Merge tag 'printk-for-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/printk...
[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 open-coded arithmetic in allocator arguments
55 --------------------------------------------
56 Dynamic size calculations (especially multiplication) should not be
57 performed in memory allocator (or similar) function arguments due to the
58 risk of them overflowing. This could lead to values wrapping around and a
59 smaller allocation being made than the caller was expecting. Using those
60 allocations could lead to linear overflows of heap memory and other
61 misbehaviors. (One exception to this is literal values where the compiler
62 can warn if they might overflow. Though using literals for arguments as
63 suggested below is also harmless.)
64
65 For example, do not use ``count * size`` as an argument, as in::
66
67         foo = kmalloc(count * size, GFP_KERNEL);
68
69 Instead, the 2-factor form of the allocator should be used::
70
71         foo = kmalloc_array(count, size, GFP_KERNEL);
72
73 If no 2-factor form is available, the saturate-on-overflow helpers should
74 be used::
75
76         bar = vmalloc(array_size(count, size));
77
78 Another common case to avoid is calculating the size of a structure with
79 a trailing array of others structures, as in::
80
81         header = kzalloc(sizeof(*header) + count * sizeof(*header->item),
82                          GFP_KERNEL);
83
84 Instead, use the helper::
85
86         header = kzalloc(struct_size(header, item, count), GFP_KERNEL);
87
88 .. note:: If you are using struct_size() on a structure containing a zero-length
89         or a one-element array as a trailing array member, please refactor such
90         array usage and switch to a `flexible array member
91         <#zero-length-and-one-element-arrays>`_ instead.
92
93 See array_size(), array3_size(), and struct_size(),
94 for more details as well as the related check_add_overflow() and
95 check_mul_overflow() family of functions.
96
97 simple_strtol(), simple_strtoll(), simple_strtoul(), simple_strtoull()
98 ----------------------------------------------------------------------
99 The simple_strtol(), simple_strtoll(),
100 simple_strtoul(), and simple_strtoull() functions
101 explicitly ignore overflows, which may lead to unexpected results
102 in callers. The respective kstrtol(), kstrtoll(),
103 kstrtoul(), and kstrtoull() functions tend to be the
104 correct replacements, though note that those require the string to be
105 NUL or newline terminated.
106
107 strcpy()
108 --------
109 strcpy() performs no bounds checking on the destination buffer. This
110 could result in linear overflows beyond the end of the buffer, leading to
111 all kinds of misbehaviors. While `CONFIG_FORTIFY_SOURCE=y` and various
112 compiler flags help reduce the risk of using this function, there is
113 no good reason to add new uses of this function. The safe replacement
114 is strscpy(), though care must be given to any cases where the return
115 value of strcpy() was used, since strscpy() does not return a pointer to
116 the destination, but rather a count of non-NUL bytes copied (or negative
117 errno when it truncates).
118
119 strncpy() on NUL-terminated strings
120 -----------------------------------
121 Use of strncpy() does not guarantee that the destination buffer will
122 be NUL terminated. This can lead to various linear read overflows and
123 other misbehavior due to the missing termination. It also NUL-pads
124 the destination buffer if the source contents are shorter than the
125 destination buffer size, which may be a needless performance penalty
126 for callers using only NUL-terminated strings. The safe replacement is
127 strscpy(), though care must be given to any cases where the return value
128 of strncpy() was used, since strscpy() does not return a pointer to the
129 destination, but rather a count of non-NUL bytes copied (or negative
130 errno when it truncates). Any cases still needing NUL-padding should
131 instead use strscpy_pad().
132
133 If a caller is using non-NUL-terminated strings, strncpy() can
134 still be used, but destinations should be marked with the `__nonstring
135 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Common-Variable-Attributes.html>`_
136 attribute to avoid future compiler warnings.
137
138 strlcpy()
139 ---------
140 strlcpy() reads the entire source buffer first (since the return value
141 is meant to match that of strlen()). This read may exceed the destination
142 size limit. This is both inefficient and can lead to linear read overflows
143 if a source string is not NUL-terminated. The safe replacement is strscpy(),
144 though care must be given to any cases where the return value of strlcpy()
145 is used, since strscpy() will return negative errno values when it truncates.
146
147 %p format specifier
148 -------------------
149 Traditionally, using "%p" in format strings would lead to regular address
150 exposure flaws in dmesg, proc, sysfs, etc. Instead of leaving these to
151 be exploitable, all "%p" uses in the kernel are being printed as a hashed
152 value, rendering them unusable for addressing. New uses of "%p" should not
153 be added to the kernel. For text addresses, using "%pS" is likely better,
154 as it produces the more useful symbol name instead. For nearly everything
155 else, just do not add "%p" at all.
156
157 Paraphrasing Linus's current `guidance <https://lore.kernel.org/lkml/CA+55aFwQEd_d40g4mUCSsVRZzrFPUJt74vc6PPpb675hYNXcKw@mail.gmail.com/>`_:
158
159 - If the hashed "%p" value is pointless, ask yourself whether the pointer
160   itself is important. Maybe it should be removed entirely?
161 - If you really think the true pointer value is important, why is some
162   system state or user privilege level considered "special"? If you think
163   you can justify it (in comments and commit log) well enough to stand
164   up to Linus's scrutiny, maybe you can use "%px", along with making sure
165   you have sensible permissions.
166
167 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/>`_.
168
169 Variable Length Arrays (VLAs)
170 -----------------------------
171 Using stack VLAs produces much worse machine code than statically
172 sized stack arrays. While these non-trivial `performance issues
173 <https://git.kernel.org/linus/02361bc77888>`_ are reason enough to
174 eliminate VLAs, they are also a security risk. Dynamic growth of a stack
175 array may exceed the remaining memory in the stack segment. This could
176 lead to a crash, possible overwriting sensitive contents at the end of the
177 stack (when built without `CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK=y`), or overwriting
178 memory adjacent to the stack (when built without `CONFIG_VMAP_STACK=y`)
179
180 Implicit switch case fall-through
181 ---------------------------------
182 The C language allows switch cases to fall through to the next case
183 when a "break" statement is missing at the end of a case. This, however,
184 introduces ambiguity in the code, as it's not always clear if the missing
185 break is intentional or a bug. For example, it's not obvious just from
186 looking at the code if `STATE_ONE` is intentionally designed to fall
187 through into `STATE_TWO`::
188
189         switch (value) {
190         case STATE_ONE:
191                 do_something();
192         case STATE_TWO:
193                 do_other();
194                 break;
195         default:
196                 WARN("unknown state");
197         }
198
199 As there have been a long list of flaws `due to missing "break" statements
200 <https://cwe.mitre.org/data/definitions/484.html>`_, we no longer allow
201 implicit fall-through. In order to identify intentional fall-through
202 cases, we have adopted a pseudo-keyword macro "fallthrough" which
203 expands to gcc's extension `__attribute__((__fallthrough__))
204 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Statement-Attributes.html>`_.
205 (When the C17/C18  `[[fallthrough]]` syntax is more commonly supported by
206 C compilers, static analyzers, and IDEs, we can switch to using that syntax
207 for the macro pseudo-keyword.)
208
209 All switch/case blocks must end in one of:
210
211 * break;
212 * fallthrough;
213 * continue;
214 * goto <label>;
215 * return [expression];
216
217 Zero-length and one-element arrays
218 ----------------------------------
219 There is a regular need in the kernel to provide a way to declare having
220 a dynamically sized set of trailing elements in a structure. Kernel code
221 should always use `"flexible array members" <https://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_array_member>`_
222 for these cases. The older style of one-element or zero-length arrays should
223 no longer be used.
224
225 In older C code, dynamically sized trailing elements were done by specifying
226 a one-element array at the end of a structure::
227
228         struct something {
229                 size_t count;
230                 struct foo items[1];
231         };
232
233 This led to fragile size calculations via sizeof() (which would need to
234 remove the size of the single trailing element to get a correct size of
235 the "header"). A `GNU C extension <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_
236 was introduced to allow for zero-length arrays, to avoid these kinds of
237 size problems::
238
239         struct something {
240                 size_t count;
241                 struct foo items[0];
242         };
243
244 But this led to other problems, and didn't solve some problems shared by
245 both styles, like not being able to detect when such an array is accidentally
246 being used _not_ at the end of a structure (which could happen directly, or
247 when such a struct was in unions, structs of structs, etc).
248
249 C99 introduced "flexible array members", which lacks a numeric size for
250 the array declaration entirely::
251
252         struct something {
253                 size_t count;
254                 struct foo items[];
255         };
256
257 This is the way the kernel expects dynamically sized trailing elements
258 to be declared. It allows the compiler to generate errors when the
259 flexible array does not occur last in the structure, which helps to prevent
260 some kind of `undefined behavior
261 <https://git.kernel.org/linus/76497732932f15e7323dc805e8ea8dc11bb587cf>`_
262 bugs from being inadvertently introduced to the codebase. It also allows
263 the compiler to correctly analyze array sizes (via sizeof(),
264 `CONFIG_FORTIFY_SOURCE`, and `CONFIG_UBSAN_BOUNDS`). For instance,
265 there is no mechanism that warns us that the following application of the
266 sizeof() operator to a zero-length array always results in zero::
267
268         struct something {
269                 size_t count;
270                 struct foo items[0];
271         };
272
273         struct something *instance;
274
275         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count), GFP_KERNEL);
276         instance->count = count;
277
278         size = sizeof(instance->items) * instance->count;
279         memcpy(instance->items, source, size);
280
281 At the last line of code above, ``size`` turns out to be ``zero``, when one might
282 have thought it represents the total size in bytes of the dynamic memory recently
283 allocated for the trailing array ``items``. Here are a couple examples of this
284 issue: `link 1
285 <https://git.kernel.org/linus/f2cd32a443da694ac4e28fbf4ac6f9d5cc63a539>`_,
286 `link 2
287 <https://git.kernel.org/linus/ab91c2a89f86be2898cee208d492816ec238b2cf>`_.
288 Instead, `flexible array members have incomplete type, and so the sizeof()
289 operator may not be applied <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_,
290 so any misuse of such operators will be immediately noticed at build time.
291
292 With respect to one-element arrays, one has to be acutely aware that `such arrays
293 occupy at least as much space as a single object of the type
294 <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html>`_,
295 hence they contribute to the size of the enclosing structure. This is prone
296 to error every time people want to calculate the total size of dynamic memory
297 to allocate for a structure containing an array of this kind as a member::
298
299         struct something {
300                 size_t count;
301                 struct foo items[1];
302         };
303
304         struct something *instance;
305
306         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count - 1), GFP_KERNEL);
307         instance->count = count;
308
309         size = sizeof(instance->items) * instance->count;
310         memcpy(instance->items, source, size);
311
312 In the example above, we had to remember to calculate ``count - 1`` when using
313 the struct_size() helper, otherwise we would have --unintentionally-- allocated
314 memory for one too many ``items`` objects. The cleanest and least error-prone way
315 to implement this is through the use of a `flexible array member`, together with
316 struct_size() and flex_array_size() helpers::
317
318         struct something {
319                 size_t count;
320                 struct foo items[];
321         };
322
323         struct something *instance;
324
325         instance = kmalloc(struct_size(instance, items, count), GFP_KERNEL);
326         instance->count = count;
327
328         memcpy(instance->items, source, flex_array_size(instance, items, instance->count));