Merge ath-next from git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvalo/ath.git
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / process / howto.rst
1 HOWTO do Linux kernel development
2 =================================
3
4 This is the be-all, end-all document on this topic.  It contains
5 instructions on how to become a Linux kernel developer and how to learn
6 to work with the Linux kernel development community.  It tries to not
7 contain anything related to the technical aspects of kernel programming,
8 but will help point you in the right direction for that.
9
10 If anything in this document becomes out of date, please send in patches
11 to the maintainer of this file, who is listed at the bottom of the
12 document.
13
14
15 Introduction
16 ------------
17
18 So, you want to learn how to become a Linux kernel developer?  Or you
19 have been told by your manager, "Go write a Linux driver for this
20 device."  This document's goal is to teach you everything you need to
21 know to achieve this by describing the process you need to go through,
22 and hints on how to work with the community.  It will also try to
23 explain some of the reasons why the community works like it does.
24
25 The kernel is written mostly in C, with some architecture-dependent
26 parts written in assembly. A good understanding of C is required for
27 kernel development.  Assembly (any architecture) is not required unless
28 you plan to do low-level development for that architecture.  Though they
29 are not a good substitute for a solid C education and/or years of
30 experience, the following books are good for, if anything, reference:
31
32  - "The C Programming Language" by Kernighan and Ritchie [Prentice Hall]
33  - "Practical C Programming" by Steve Oualline [O'Reilly]
34  - "C:  A Reference Manual" by Harbison and Steele [Prentice Hall]
35
36 The kernel is written using GNU C and the GNU toolchain.  While it
37 adheres to the ISO C89 standard, it uses a number of extensions that are
38 not featured in the standard.  The kernel is a freestanding C
39 environment, with no reliance on the standard C library, so some
40 portions of the C standard are not supported.  Arbitrary long long
41 divisions and floating point are not allowed.  It can sometimes be
42 difficult to understand the assumptions the kernel has on the toolchain
43 and the extensions that it uses, and unfortunately there is no
44 definitive reference for them.  Please check the gcc info pages (`info
45 gcc`) for some information on them.
46
47 Please remember that you are trying to learn how to work with the
48 existing development community.  It is a diverse group of people, with
49 high standards for coding, style and procedure.  These standards have
50 been created over time based on what they have found to work best for
51 such a large and geographically dispersed team.  Try to learn as much as
52 possible about these standards ahead of time, as they are well
53 documented; do not expect people to adapt to you or your company's way
54 of doing things.
55
56
57 Legal Issues
58 ------------
59
60 The Linux kernel source code is released under the GPL.  Please see the
61 file, COPYING, in the main directory of the source tree, for details on
62 the license.  If you have further questions about the license, please
63 contact a lawyer, and do not ask on the Linux kernel mailing list.  The
64 people on the mailing lists are not lawyers, and you should not rely on
65 their statements on legal matters.
66
67 For common questions and answers about the GPL, please see:
68
69         https://www.gnu.org/licenses/gpl-faq.html
70
71
72 Documentation
73 -------------
74
75 The Linux kernel source tree has a large range of documents that are
76 invaluable for learning how to interact with the kernel community.  When
77 new features are added to the kernel, it is recommended that new
78 documentation files are also added which explain how to use the feature.
79 When a kernel change causes the interface that the kernel exposes to
80 userspace to change, it is recommended that you send the information or
81 a patch to the manual pages explaining the change to the manual pages
82 maintainer at mtk.manpages@gmail.com, and CC the list
83 linux-api@vger.kernel.org.
84
85 Here is a list of files that are in the kernel source tree that are
86 required reading:
87
88   :ref:`Documentation/admin-guide/README.rst <readme>`
89     This file gives a short background on the Linux kernel and describes
90     what is necessary to do to configure and build the kernel.  People
91     who are new to the kernel should start here.
92
93   :ref:`Documentation/process/changes.rst <changes>`
94     This file gives a list of the minimum levels of various software
95     packages that are necessary to build and run the kernel
96     successfully.
97
98   :ref:`Documentation/process/coding-style.rst <codingstyle>`
99     This describes the Linux kernel coding style, and some of the
100     rationale behind it. All new code is expected to follow the
101     guidelines in this document. Most maintainers will only accept
102     patches if these rules are followed, and many people will only
103     review code if it is in the proper style.
104
105   :ref:`Documentation/process/submitting-patches.rst <submittingpatches>` and :ref:`Documentation/process/submitting-drivers.rst <submittingdrivers>`
106     These files describe in explicit detail how to successfully create
107     and send a patch, including (but not limited to):
108
109        - Email contents
110        - Email format
111        - Who to send it to
112
113     Following these rules will not guarantee success (as all patches are
114     subject to scrutiny for content and style), but not following them
115     will almost always prevent it.
116
117     Other excellent descriptions of how to create patches properly are:
118
119         "The Perfect Patch"
120                 https://www.ozlabs.org/~akpm/stuff/tpp.txt
121
122         "Linux kernel patch submission format"
123                 http://linux.yyz.us/patch-format.html
124
125   :ref:`Documentation/process/stable-api-nonsense.rst <stable_api_nonsense>`
126     This file describes the rationale behind the conscious decision to
127     not have a stable API within the kernel, including things like:
128
129       - Subsystem shim-layers (for compatibility?)
130       - Driver portability between Operating Systems.
131       - Mitigating rapid change within the kernel source tree (or
132         preventing rapid change)
133
134     This document is crucial for understanding the Linux development
135     philosophy and is very important for people moving to Linux from
136     development on other Operating Systems.
137
138   :ref:`Documentation/admin-guide/security-bugs.rst <securitybugs>`
139     If you feel you have found a security problem in the Linux kernel,
140     please follow the steps in this document to help notify the kernel
141     developers, and help solve the issue.
142
143   :ref:`Documentation/process/management-style.rst <managementstyle>`
144     This document describes how Linux kernel maintainers operate and the
145     shared ethos behind their methodologies.  This is important reading
146     for anyone new to kernel development (or anyone simply curious about
147     it), as it resolves a lot of common misconceptions and confusion
148     about the unique behavior of kernel maintainers.
149
150   :ref:`Documentation/process/stable-kernel-rules.rst <stable_kernel_rules>`
151     This file describes the rules on how the stable kernel releases
152     happen, and what to do if you want to get a change into one of these
153     releases.
154
155   :ref:`Documentation/process/kernel-docs.rst <kernel_docs>`
156     A list of external documentation that pertains to kernel
157     development.  Please consult this list if you do not find what you
158     are looking for within the in-kernel documentation.
159
160   :ref:`Documentation/process/applying-patches.rst <applying_patches>`
161     A good introduction describing exactly what a patch is and how to
162     apply it to the different development branches of the kernel.
163
164 The kernel also has a large number of documents that can be
165 automatically generated from the source code itself or from
166 ReStructuredText markups (ReST), like this one. This includes a
167 full description of the in-kernel API, and rules on how to handle
168 locking properly.
169
170 All such documents can be generated as PDF or HTML by running::
171
172         make pdfdocs
173         make htmldocs
174
175 respectively from the main kernel source directory.
176
177 The documents that uses ReST markup will be generated at Documentation/output.
178 They can also be generated on LaTeX and ePub formats with::
179
180         make latexdocs
181         make epubdocs
182
183 Becoming A Kernel Developer
184 ---------------------------
185
186 If you do not know anything about Linux kernel development, you should
187 look at the Linux KernelNewbies project:
188
189         https://kernelnewbies.org
190
191 It consists of a helpful mailing list where you can ask almost any type
192 of basic kernel development question (make sure to search the archives
193 first, before asking something that has already been answered in the
194 past.)  It also has an IRC channel that you can use to ask questions in
195 real-time, and a lot of helpful documentation that is useful for
196 learning about Linux kernel development.
197
198 The website has basic information about code organization, subsystems,
199 and current projects (both in-tree and out-of-tree). It also describes
200 some basic logistical information, like how to compile a kernel and
201 apply a patch.
202
203 If you do not know where you want to start, but you want to look for
204 some task to start doing to join into the kernel development community,
205 go to the Linux Kernel Janitor's project:
206
207         https://kernelnewbies.org/KernelJanitors
208
209 It is a great place to start.  It describes a list of relatively simple
210 problems that need to be cleaned up and fixed within the Linux kernel
211 source tree.  Working with the developers in charge of this project, you
212 will learn the basics of getting your patch into the Linux kernel tree,
213 and possibly be pointed in the direction of what to go work on next, if
214 you do not already have an idea.
215
216 Before making any actual modifications to the Linux kernel code, it is
217 imperative to understand how the code in question works.  For this
218 purpose, nothing is better than reading through it directly (most tricky
219 bits are commented well), perhaps even with the help of specialized
220 tools.  One such tool that is particularly recommended is the Linux
221 Cross-Reference project, which is able to present source code in a
222 self-referential, indexed webpage format. An excellent up-to-date
223 repository of the kernel code may be found at:
224
225         http://lxr.free-electrons.com/
226
227
228 The development process
229 -----------------------
230
231 Linux kernel development process currently consists of a few different
232 main kernel "branches" and lots of different subsystem-specific kernel
233 branches.  These different branches are:
234
235   - main 4.x kernel tree
236   - 4.x.y -stable kernel tree
237   - 4.x -git kernel patches
238   - subsystem specific kernel trees and patches
239   - the 4.x -next kernel tree for integration tests
240
241 4.x kernel tree
242 ~~~~~~~~~~~~~~~
243
244 4.x kernels are maintained by Linus Torvalds, and can be found on
245 https://kernel.org in the pub/linux/kernel/v4.x/ directory.  Its development
246 process is as follows:
247
248   - As soon as a new kernel is released a two weeks window is open,
249     during this period of time maintainers can submit big diffs to
250     Linus, usually the patches that have already been included in the
251     -next kernel for a few weeks.  The preferred way to submit big changes
252     is using git (the kernel's source management tool, more information
253     can be found at https://git-scm.com/) but plain patches are also just
254     fine.
255   - After two weeks a -rc1 kernel is released and the focus is on making the
256     new kernel as rock solid as possible.  Most of the patches at this point
257     should fix a regression.  Bugs that have always existed are not
258     regressions, so only push these kinds of fixes if they are important.
259     Please note that a whole new driver (or filesystem) might be accepted
260     after -rc1 because there is no risk of causing regressions with such a
261     change as long as the change is self-contained and does not affect areas
262     outside of the code that is being added.  git can be used to send
263     patches to Linus after -rc1 is released, but the patches need to also be
264     sent to a public mailing list for review.
265   - A new -rc is released whenever Linus deems the current git tree to
266     be in a reasonably sane state adequate for testing.  The goal is to
267     release a new -rc kernel every week.
268   - Process continues until the kernel is considered "ready", the
269     process should last around 6 weeks.
270
271 It is worth mentioning what Andrew Morton wrote on the linux-kernel
272 mailing list about kernel releases:
273
274         *"Nobody knows when a kernel will be released, because it's
275         released according to perceived bug status, not according to a
276         preconceived timeline."*
277
278 4.x.y -stable kernel tree
279 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
280
281 Kernels with 3-part versions are -stable kernels. They contain
282 relatively small and critical fixes for security problems or significant
283 regressions discovered in a given 4.x kernel.
284
285 This is the recommended branch for users who want the most recent stable
286 kernel and are not interested in helping test development/experimental
287 versions.
288
289 If no 4.x.y kernel is available, then the highest numbered 4.x
290 kernel is the current stable kernel.
291
292 4.x.y are maintained by the "stable" team <stable@vger.kernel.org>, and
293 are released as needs dictate.  The normal release period is approximately
294 two weeks, but it can be longer if there are no pressing problems.  A
295 security-related problem, instead, can cause a release to happen almost
296 instantly.
297
298 The file Documentation/process/stable-kernel-rules.rst in the kernel tree
299 documents what kinds of changes are acceptable for the -stable tree, and
300 how the release process works.
301
302 4.x -git patches
303 ~~~~~~~~~~~~~~~~
304
305 These are daily snapshots of Linus' kernel tree which are managed in a
306 git repository (hence the name.) These patches are usually released
307 daily and represent the current state of Linus' tree.  They are more
308 experimental than -rc kernels since they are generated automatically
309 without even a cursory glance to see if they are sane.
310
311 Subsystem Specific kernel trees and patches
312 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
313
314 The maintainers of the various kernel subsystems --- and also many
315 kernel subsystem developers --- expose their current state of
316 development in source repositories.  That way, others can see what is
317 happening in the different areas of the kernel.  In areas where
318 development is rapid, a developer may be asked to base his submissions
319 onto such a subsystem kernel tree so that conflicts between the
320 submission and other already ongoing work are avoided.
321
322 Most of these repositories are git trees, but there are also other SCMs
323 in use, or patch queues being published as quilt series.  Addresses of
324 these subsystem repositories are listed in the MAINTAINERS file.  Many
325 of them can be browsed at https://git.kernel.org/.
326
327 Before a proposed patch is committed to such a subsystem tree, it is
328 subject to review which primarily happens on mailing lists (see the
329 respective section below).  For several kernel subsystems, this review
330 process is tracked with the tool patchwork.  Patchwork offers a web
331 interface which shows patch postings, any comments on a patch or
332 revisions to it, and maintainers can mark patches as under review,
333 accepted, or rejected.  Most of these patchwork sites are listed at
334 https://patchwork.kernel.org/.
335
336 4.x -next kernel tree for integration tests
337 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
338
339 Before updates from subsystem trees are merged into the mainline 4.x
340 tree, they need to be integration-tested.  For this purpose, a special
341 testing repository exists into which virtually all subsystem trees are
342 pulled on an almost daily basis:
343
344         https://git.kernel.org/?p=linux/kernel/git/next/linux-next.git
345
346 This way, the -next kernel gives a summary outlook onto what will be
347 expected to go into the mainline kernel at the next merge period.
348 Adventurous testers are very welcome to runtime-test the -next kernel.
349
350
351 Bug Reporting
352 -------------
353
354 https://bugzilla.kernel.org is where the Linux kernel developers track kernel
355 bugs.  Users are encouraged to report all bugs that they find in this
356 tool.  For details on how to use the kernel bugzilla, please see:
357
358         https://bugzilla.kernel.org/page.cgi?id=faq.html
359
360 The file admin-guide/reporting-bugs.rst in the main kernel source directory has a good
361 template for how to report a possible kernel bug, and details what kind
362 of information is needed by the kernel developers to help track down the
363 problem.
364
365
366 Managing bug reports
367 --------------------
368
369 One of the best ways to put into practice your hacking skills is by fixing
370 bugs reported by other people. Not only you will help to make the kernel
371 more stable, you'll learn to fix real world problems and you will improve
372 your skills, and other developers will be aware of your presence. Fixing
373 bugs is one of the best ways to get merits among other developers, because
374 not many people like wasting time fixing other people's bugs.
375
376 To work in the already reported bug reports, go to https://bugzilla.kernel.org.
377
378
379 Mailing lists
380 -------------
381
382 As some of the above documents describe, the majority of the core kernel
383 developers participate on the Linux Kernel Mailing list.  Details on how
384 to subscribe and unsubscribe from the list can be found at:
385
386         http://vger.kernel.org/vger-lists.html#linux-kernel
387
388 There are archives of the mailing list on the web in many different
389 places.  Use a search engine to find these archives.  For example:
390
391         http://dir.gmane.org/gmane.linux.kernel
392
393 It is highly recommended that you search the archives about the topic
394 you want to bring up, before you post it to the list. A lot of things
395 already discussed in detail are only recorded at the mailing list
396 archives.
397
398 Most of the individual kernel subsystems also have their own separate
399 mailing list where they do their development efforts.  See the
400 MAINTAINERS file for a list of what these lists are for the different
401 groups.
402
403 Many of the lists are hosted on kernel.org. Information on them can be
404 found at:
405
406         http://vger.kernel.org/vger-lists.html
407
408 Please remember to follow good behavioral habits when using the lists.
409 Though a bit cheesy, the following URL has some simple guidelines for
410 interacting with the list (or any list):
411
412         http://www.albion.com/netiquette/
413
414 If multiple people respond to your mail, the CC: list of recipients may
415 get pretty large. Don't remove anybody from the CC: list without a good
416 reason, or don't reply only to the list address. Get used to receiving the
417 mail twice, one from the sender and the one from the list, and don't try
418 to tune that by adding fancy mail-headers, people will not like it.
419
420 Remember to keep the context and the attribution of your replies intact,
421 keep the "John Kernelhacker wrote ...:" lines at the top of your reply, and
422 add your statements between the individual quoted sections instead of
423 writing at the top of the mail.
424
425 If you add patches to your mail, make sure they are plain readable text
426 as stated in Documentation/process/submitting-patches.rst.
427 Kernel developers don't want to deal with
428 attachments or compressed patches; they may want to comment on
429 individual lines of your patch, which works only that way. Make sure you
430 use a mail program that does not mangle spaces and tab characters. A
431 good first test is to send the mail to yourself and try to apply your
432 own patch by yourself. If that doesn't work, get your mail program fixed
433 or change it until it works.
434
435 Above all, please remember to show respect to other subscribers.
436
437
438 Working with the community
439 --------------------------
440
441 The goal of the kernel community is to provide the best possible kernel
442 there is.  When you submit a patch for acceptance, it will be reviewed
443 on its technical merits and those alone.  So, what should you be
444 expecting?
445
446   - criticism
447   - comments
448   - requests for change
449   - requests for justification
450   - silence
451
452 Remember, this is part of getting your patch into the kernel.  You have
453 to be able to take criticism and comments about your patches, evaluate
454 them at a technical level and either rework your patches or provide
455 clear and concise reasoning as to why those changes should not be made.
456 If there are no responses to your posting, wait a few days and try
457 again, sometimes things get lost in the huge volume.
458
459 What should you not do?
460
461   - expect your patch to be accepted without question
462   - become defensive
463   - ignore comments
464   - resubmit the patch without making any of the requested changes
465
466 In a community that is looking for the best technical solution possible,
467 there will always be differing opinions on how beneficial a patch is.
468 You have to be cooperative, and willing to adapt your idea to fit within
469 the kernel.  Or at least be willing to prove your idea is worth it.
470 Remember, being wrong is acceptable as long as you are willing to work
471 toward a solution that is right.
472
473 It is normal that the answers to your first patch might simply be a list
474 of a dozen things you should correct.  This does **not** imply that your
475 patch will not be accepted, and it is **not** meant against you
476 personally.  Simply correct all issues raised against your patch and
477 resend it.
478
479
480 Differences between the kernel community and corporate structures
481 -----------------------------------------------------------------
482
483 The kernel community works differently than most traditional corporate
484 development environments.  Here are a list of things that you can try to
485 do to avoid problems:
486
487   Good things to say regarding your proposed changes:
488
489     - "This solves multiple problems."
490     - "This deletes 2000 lines of code."
491     - "Here is a patch that explains what I am trying to describe."
492     - "I tested it on 5 different architectures..."
493     - "Here is a series of small patches that..."
494     - "This increases performance on typical machines..."
495
496   Bad things you should avoid saying:
497
498     - "We did it this way in AIX/ptx/Solaris, so therefore it must be
499       good..."
500     - "I've being doing this for 20 years, so..."
501     - "This is required for my company to make money"
502     - "This is for our Enterprise product line."
503     - "Here is my 1000 page design document that describes my idea"
504     - "I've been working on this for 6 months..."
505     - "Here's a 5000 line patch that..."
506     - "I rewrote all of the current mess, and here it is..."
507     - "I have a deadline, and this patch needs to be applied now."
508
509 Another way the kernel community is different than most traditional
510 software engineering work environments is the faceless nature of
511 interaction.  One benefit of using email and irc as the primary forms of
512 communication is the lack of discrimination based on gender or race.
513 The Linux kernel work environment is accepting of women and minorities
514 because all you are is an email address.  The international aspect also
515 helps to level the playing field because you can't guess gender based on
516 a person's name. A man may be named Andrea and a woman may be named Pat.
517 Most women who have worked in the Linux kernel and have expressed an
518 opinion have had positive experiences.
519
520 The language barrier can cause problems for some people who are not
521 comfortable with English.  A good grasp of the language can be needed in
522 order to get ideas across properly on mailing lists, so it is
523 recommended that you check your emails to make sure they make sense in
524 English before sending them.
525
526
527 Break up your changes
528 ---------------------
529
530 The Linux kernel community does not gladly accept large chunks of code
531 dropped on it all at once.  The changes need to be properly introduced,
532 discussed, and broken up into tiny, individual portions.  This is almost
533 the exact opposite of what companies are used to doing.  Your proposal
534 should also be introduced very early in the development process, so that
535 you can receive feedback on what you are doing.  It also lets the
536 community feel that you are working with them, and not simply using them
537 as a dumping ground for your feature.  However, don't send 50 emails at
538 one time to a mailing list, your patch series should be smaller than
539 that almost all of the time.
540
541 The reasons for breaking things up are the following:
542
543 1) Small patches increase the likelihood that your patches will be
544    applied, since they don't take much time or effort to verify for
545    correctness.  A 5 line patch can be applied by a maintainer with
546    barely a second glance. However, a 500 line patch may take hours to
547    review for correctness (the time it takes is exponentially
548    proportional to the size of the patch, or something).
549
550    Small patches also make it very easy to debug when something goes
551    wrong.  It's much easier to back out patches one by one than it is
552    to dissect a very large patch after it's been applied (and broken
553    something).
554
555 2) It's important not only to send small patches, but also to rewrite
556    and simplify (or simply re-order) patches before submitting them.
557
558 Here is an analogy from kernel developer Al Viro:
559
560         *"Think of a teacher grading homework from a math student.  The
561         teacher does not want to see the student's trials and errors
562         before they came up with the solution. They want to see the
563         cleanest, most elegant answer.  A good student knows this, and
564         would never submit her intermediate work before the final
565         solution.*
566
567         *The same is true of kernel development. The maintainers and
568         reviewers do not want to see the thought process behind the
569         solution to the problem one is solving. They want to see a
570         simple and elegant solution."*
571
572 It may be challenging to keep the balance between presenting an elegant
573 solution and working together with the community and discussing your
574 unfinished work. Therefore it is good to get early in the process to
575 get feedback to improve your work, but also keep your changes in small
576 chunks that they may get already accepted, even when your whole task is
577 not ready for inclusion now.
578
579 Also realize that it is not acceptable to send patches for inclusion
580 that are unfinished and will be "fixed up later."
581
582
583 Justify your change
584 -------------------
585
586 Along with breaking up your patches, it is very important for you to let
587 the Linux community know why they should add this change.  New features
588 must be justified as being needed and useful.
589
590
591 Document your change
592 --------------------
593
594 When sending in your patches, pay special attention to what you say in
595 the text in your email.  This information will become the ChangeLog
596 information for the patch, and will be preserved for everyone to see for
597 all time.  It should describe the patch completely, containing:
598
599   - why the change is necessary
600   - the overall design approach in the patch
601   - implementation details
602   - testing results
603
604 For more details on what this should all look like, please see the
605 ChangeLog section of the document:
606
607   "The Perfect Patch"
608       http://www.ozlabs.org/~akpm/stuff/tpp.txt
609
610
611 All of these things are sometimes very hard to do. It can take years to
612 perfect these practices (if at all). It's a continuous process of
613 improvement that requires a lot of patience and determination. But
614 don't give up, it's possible. Many have done it before, and each had to
615 start exactly where you are now.
616
617
618
619
620 ----------
621
622 Thanks to Paolo Ciarrocchi who allowed the "Development Process"
623 (https://lwn.net/Articles/94386/) section
624 to be based on text he had written, and to Randy Dunlap and Gerrit
625 Huizenga for some of the list of things you should and should not say.
626 Also thanks to Pat Mochel, Hanna Linder, Randy Dunlap, Kay Sievers,
627 Vojtech Pavlik, Jan Kara, Josh Boyer, Kees Cook, Andrew Morton, Andi
628 Kleen, Vadim Lobanov, Jesper Juhl, Adrian Bunk, Keri Harris, Frans Pop,
629 David A. Wheeler, Junio Hamano, Michael Kerrisk, and Alex Shepard for
630 their review, comments, and contributions.  Without their help, this
631 document would not have been possible.
632
633
634
635 Maintainer: Greg Kroah-Hartman <greg@kroah.com>