecated DocBook toolchain to generate documentation from
23 DocBook XML template files under ``Documentation/DocBook``. The DocBook files
24 are to be converted to reStructuredText, and the toolchain is slated to be
25 removed.
26
27 Finally, there are thousands of plain text documentation files scattered around
28 ``Documentation``. Some of these will likely be converted to reStructuredText
29 over time, but the bulk of them will remain in plain text.
30
31 Sphinx Build
32 ============
33
34 The usual way to generate the documentation is to run ``make htmldocs`` or
35 ``make pdfdocs``. There are also other formats available, see the documentation
36 section of ``make help``. The generated documentation is placed in
37 format-specific subdirectories under ``Documentation/output``.
38
39 To generate documentation, Sphinx (``sphinx-build``) must obviously be
40 installed. For prettier HTML output, the Read the Docs Sphinx theme
41 (``sphinx_rtd_theme``) is used if available. For PDF output, ``rst2pdf`` is also
42 needed. All of these are widely available and packaged in distributions.
43
44 To pass extra options to Sphinx, you can use the ``SPHINXOPTS`` make
45 variable. For example, use ``make SPHINXOPTS=-v htmldocs`` to get more verbose
46 output.
47
48 To remove the generated documentation, run ``make cleandocs``.
49
50 Writing Documentation
51 =====================
52
53 Adding new documentation can be as simple as:
54
55 1. Add a new ``.rst`` file somewhere under ``Documentation``.
56 2. Refer to it from the Sphinx main `TOC tree`_ in ``Documentation/index.rst``.
57
58 .. _TOC tree: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/toctree.html
59
60 This is usually good enough for simple documentation (like the one you're
61 reading right now), but for larger documents it may be advisable to create a
62 subdirectory (or use an existing one). For example, the graphics subsystem
63 documentation is under ``Documentation/gpu``, split to several ``.rst`` files,
64 and has a separate ``index.rst`` (with a ``toctree`` of its own) referenced from
65 the main index.
66
67 See the documentation for `Sphinx`_ and `reStructuredText`_ on what you can do
68 with them. In particular, the Sphinx `reStructuredText Primer`_ is a good place
69 to get started with reStructuredText. There are also some `Sphinx specific
70 markup constructs`_.
71
72 .. _reStructuredText Primer: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/rest.html
73 .. _Sphinx specific markup constructs: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/index.html
74
75 Specific guidelines for the kernel documentation
76 ------------------------------------------------
77
78 Here are some specific guidelines for the kernel documentation:
79
80 * Please don't go overboard with reStructuredText markup. Keep it simple.
81
82 * Please stick to this order of heading adornments:
83
84   1. ``=`` with overline for document title::
85
86        ==============
87        Document title
88        ==============
89
90   2. ``=`` for chapters::
91
92        Chapters
93        ========
94
95   3. ``-`` for sections::
96
97        Section
98        -------
99
100   4. ``~`` for subsections::
101
102        Subsection
103        ~~~~~~~~~~
104
105   Although RST doesn't mandate a specific order ("Rather than imposing a fixed
106   number and order of section title adornment styles, the order enforced will be
107   the order as encountered."), having the higher levels the same overall makes
108   it easier to follow the documents.
109
110
111 the C domain
112 ------------
113
114 The `Sphinx C Domain`_ (name c) is suited for documentation of C API. E.g. a
115 function prototype:
116
117 .. code-block:: rst
118
119     .. c:function:: int ioctl( int fd, int request )
120
121 The C domain of the kernel-doc has some additional features. E.g. you can
122 *rename* the reference name of a function with a common name like ``open`` or
123 ``ioctl``:
124
125 .. code-block:: rst
126
127      .. c:function:: int ioctl( int fd, int request )
128         :name: VIDIOC_LOG_STATUS
129
130 The func-name (e.g. ioctl) remains in the output but the ref-name changed from
131 ``ioctl`` to ``VIDIOC_LOG_STATUS``. The index entry for this function is also
132 changed to ``VIDIOC_LOG_STATUS`` and the function can now referenced by:
133
134 .. code-block:: rst
135
136      :c:func:`VIDIOC_LOG_STATUS`
137
138
139 list tables
140 -----------
141
142 We recommend the use of *list table* formats. The *list table* formats are
143 double-stage lists. Compared to the ASCII-art they might not be as
144 comfortable for 
145 readers of the text files. Their advantage is that they are easy to
146 create or modify and that the diff of a modification is much more meaningful,
147 because it is limited to the modified content.
148
149 The ``flat-table`` is a double-stage list similar to the ``list-table`` with
150 some additional features:
151
152 * column-span: with the role ``cspan`` a cell can be extended through
153   additional columns
154
155 * row-span: with the role ``rspan`` a cell can be extended through
156   additional rows
157
158 * auto span rightmost cell of a table row over the missing cells on the right
159   side of that table-row.  With Option ``:fill-cells:`` this behavior can
160   changed from *auto span* to *auto fill*, which automatically inserts (empty)
161   cells instead of spanning the last cell.
162
163 options:
164
165 * ``:header-rows:``   [int] count of header rows
166 * ``:stub-columns:``  [int] count of stub columns
167 * ``:widths:``        [[int] [int] ... ] widths of columns
168 * ``:fill-cells:``    instead of auto-spanning missing cells, insert missing cells
169
170 roles:
171
172 * ``:cspan:`` [int] additional columns (*morecols*)
173 * ``:rspan:`` [int] additional rows (*morerows*)
174
175 The example below shows how to use this markup.  The first level of the staged
176 list is the *table-row*. In the *table-row* there is only one markup allowed,
177 the list of the cells in this *table-row*. Exceptions are *comments* ( ``..`` )
178 and *targets* (e.g. a ref to ``:ref:`last row <last row>``` / :ref:`last row
179 <last row>`).
180
181 .. code-block:: rst
182
183    .. flat-table:: table title
184       :widths: 2 1 1 3
185
186       * - head col 1
187         - head col 2
188         - head col 3
189         - head col 4
190
191       * - column 1
192         - field 1.1
193         - field 1.2 with autospan
194
195       * - column 2
196         - field 2.1
197         - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3
198
199       * .. _`last row`:
200
201         - column 3
202
203 Rendered as:
204
205    .. flat-table:: table title
206       :widths: 2 1 1 3
207
208       * - head col 1
209         - head col 2
210         - head col 3
211         - head col 4
212
213       * - column 1
214         - field 1.1
215         - field 1.2 with autospan
216
217       * - column 2
218         - field 2.1
219         - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3
220
221       * .. _`last row`:
222
223         - column 3
224
225
226 Including kernel-doc comments
227 =============================
228
229 The Linux kernel source files may contain structured documentation comments, or
230 kernel-doc comments to describe the functions and types and design of the
231 code. The documentation comments may be included to any of the reStructuredText
232 documents using a dedicated kernel-doc Sphinx directive extension.
233
234 The kernel-doc directive is of the format::
235
236   .. kernel-doc:: source
237      :option:
238
239 The *source* is the path to a source file, relative to the kernel source
240 tree. The following directive options are supported:
241
242 export: *[source-pattern ...]*
243   Include documentation for all functions in *source* that have been exported
244   using ``EXPORT_SYMBOL`` or ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` either in *source* or in any
245   of the files specified by *source-pattern*.
246
247   The *source-pattern* is useful when the kernel-doc comments have been placed
248   in header files, while ``EXPORT_SYMBOL`` and ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` are next to
249   the function definitions.
250
251   Examples::
252
253     .. kernel-doc:: lib/bitmap.c
254        :export:
255
256     .. kernel-doc:: include/net/mac80211.h
257        :export: net/mac80211/*.c
258
259 internal: *[source-pattern ...]*
260   Include documentation for all functions and types in *source* that have
261   **not** been exported using ``EXPORT_SYMBOL`` or ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` either
262   in *source* or in any of the files specified by *source-pattern*.
263
264   Example::
265
266     .. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/i915/intel_audio.c
267        :internal:
268
269 doc: *title*
270   Include documentation for the ``DOC:`` paragraph identified by *title* in
271   *source*. Spaces are allowed in *title*; do not quote the *title*. The *title*
272   is only used as an identifier for the paragraph, and is not included in the
273   output. Please make sure to have an appropriate heading in the enclosing
274   reStructuredText document.
275
276   Example::
277
278     .. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/i915/intel_audio.c
279        :doc: High Definition Audio over HDMI and Display Port
280
281 functions: *function* *[...]*
282   Include documentation for each *function* in *source*.
283
284   Example::
285
286     .. kernel-doc:: lib/bitmap.c
287        :functions: bitmap_parselist bitmap_parselist_user
288
289 Without options, the kernel-doc directive includes all documentation comments
290 from the source file.
291
292 The kernel-doc extension is included in the kernel source tree, at
293 ``Documentation/sphinx/kernel-doc.py``. Internally, it uses the
294 ``scripts/kernel-doc`` script to extract the documentation comments from the
295 source.
296
297 .. _kernel_doc:
298
299 Writing kernel-doc comments
300 ===========================
301
302 In order to provide embedded, "C" friendly, easy to maintain, but consistent and
303 extractable overview, function and type documentation, the Linux kernel has
304 adopted a consistent style for documentation comments. The format for this
305 documentation is called the kernel-doc format, described below. This style
306 embeds the documentation within the source files, using a few simple conventions
307 for adding documentation paragraphs and documenting functions and their
308 parameters, structures and unions and their members, enumerations, and typedefs.
309
310 .. note:: The kernel-doc format is deceptively similar to gtk-doc or Doxygen,
311    yet distinctively different, for historical reasons. The kernel source
312    contains tens of thousands of kernel-doc comments. Please stick to the style
313    described here.
314
315 The ``scripts/kernel-doc`` script is used by the Sphinx kernel-doc extension in
316 the documentation build to extract this embedded documentation into the various
317 HTML, PDF, and other format documents.
318
319 In order to provide good documentation of kernel functions and data structures,
320 please use the following conventions to format your kernel-doc comments in the
321 Linux kernel source.
322
323 How to format kernel-doc comments
324 ---------------------------------
325
326 The opening comment mark ``/**`` is reserved for kernel-doc comments. Only
327 comments so marked will be considered by the ``kernel-doc`` tool. Use it only
328 for comment blocks that contain kernel-doc formatted comments. The usual ``*/``
329 should be used as the closing comment marker. The lines in between should be
330 prefixed by `` * `` (space star space).
331
332 The function and type kernel-doc comments should be placed just before the
333 function or type being described. The overview kernel-doc comments may be freely
334 placed at the top indentation level.
335
336 Example kernel-doc function comment::
337
338   /**
339    * foobar() - Brief description of foobar.
340    * @arg: Description of argument of foobar.
341    *
342    * Longer description of foobar.
343    *
344    * Return: Description of return value of foobar.
345    */
346   int foobar(int arg)
347
348 The format is similar for documentation for structures, enums, paragraphs,
349 etc. See the sections below for details.
350
351 The kernel-doc structure is extracted from the comments, and proper `Sphinx C
352 Domain`_ function and type descriptions with anchors are generated for them. The
353 descriptions are filtered for special kernel-doc highlights and
354 cross-references. See below for details.
355
356 .. _Sphinx C Domain: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/domains.html
357
358 Highlights and cross-references
359 -------------------------------
360
361 The following special patterns are recognized in the kernel-doc comment
362 descriptive text and converted to proper reStructuredText markup and `Sphinx C
363 Domain`_ references.
364
365 .. attention:: The below are **only** recognized within kernel-doc comments,
366                **not** within normal reStructuredText documents.
367
368 ``funcname()``
369   Function reference.
370
371 ``@parameter``
372   Name of a function parameter. (No cross-referencing, just formatting.)
373
374 ``%CONST``
375   Name of a constant. (No cross-referencing, just formatting.)
376
377 ``$ENVVAR``
378   Name of an environment variable. (No cross-referencing, just formatting.)
379
380 ``&struct name``
381   Structure reference.
382
383 ``&enum name``
384   Enum reference.
385
386 ``&typedef name``
387   Typedef reference.
388
389 ``&struct_name->member`` or ``&struct_name.member``
390   Structure or union member reference. The cross-reference will be to the struct
391   or union definition, not the member directly.
392
393 ``&name``
394   A generic type reference. Prefer using the full reference described above
395   instead. This is mostly for legacy comments.
396
397 Cross-referencing from reStructuredText
398 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
399
400 To cross-reference the functions and types defined in the kernel-doc comments
401 from reStructuredText documents, please use the `Sphinx C Domain`_
402 references. For example::
403
404   See function :c:func:`foo` and struct/union/enum/typedef :c:type:`bar`.
405
406 While the type reference works with just the type name, without the
407 struct/union/enum/typedef part in front, you may want to use::
408
409   See :c:type:`struct foo <foo>`.
410   See :c:type:`union bar <bar>`.
411   See :c:type:`enum baz <baz>`.
412   See :c:type:`typedef meh <meh>`.
413
414 This will produce prettier links, and is in line with how kernel-doc does the
415 cross-references.
416
417 For further details, please refer to the `Sphinx C Domain`_ documentation.
418
419 Function documentation
420 ----------------------
421
422 The general format of a function and function-like macro kernel-doc comment is::
423
424   /**
425    * function_name() - Brief description of function.
426    * @arg1: Describe the first argument.
427    * @arg2: Describe the second argument.
428    *        One can provide multiple line descriptions
429    *        for arguments.
430    *
431    * A longer description, with more discussion of the function function_name()
432    * that might be useful to those using or modifying it. Begins with an
433    * empty comment line, and may include additional embedded empty
434    * comment lines.
435    *
436    * The longer description may have multiple paragraphs.
437    *
438    * Return: Describe the return value of foobar.
439    *
440    * The return value description can also have multiple paragraphs, and should
441    * be placed at the end of the comment block.
442    */
443
444 The brief description following the function name may span multiple lines, and
445 ends with an ``@argument:`` description, a blank comment line, or the end of the
446 comment block.
447
448 The kernel-doc function comments describe each parameter to the function, in
449 order, with the ``@argument:`` descriptions. The ``@argument:`` descriptions
450 must begin on the very next line following the opening brief function
451 description line, with no intervening blank comment lines. The ``@argument:``
452 descriptions may span multiple lines. The continuation lines may contain
453 indentation. If a function parameter is ``...`` (varargs), it should be listed
454 in kernel-doc notation as: ``@...:``.
455
456 The return value, if any, should be described in a dedicated section at the end
457 of the comment starting with "Return:".
458
459 Structure, union, and enumeration documentation
460 -----------------------------------------------
461
462 The general format of a struct, union, and enum kernel-doc comment is::
463
464   /**
465    * struct struct_name - Brief description.
466    * @member_name: Description of member member_name.
467    *
468    * Description of the structure.
469    */
470
471 Below, "struct" is used to mean structs, unions and enums, and "member" is used
472 to mean struct and union members as well as enumerations in an enum.
473
474 The brief description following the structure name may span multiple lines, and
475 ends with a ``@member:`` description, a blank comment line, or the end of the
476 comment block.
477
478 The kernel-doc data structure comments describe each member of the structure, in
479 order, with the ``@member:`` descriptions. The ``@member:`` descriptions must
480 begin on the very next line following the opening brief function description
481 line, with no intervening blank comment lines. The ``@member:`` descriptions may
482 span multiple lines. The continuation lines may contain indentation.
483
484 In-line member documentation comments
485 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
486
487 The structure members may also be documented in-line within the definition::
488
489   /**
490    * struct foo - Brief description.
491    * @foo: The Foo member.
492    */
493   struct foo {
494         int foo;
495         /**
496          * @bar: The Bar member.
497          */
498         int bar;
499         /**
500          * @baz: The Baz member.
501          *
502          * Here, the member description may contain several paragraphs.
503          */
504         int baz;
505   }
506
507 Private members
508 ~~~~~~~~~~~~~~~
509
510 Inside a struct description, you can use the "private:" and "public:" comment
511 tags. Structure fields that are inside a "private:" area are not listed in the
512 generated output documentation.  The "private:" and "public:" tags must begin
513 immediately following a ``/*`` comment marker.  They may optionally include
514 comments between the ``:`` and the ending ``*/`` marker.
515
516 Example::
517
518   /**
519    * struct my_struct - short description
520    * @a: first member
521    * @b: second member
522    *
523    * Longer description
524    */
525   struct my_struct {
526       int a;
527       int b;
528   /* private: internal use only */
529       int c;
530   };
531
532
533 Typedef documentation
534 ---------------------
535
536 The general format of a typedef kernel-doc comment is::
537
538   /**
539    * typedef type_name - Brief description.
540    *
541    * Description of the type.
542    */
543
544 Overview documentation comments
545 -------------------------------
546
547 To facilitate having source code and comments close together, you can include
548 kernel-doc documentation blocks that are free-form comments instead of being
549 kernel-doc for functions, structures, unions, enums, or typedefs. This could be
550 used for something like a theory of operation for a driver or library code, for
551 example.
552
553 This is done by using a ``DOC:`` section keyword with a section title.
554
555 The general format of an overview or high-level documentation comment is::
556
557   /**
558    * DOC: Theory of Operation
559    *
560    * The whizbang foobar is a dilly of a gizmo. It can do whatever you
561    * want it to do, at any time. It reads your mind. Here's how it works.
562    *
563    * foo bar splat
564    *
565    * The only drawback to this gizmo is that is can sometimes damage
566    * hardware, software, or its subject(s).
567    */
568
569 The title following ``DOC:`` acts as a heading within the source file, but also
570 as an identifier for extracting the documentation comment. Thus, the title must
571 be unique within the file.
572
573 Recommendations
574 ---------------
575
576 We definitely need kernel-doc formatted documentation for functions that are
577 exported to loadable modules using ``EXPORT_SYMBOL`` or ``EXPORT_SYMBOL_GPL``.
578
579 We also look to provide kernel-doc formatted documentation for functions
580 externally visible to other kernel files (not marked "static").
581
582 We also recommend providing kernel-doc formatted documentation for private (file
583 "static") routines, for consistency of kernel source code layout. But this is
584 lower priority and at the discretion of the MAINTAINER of that kernel source
585 file.
586
587 Data structures visible in kernel include files should also be documented using
588 kernel-doc formatted comments.
589
590 DocBook XML [DEPRECATED]
591 ========================
592
593 .. attention::
594
595    This section describes the deprecated DocBook XML toolchain. Please do not
596    create new DocBook XML template files. Please consider converting existing
597    DocBook XML templates files to Sphinx/reStructuredText.
598
599 Converting DocBook to Sphinx
600 ----------------------------
601
602 Over time, we expect all of the documents under ``Documentation/DocBook`` to be
603 converted to Sphinx and reStructuredText. For most DocBook XML documents, a good
604 enough solution is to use the simple ``Documentation/sphinx/tmplcvt`` script,
605 which uses ``pandoc`` under the hood. For example::
606
607   $ cd Documentation/sphinx
608   $ ./tmplcvt ../DocBook/in.tmpl ../out.rst
609
610 Then edit the resulting rst files to fix any remaining issues, and add the
611 document in the ``toctree`` in ``Documentation/index.rst``.
612
613 Components of the kernel-doc system
614 -----------------------------------
615
616 Many places in the source tree have extractable documentation in the form of
617 block comments above functions. The components of this system are:
618
619 - ``scripts/kernel-doc``
620
621   This is a perl script that hunts for the block comments and can mark them up
622   directly into reStructuredText, DocBook, man, text, and HTML. (No, not
623   texinfo.)
624
625 - ``Documentation/DocBook/*.tmpl``
626
627   These are XML template files, which are normal XML files with special
628   place-holders for where the extracted documentation should go.
629
630 - ``scripts/docproc.c``
631
632   This is a program for converting XML template files into XML files. When a
633   file is referenced it is searched for symbols exported (EXPORT_SYMBOL), to be
634   able to distinguish between internal and external functions.
635
636   It invokes kernel-doc, giving it the list of functions that are to be
637   documented.
638
639   Additionally it is used to scan the XML template files to locate all the files
640   referenced herein. This is used to generate dependency information as used by
641   make.
642
643 - ``Makefile``
644
645   The targets 'xmldocs', 'psdocs', 'pdfdocs', and 'htmldocs' are used to build
646   DocBook XML files, PostScript files, PDF files, and html files in
647   Documentation/DocBook. The older target 'sgmldocs' is equivalent to 'xmldocs'.
648
649 - ``Documentation/DocBook/Makefile``
650
651   This is where C files are associated with SGML templates.
652
653 How to use kernel-doc comments in DocBook XML template files
654 ------------------------------------------------------------
655
656 DocBook XML template files (\*.tmpl) are like normal XML files, except that they
657 can contain escape sequences where extracted documentation should be inserted.
658
659 ``!E<filename>`` is replaced by the documentation, in ``<filename>``, for
660 functions that are exported using ``EXPORT_SYMBOL``: the function list is
661 collected from files listed in ``Documentation/DocBook/Makefile``.
662
663 ``!I<filename>`` is replaced by the documentation for functions that are **not**
664 exported using ``EXPORT_SYMBOL``.
665
666 ``!D<filename>`` is used to name additional files to search for functions
667 exported using ``EXPORT_SYMBOL``.
668
669 ``!F<filename> <function [functions...]>`` is replaced by the documentation, in
670 ``<filename>``, for the functions listed.
671
672 ``!P<filename> <section title>`` is replaced by the contents of the ``DOC:``
673 section titled ``<section title>`` from ``<filename>``. Spaces are allowed in
674 ``<section title>``; do not quote the ``<section title>``.
675
676 ``!C<filename>`` is replaced by nothing, but makes the tools check that all DOC:
677 sections and documented functions, symbols, etc. are used. This makes sense to
678 use when you use ``!F`` or ``!P`` only and want to verify that all documentation
679 is included.