mm/mmap: optimize a branch judgment in ksys_mmap_pgoff()
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / process / deprecated.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 .. _deprecated:
4
5 =====================================================================
6 Deprecated Interfaces, Language Features, Attributes, and Conventions
7 =====================================================================
8
9 In a perfect world, it would be possible to convert all instances of
10 some deprecated API into the new API and entirely remove the old API in
11 a single development cycle. However, due to the size of the kernel, the
12 maintainership hierarchy, and timing, it's not always feasible to do these
13 kinds of conversions at once. This means that new instances may sneak into
14 the kernel while old ones are being removed, only making the amount of
15 work to remove the API grow. In order to educate developers about what
16 has been deprecated and why, this list has been created as a place to
17 point when uses of deprecated things are proposed for inclusion in the
18 kernel.
19
20 __deprecated
21 ------------
22 While this attribute does visually mark an interface as deprecated,
23 it `does not produce warnings during builds any more
24 <https://git.kernel.org/linus/771c035372a036f83353eef46dbb829780330234>`_
25 because one of the standing goals of the kernel is to build without
26 warnings and no one was actually doing anything to remove these deprecated
27 interfaces. While using `__deprecated` is nice to note an old API in
28 a header file, it isn't the full solution. Such interfaces must either
29 be fully removed from the kernel, or added to this file to discourage
30 others from using them in the future.
31
32 BUG() and BUG_ON()
33 ------------------
34 Use WARN() and WARN_ON() instead, and handle the "impossible"
35 error condition as gracefully as possible. While the BUG()-family
36 of APIs were originally designed to act as an "impossible situation"
37 assert and to kill a kernel thread "safely", they turn out to just be
38 too risky. (e.g. "In what order do locks need to be released? Have
39 various states been restored?") Very commonly, using BUG() will
40 destabilize a system or entirely break it, which makes it impossible
41 to debug or even get viable crash reports. Linus has `very strong
42 <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFy6jNLsywVYdGp83AMrXBo_P-pkjkphPGrO=82SPKCpLQ@mail.gmail.com/>`_
43 feelings `about this
44 <https://lore.kernel.org/lkml/CAHk-=whDHsbK3HTOpTF=ue_o04onRwTEaK_ZoJp_fjbqq4+=Jw@mail.gmail.com/>`_.
45
46 Note that the WARN()-family should only be used for "expected to
47 be unreachable" situations. If you want to warn about "reachable
48 but undesirable" situations, please use the pr_warn()-family of
49 functions. System owners may have set the *panic_on_warn* sysctl,
50 to make sure their systems do not continue running in the face of
51 "unreachable" conditions. (For example, see commits like `this one
52 <https://git.kernel.org/linus/d4689846881d160a4d12a514e991a740bcb5d65a>`_.)
53
54 uninitialized_var()
55 -------------------
56 For any compiler warnings about uninitialized variables, just add
57 an initializer. Using the uninitialized_var() macro (or similar
58 warning-silencing tricks) is dangerous as it papers over `real bugs
59 <https://lore.kernel.org/lkml/20200603174714.192027-1-glider@google.com/>`_
60 (or can in the future), and suppresses unrelated compiler warnings
61 (e.g. "unused variable"). If the compiler thinks it is uninitialized,
62 either simply initialize the variable or make compiler changes. Keep in
63 mind that in most cases, if an initialization is obviously redundant,
64 the compiler's dead-store elimination pass will make sure there are no
65 needless variable writes.
66
67 As Linus has said, this macro
68 `must <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFw+Vbj0i=1TGqCR5vQkCzWJ0QxK6CernOU6eedsudAixw@mail.gmail.com/>`_
69 `be <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFwgbgqhbp1fkxvRKEpzyR5J8n1vKT1VZdz9knmPuXhOeg@mail.gmail.com/>`_
70 `removed <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFz2500WfbKXAx8s67wrm9=yVJu65TpLgN_ybYNv0VEOKA@mail.gmail.com/>`_.
71
72 open-coded arithmetic in allocator arguments
73 --------------------------------------------
74 Dynamic size calculations (especially multiplication) should not be
75 performed in memory allocator (or similar) function arguments due to the
76 risk of them overflowing. This could lead to values wrapping around and a
77 smaller allocation being made than the caller was expecting. Using those
78 allocations could lead to linear overflows of heap memory and other
79 misbehaviors. (One exception to this is literal values where the compiler
80 can warn if they might overflow. Though using literals for arguments as
81 suggested below is also harmless.)
82
83 For example, do not use ``count * size`` as an argument, as in::
84
85         foo = kmalloc(count * size, GFP_KERNEL);
86
87 Instead, the 2-factor form of the allocator should be used::
88
89         foo = kmalloc_array(count, size, GFP_KERNEL);
90
91 If no 2-factor form is available, the saturate-on-overflow helpers should
92 be used::
93
94         bar = vmalloc(array_size(count, size));
95
96 Another common case to avoid is calculating the size of a structure with
97 a trailing array of others structures, as in::
98
99         header = kzalloc(sizeof(*header) + count * sizeof(*header->item),
100                          GFP_KERNEL);
101
102 Instead, use the helper::
103
104         header = kzalloc(struct_size(header, item, count), GFP_KERNEL);
105
106 .. note:: If you are using struct_size() on a structure containing a zero-length
107         or a one-element array as a trailing array member, please refactor such
108         array usage and switch to a `flexible array member
109         <#zero-length-and-one-element-arrays>`_ instead.
110
111 See array_size(), array3_size(), and struct_size(),
112 for more details as well as the related check_add_overflow() and
113 check_mul_overflow() family of functions.
114
115 simple_strtol(), simple_strtoll(), simple_strtoul(), simple_strtoull()
116 ----------------------------------------------------------------------
117 The simple_strtol(), simple_strtoll(),
118 simple_strtoul(), and simple_strtoull() functions
119 explicitly ignore overflows, which may lead to unexpected results
120 in callers. The respective kstrtol(), kstrtoll(),
121 kstrtoul(), and kstrtoull() functions tend to be the
122 correct replacements, though note that those require the string to be
123 NUL or newline terminated.
124
125 strcpy()
126 --------
127 strcpy() performs no bounds checking on the destination
128 buffer. This could result in linear overflows beyond the
129 end of the buffer, leading to all kinds of misbehaviors. While
130 `CONFIG_FORTIFY_SOURCE=y` and various compiler flags help reduce the
131 risk of using this function, there is no good reason to add new uses of
132 this function. The safe replacement is strscpy().
133
134 strncpy() on NUL-terminated strings
135 -----------------------------------
136 Use of strncpy() does not guarantee that the destination buffer
137 will be NUL terminated. This can lead to various linear read overflows
138 and other misbehavior due to the missing termination. It also NUL-pads the
139 destination buffer if the source contents are shorter than the destination
140 buffer size, which may be a needless performance penalty for callers using
141 only NUL-terminated strings. The safe replacement is strscpy().
142 (Users of strscpy() still needing NUL-padding should instead
143 use strscpy_pad().)
144
145 If a caller is using non-NUL-terminated strings, strncpy()() can
146 still be used, but destinations should be marked with the `__nonstring
147 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Common-Variable-Attributes.html>`_
148 attribute to avoid future compiler warnings.
149
150 strlcpy()
151 ---------
152 strlcpy() reads the entire source buffer first, possibly exceeding
153 the given limit of bytes to copy. This is inefficient and can lead to
154 linear read overflows if a source string is not NUL-terminated. The
155 safe replacement is strscpy().
156
157 %p format specifier
158 -------------------
159 Traditionally, using "%p" in format strings would lead to regular address
160 exposure flaws in dmesg, proc, sysfs, etc. Instead of leaving these to
161 be exploitable, all "%p" uses in the kernel are being printed as a hashed
162 value, rendering them unusable for addressing. New uses of "%p" should not
163 be added to the kernel. For text addresses, using "%pS" is likely better,
164 as it produces the more useful symbol name instead. For nearly everything
165 else, just do not add "%p" at all.
166
167 Paraphrasing Linus's current `guidance <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFwQEd_d40g4mUCSsVRZzrFPUJt74vc6PPpb675hYNXcKw@mail.gmail.com/>`_:
168
169 - If the hashed "%p" value is pointless, ask yourself whether the pointer
170   itself is important. Maybe it should be removed entirely?
171 - If you really think the true pointer value is important, why is some
172   system state or user privilege level considered "special"? If you think
173   you can justify it (in comments and commit log) well enough to stand
174   up to Linus's scrutiny, maybe you can use "%px", along with making sure
175   you have sensible permissions.
176
177 And finally, know that a toggle for "%p" hashing will `not be accepted <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFwieC1-nAs+NFq9RTwaR8ef9hWa4MjNBWL41F-8wM49eA@mail.gmail.com/>`_.
178
179 Variable Length Arrays (VLAs)
180 -----------------------------
181 Using stack VLAs produces much worse machine code than statically
182 sized stack arrays. While these non-trivial `performance issues
183 <https://git.kernel.org/linus/02361bc77888>`_ are reason enough to
184 eliminate VLAs, they are also a security risk. Dynamic growth of a stack
185 array may exceed the remaining memory in the stack segment. This could
186 lead to a crash, possible overwriting sensitive contents at the end of the
187 stack (when built without `CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK=y`), or overwriting
188 memory adjacent to the stack (when built without `CONFIG_VMAP_STACK=y`)
189
190 Implicit switch case fall-through
191 ---------------------------------
192 The C language allows switch cases to fall through to the next case
193 when a "break" statement is missing at the end of a case. This, however,
194 introduces ambiguity in the code, as it's not always clear if the missing
195 break is intentional or a bug. For example, it's not obvious just from
196 looking at the code if `STATE_ONE` is intentionally designed to fall
197 through into `STATE_TWO`::
198
199         switch (value) {
200         case STATE_ONE:
201                 do_something();
202         case STATE_TWO:
203                 do_other();
204                 break;
205         default:
206                 WARN("unknown state");
207         }
208
209 As there have been a long list of flaws `due to missing "break" statements
210 <https://cwe.mitre.org/data/definitions/484.html>`_, we no longer allow
211 implicit fall-through. In order to identify intentional fall-through
212 cases, we have adopted a pseudo-keyword macro "fallthrough" which
213 expands to gcc's extension `__attribute__((__fallthrough__))
214 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Statement-Attributes.html>`_.
215 (When the C17/C18  `[[fallthrough]]` syntax is more commonly supported by
216 C compilers, static analyzers, and IDEs, we can switch to using that syntax
217 for the macro pseudo-keyword.)
218
219 All switch/case blocks must end in one of:
220
221 * break;
222 * fallthrough;
223 * continue;
224 * goto <label>;
225 * return [expression];
226
227 Zero-length and one-element arrays
228 ----------------------------------
229 There is a regular need in the kernel to provide a way to declare having
230 a dynamically sized set of trailing elements in a structure. Kernel code
231 should always use `"flexible array members" <https://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_array_member>`_
232 for these cases. The older style of one-element or zero-length arrays should
233 no longer be used.
234
235 In older C code, dynamically sized trailing elements were done by specifying
236 a one-element array at the end of a structure::
237
238         struct something {
239                 size_t count;
240                 struct foo items[1];
241         };
242
243 This led to fragile size calculations via sizeof() (which would need to
244 remove the size of the single trailing element to get a correct size of
245 the "header"). A `GNU C extension <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_
246 was introduced to allow for zero-length arrays, to avoid these kinds of
247 size problems::
248
249         struct something {
250                 size_t count;
251                 struct foo items[0];
252         };
253
254 But this led to other problems, and didn't solve some problems shared by
255 both styles, like not being able to detect when such an array is accidentally
256 being used _not_ at the end of a structure (which could happen directly, or
257 when such a struct was in unions, structs of structs, etc).
258
259 C99 introduced "flexible array members", which lacks a numeric size for
260 the array declaration entirely::
261
262         struct something {
263                 size_t count;
264                 struct foo items[];
265         };
266
267 This is the way the kernel expects dynamically sized trailing elements
268 to be declared. It allows the compiler to generate errors when the
269 flexible array does not occur last in the structure, which helps to prevent
270 some kind of `undefined behavior
271 <https://git.kernel.org/linus/76497732932f15e7323dc805e8ea8dc11bb587cf>`_
272 bugs from being inadvertently introduced to the codebase. It also allows
273 the compiler to correctly analyze array sizes (via sizeof(),
274 `CONFIG_FORTIFY_SOURCE`, and `CONFIG_UBSAN_BOUNDS`). For instance,
275 there is no mechanism that warns us that the following application of the
276 sizeof() operator to a zero-length array always results in zero::
277
278         struct something {
279                 size_t count;
280                 struct foo items[0];
281         };
282
283         struct something *instance;
284
285         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count), GFP_KERNEL);
286         instance->count = count;
287
288         size = sizeof(instance->items) * instance->count;
289         memcpy(instance->items, source, size);
290
291 At the last line of code above, ``size`` turns out to be ``zero``, when one might
292 have thought it represents the total size in bytes of the dynamic memory recently
293 allocated for the trailing array ``items``. Here are a couple examples of this
294 issue: `link 1
295 <https://git.kernel.org/linus/f2cd32a443da694ac4e28fbf4ac6f9d5cc63a539>`_,
296 `link 2
297 <https://git.kernel.org/linus/ab91c2a89f86be2898cee208d492816ec238b2cf>`_.
298 Instead, `flexible array members have incomplete type, and so the sizeof()
299 operator may not be applied <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_,
300 so any misuse of such operators will be immediately noticed at build time.
301
302 With respect to one-element arrays, one has to be acutely aware that `such arrays
303 occupy at least as much space as a single object of the type
304 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_,
305 hence they contribute to the size of the enclosing structure. This is prone
306 to error every time people want to calculate the total size of dynamic memory
307 to allocate for a structure containing an array of this kind as a member::
308
309         struct something {
310                 size_t count;
311                 struct foo items[1];
312         };
313
314         struct something *instance;
315
316         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count - 1), GFP_KERNEL);
317         instance->count = count;
318
319         size = sizeof(instance->items) * instance->count;
320         memcpy(instance->items, source, size);
321
322 In the example above, we had to remember to calculate ``count - 1`` when using
323 the struct_size() helper, otherwise we would have --unintentionally-- allocated
324 memory for one too many ``items`` objects. The cleanest and least error-prone way
325 to implement this is through the use of a `flexible array member`::
326
327         struct something {
328                 size_t count;
329                 struct foo items[];
330         };
331
332         struct something *instance;
333
334         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count), GFP_KERNEL);
335         instance->count = count;
336
337         size = sizeof(instance->items[0]) * instance->count;
338         memcpy(instance->items, source, size);