Update docs.
[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 Problem 1-2, @code{thread_join()}.  Some other code expects
69 @code{THREAD_JOIN_IMPLEMENTED} to be defined once you've implemented
70 this function.
71
72 @item
73 Problem 1-4, the advanced scheduler.  We must be able to turn this on
74 and off with a compile-time directive.  You must use the macro name we
75 specify for that part.  @xref{Problem 1-4 Advanced Scheduler}, for
76 details.
77
78 @item
79 Code written for extra credit may be included conditionally.  If the
80 extra credit code changes the normally expected functionality of the
81 code, then it @emph{must} be included conditionally, and it must not
82 be enabled by default.
83 @end itemize
84
85 You can use @file{constants.h} in @file{pintos/src} to define macros
86 for conditional compilation.  We will replace the @file{constants.h}
87 that you supply with one of our own when we test your code, so do not
88 define anything important in it.
89
90 @node C99
91 @section C99
92
93 The Pintos source code uses a few features of the ``C99'' standard
94 library that were not in the original 1989 standard for C.  Because
95 they are so new, most classes do not cover these features, so this
96 section will describe them.  The new features used in Pintos are
97 mostly in new headers:
98
99 @table @file
100 @item <stdbool.h>
101 Defines macros @code{bool}, a 1-bit type that takes on only the values
102 0 and 1, @code{true}, which expands to 1, and @code{false}, which
103 expands to 0.
104
105 @item <stdint.h>
106 On systems that support them, this header defines types
107 @code{int@var{n}_t} and @code{uint@var{n}_t} for @var{n} = 8, 16, 32,
108 64, and possibly others.  These are 2's complement signed and unsigned
109 types, respectively, with the given number of bits.  
110
111 On systems where it is possible, this header also defines types
112 @code{intptr_t} and @code{uintptr_t}, which are integer types big
113 enough to hold a pointer.
114
115 On all systems, this header defines types @code{intmax_t} and
116 @code{uintmax_t}, which are the system's signed and unsigned integer
117 types with the widest ranges.
118
119 For every signed integer type @code{@var{type}_t} it defines, as well
120 as for @code{ptrdiff_t} defined in @file{<stddef.h>}, this header also
121 defines macros @code{@var{type}_MAX} and @code{@var{type}_MIN} that
122 give the type's range.  Similarly, for every unsigned integer type
123 @code{@var{type}_t} defined here, as well as for @code{size_t} defined
124 in @file{<stddef.h>}, this header defines a @code{@var{type}_MAX}
125 macro giving its maximum value.
126
127 @item <inttypes.h>
128 @file{<stdint.h>} is useful on its own, but it provides no way to pass
129 the types it defines to @code{printf()} and related functions.  This
130 header provides macros to help with that.  For every
131 @code{int@var{n}_t} defined by @file{<stdint.h>}, it provides macros
132 @code{PRId@var{n}} and @code{PRIi@var{n}} for formatting values of
133 that type with @code{"%d"} and @code{"%i"}.  Similarly, for every
134 @code{uint@var{n}_t}, it provides @code{PRIo@var{n}},
135 @code{PRIu@var{n}}, @code{PRIu@var{x}}, and @code{PRIu@var{X}}.
136
137 You use these something like this, taking advantage of the fact that
138 the C compiler concatenates adjacent string literals:
139 @example
140 #include <inttypes.h>
141 @dots{}
142 int32_t value = @dots{};
143 printf ("value=%08"PRId32"\n", value);
144 @end example
145 @noindent
146 The @samp{%} is not supplied by the @code{PRI} macros.  As shown
147 above, you supply it yourself and follow it by any flags, field
148 widths, etc.
149
150 @item <stdio.h>
151 The @file{printf()} function has some new type modifiers for printing
152 standard types:
153
154 @table @samp
155 @item j
156 For @code{intmax_t} (e.g.@: @samp{%jd}) or @code{uintmax_t} (e.g.@:
157 @samp{%ju}).
158
159 @item z
160 For @code{size_t} (e.g.@: @samp{%zu}).
161
162 @item t
163 For @code{ptrdiff_t} (e.g.@: @samp{%td}).
164 @end table
165 @end table
166
167 @node Unsafe String Functions
168 @section Unsafe String Functions
169
170 A few of the string functions declared in the standard
171 @file{<string.h>} and @file{<stdio.h>} headers are notoriously unsafe.
172 The worst offenders are intentionally not included in the Pintos C
173 library:
174
175 @table @code
176 @item strcpy()
177 When used carelessly this function can overflow the buffer reserved
178 for its output string.  Use @code{strlcpy()} instead.  Refer to
179 comments in its source code in @code{lib/string.c} for documentation.
180
181 @item strncpy()
182 This function can leave its destination buffer without a null string
183 terminator and it has performance problems besides.  Again, use
184 @code{strlcpy()}.
185
186 @item strcat()
187 Same issue as @code{strcpy()}, but substitute @code{strlcat()}.
188 Again, refer to comments in its source code in @code{lib/string.c} for
189 documentation.
190
191 @item strncat()
192 The meaning of its buffer size argument often leads to problems.
193 Again, use @code{strlcat()}.
194
195 @item strtok()
196 Uses global data, so it is unsafe in threaded programs such as
197 kernels.  Use @code{strtok_r()} instead, and see its source code in
198 @code{lib/string.c} for documentation and an example.
199
200 @item sprintf()
201 Same issue as @code{strcpy()}.  Use @code{snprintf()} instead.  Refer
202 to comments in @code{lib/stdio.h} for documentation.
203
204 @item vsprintf()
205 Same issue as @code{strcpy()}.  Use @code{vsnprintf()} instead.
206 @end table
207
208 If you try to use any of these functions, you should get a hint from
209 the error message, which will refer to an identifier like
210 @code{dont_use_sprintf_use_snprintf}.