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[pintos-anon] / doc / standards.texi
1 @node Coding Standards, Project Documentation, Multilevel Feedback Scheduling, Top
2 @appendix Coding Standards
3
4 All of you should have taken a class like CS 107, so we expect you to
5 be familiar with some set of coding standards such as
6 @uref{http://www.stanford.edu/class/cs140/projects/misc/CodingStandards.pdf,
7 , CS 107 Coding Standards}. Even if you've taken 107, we recommend
8 reviewing that document.  We expect code at the "Peer-Review Quality"
9 level as described there.
10
11 Our standards for coding are mostly important in grading.  More
12 information on our grading methodology can be found on the Course Info
13 page and the Grading page.  We also want to stress that aside from the
14 fact that we are explicitly basing part of your grade on these things,
15 good coding practices will improve the quality of your code.  This
16 makes it easier for your partners to interact with it, and ultimately,
17 will improve your chances of having a good working program.  That said
18 once, the rest of this document will discuss only the ways in which
19 our coding standards will affect our grading.
20
21 @menu
22 * Coding Style::                
23 * Conditional Compilation::     
24 * C99::                         
25 * Unsafe String Functions::     
26 @end menu
27
28 @node Coding Style
29 @section Style
30
31 Style, for the purposes of our grading, refers to how readable your
32 code is.  At minimum, this means that your code is well formatted, your
33 variable names are descriptive and your functions are decomposed and
34 well commented.  Any other factors which make it hard (or easy) for us
35 to read or use your code will be reflected in your style grade.
36
37 The existing Pintos code is written in the GNU style and largely
38 follows the @uref{http://www.gnu.org/prep/standards_toc.html, , GNU
39 Coding Standards}.  We encourage you to follow the applicable parts of
40 them too, especially chapter 5, ``Making the Best Use of C.''  Using a
41 different style won't cause actual problems, but it's ugly to see
42 gratuitous differences in style from one function to another.
43
44 @node Conditional Compilation
45 @section Conditional Compilation
46
47 Given the scope and complexity of your assignments this quarter, you
48 may find it convenient while coding and debugging (and we will find it
49 convenient while grading) to be able to independently turn different
50 parts of the assignments on and off.  To do this, choose a macro name
51 and use it in conditional
52 compilation directives, e.g.:
53
54 @example
55 #ifdef @var{NAME}
56 @dots{}your code@dots{}
57 #endif
58 @end example
59
60 In general, the code that you turn in must not depend on conditional
61 compilation directives.  Project code should be written so that all of
62 the subproblems for the project function together, and it should
63 compile properly without the need for any new macros to be defined.
64 There are a few exceptions:
65
66 @itemize @bullet
67 @item
68 Project 1 has a few parts that we must be able to turn on and off via
69 conditional compilation.  You must use the macros we specify for those
70 parts.
71
72 @item
73 Code written for extra credit may be included conditionally.  If the
74 extra credit code changes the normally expected functionality of the
75 code, then it @emph{must} be included conditionally, and it must not
76 be enabled by default.
77 @end itemize
78
79 You can use @file{constants.h} in @file{pintos/src} to define macros
80 for conditional compilation.  We will replace the @file{constants.h}
81 that you supply with one of our own when we test your code, so do not
82 define anything important in it.
83
84 @node C99
85 @section C99
86
87 The Pintos source code uses a few features of the ``C99'' standard
88 library that were not in the original 1989 standard for C.  Because
89 they are so new, most classes do not cover these features, so this
90 section will describe them.  The new features used in Pintos are
91 mostly in new headers:
92
93 @table @file
94 @item <stdbool.h>
95 Defines macros @code{bool}, a 1-bit type that takes on only the values
96 0 and 1, @code{true}, which expands to 1, and @code{false}, which
97 expands to 0.
98
99 @item <stdint.h>
100 On systems that support them, this header defines types
101 @code{int@var{n}_t} and @code{uint@var{n}_t} for @var{n} = 8, 16, 32,
102 64, and possibly others.  These are 2's complement signed and unsigned
103 types, respectively, with the given number of bits.  
104
105 On systems where it is possible, this header also defines types
106 @code{intptr_t} and @code{uintptr_t}, which are integer types big
107 enough to hold a pointer.
108
109 On all systems, this header defines types @code{intmax_t} and
110 @code{uintmax_t}, which are the system's signed and unsigned integer
111 types with the widest ranges.
112
113 For every signed integer type @code{@var{type}_t} it defines, as well
114 as for @code{ptrdiff_t} defined in @file{<stddef.h>}, this header also
115 defines macros @code{@var{type}_MAX} and @code{@var{type}_MIN} that
116 give the type's range.  Similarly, for every unsigned integer type
117 @code{@var{type}_t} defined here, as well as for @code{size_t} defined
118 in @file{<stddef.h>}, this header defines a @code{@var{type}_MAX}
119 macro giving its maximum value.
120
121 @item <inttypes.h>
122 @file{<stdint.h>} is useful on its own, but it provides no way to pass
123 the types it defines to @code{printf()} and related functions.  This
124 header provides macros to help with that.  For every
125 @code{int@var{n}_t} defined by @file{<stdint.h>}, it provides macros
126 @code{PRId@var{n}} and @code{PRIi@var{n}} for formatting values of
127 that type with @code{"%d"} and @code{"%i"}.  Similarly, for every
128 @code{uint@var{n}_t}, it provides @code{PRIo@var{n}},
129 @code{PRIu@var{n}}, @code{PRIu@var{x}}, and @code{PRIu@var{X}}.
130
131 You use these something like this, taking advantage of the fact that
132 the C compiler concatenates adjacent string literals:
133 @example
134 #include <inttypes.h>
135 @dots{}
136 int32_t value = @dots{};
137 printf ("value=%08"PRId32"\n");
138 @end example
139 @noindent
140 The @samp{%} is not supplied by the @code{PRI} macros.  As shown
141 above, you supply it yourself and follow it by any flags, field
142 widths, etc.
143
144 @item <stdio.h>
145 The @file{printf()} function has some new type modifiers for printing
146 standard types:
147
148 @table @samp
149 @item j
150 For @code{intmax_t} (e.g.@: @samp{%jd}) or @code{uintmax_t} (e.g.@:
151 @samp{%ju}).
152
153 @item z
154 For @code{size_t} (e.g.@: @samp{%zu}).
155
156 @item t
157 For @code{ptrdiff_t} (e.g.@: @samp{%td}).
158 @end table
159 @end table
160
161 @node Unsafe String Functions
162 @section Unsafe String Functions
163
164 A few of the string functions declared in the standard
165 @file{<string.h>} and @file{<stdio.h>} headers are notoriously unsafe.
166 The worst offenders are intentionally not included in the Pintos C
167 library:
168
169 @table @code
170 @item strcpy()
171 When used carelessly this function can overflow the buffer reserved
172 for its output string.  Use @code{strlcpy()} instead.  Refer to
173 comments in its source code in @code{lib/string.c} for documentation.
174
175 @item strncpy()
176 This function can leave its destination buffer without a null string
177 terminator and it has performance problems besides.  Again, use
178 @code{strlcpy()}.
179
180 @item strcat()
181 Same issue as @code{strcpy()}, but substitute @code{strlcat()}.
182 Again, refer to comments in its source code in @code{lib/string.c} for
183 documentation.
184
185 @item strncat()
186 The meaning of its buffer size argument often leads to problems.
187 Again, use @code{strlcat()}.
188
189 @item strtok()
190 Uses global data, so it is unsafe in threaded programs such as
191 kernels.  Use @code{strtok_r()} instead, and see its source code in
192 @code{lib/string.c} for documentation and an example.
193
194 @item sprintf()
195 Same issue as @code{strcpy()}.  Use @code{snprintf()} instead.  Refer
196 to comments in @code{lib/stdio.h} for documentation.
197
198 @item vsprintf()
199 Same issue as @code{strcpy()}.  Use @code{vsnprintf()} instead.
200 @end table
201
202 If you try to use any of these functions, you should get a hint from
203 the error message, which will refer to an identifier like
204 @code{dont_use_sprintf_use_snprintf}.