Older versions of GNU gcc do not allow 'NULL' as sentinel.
[asterisk/asterisk.git] / doc / CODING-GUIDELINES
1             --------------------------------------
2             == Asterisk Coding Guidelines ==
3             --------------------------------------
4
5 This document gives some basic indication on how the asterisk code
6 is structured. The first part covers the structure and style of
7 individual files. The second part (TO BE COMPLETED) covers the
8 overall code structure and the build architecture.
9
10 Please read it to the end to understand in detail how the asterisk
11 code is organized, and to know how to extend asterisk or contribute
12 new code.
13
14 We are looking forward to your contributions to Asterisk - the 
15 Open Source PBX! As Asterisk is a large and in some parts very
16 time-sensitive application, the code base needs to conform to
17 a common set of coding rules so that many developers can enhance
18 and maintain the code. Code also needs to be reviewed and tested
19 so that it works and follows the general architecture and guide-
20 lines, and is well documented.
21
22 Asterisk is published under a dual-licensing scheme by Digium.
23 To be accepted into the codebase, all non-trivial changes must be
24 disclaimed to Digium or placed in the public domain. For more information
25 see http://bugs.digium.com
26
27 Patches should be in the form of a unified (-u) diff, made from a checkout
28 from subversion.
29
30 /usr/src/asterisk$ svn diff > mypatch
31
32 If you would like to only include changes to certain files in the patch, you
33 can list them in the "svn diff" command:
34
35 /usr/src/asterisk$ svn diff somefile.c someotherfile.c > mypatch
36
37                 -----------------------------------
38                 ==  PART ONE: CODING GUIDELINES  ==
39                 -----------------------------------
40
41 * General rules
42 ---------------
43
44 - All code, filenames, function names and comments must be in ENGLISH.
45
46 - Don't annotate your changes with comments like "/* JMG 4/20/04 */";
47   Comments should explain what the code does, not when something was changed
48   or who changed it. If you have done a larger contribution, make sure
49   that you are added to the CREDITS file.
50
51 - Don't make unnecessary whitespace changes throughout the code.
52   If you make changes, submit them to the tracker as separate patches
53   that only include whitespace and formatting changes.
54
55 - Don't use C++ type (//) comments.
56
57 - Try to match the existing formatting of the file you are working on.
58
59 - Use spaces instead of tabs when aligning in-line comments or #defines (this makes 
60   your comments aligned even if the code is viewed with another tabsize)
61
62 * File structure and header inclusion
63 -------------------------------------
64
65 Every C source file should start with a proper copyright
66 and a brief description of the content of the file.
67 Following that, you should immediately put the following lines:
68
69 #include "asterisk.h"
70 ASTERISK_FILE_VERSION(__FILE__, "$Revision$")
71
72 "asterisk.h" resolves OS and compiler dependencies for the basic
73 set of unix functions (data types, system calls, basic I/O
74 libraries) and the basic Asterisk APIs.
75 ASTERISK_FILE_VERSION() stores in the executable information
76 about the file.   
77
78 Next, you should #include extra headers according to the functionality
79 that your file uses or implements. For each group of functions that
80 you use there is a common header, which covers OS header dependencies
81 and defines the 'external' API of those functions (the equivalent
82 of 'public' members of a class).  As an example:
83
84     asterisk/module.h
85         if you are implementing a module, this should be included in one
86         of the files that are linked with the module.
87
88     asterisk/io.h
89         access to extra file I/O functions (stat, fstat, playing with
90         directories etc)
91
92     asterisk/network.h
93         basic network I/O - all of the socket library, select/poll,
94         and asterisk-specific (usually either thread-safe or reentrant
95         or both) functions to play with socket addresses.
96
97     asterisk/app.h
98         parsing of application arguments
99
100     asterisk/channel.h
101         struct ast_channel and functions to manipulate it
102
103 For more information look at the headers in include/asterisk/ .
104 These files are usually self-sufficient, i.e. they recursively #include
105 all the extra headers they need.
106
107 The equivalent of 'private' members of a class are either directly in
108 the C source file, or in files named asterisk/mod_*.h to make it clear
109 that they are not for inclusion by generic code.
110
111 Keep the number of header files small by not including them unnecessarily.
112 Don't cut&paste list of header files from other sources, but only include
113 those you really need. Apart from obvious cases (e.g. module.h which
114 is almost always necessary) write a short comment next to each #include to
115 explain why you need it.
116
117
118 * Declaration of functions and variables
119 ----------------------------------------
120
121 - Do not declare variables mid-block (e.g. like recent GNU compilers support)
122   since it is harder to read and not portable to GCC 2.95 and others.
123
124 - Functions and variables that are not intended to be used outside the module
125   must be declared static.
126
127 - When reading integer numeric input with scanf (or variants), do _NOT_ use '%i'
128   unless you specifically want to allow non-base-10 input; '%d' is always a better
129   choice, since it will not silently turn numbers with leading zeros into base-8.
130
131 - Strings that are coming from input should not be used as a first argument to
132   a formatted *printf function.
133
134 * Use the internal API
135 ----------------------
136
137 - Make sure you are aware of the string and data handling functions that exist
138   within Asterisk to enhance portability and in some cases to produce more
139   secure and thread-safe code. Check utils.c/utils.h for these.
140
141 - If you need to create a detached thread, use the ast_pthread_create_detached()
142   normally or ast_pthread_create_detached_background() for a thread with a smaller
143   stack size.  This reduces the replication of the code to handle the pthread_attr_t
144   structure.
145
146 * Code formatting
147 -----------------
148
149 Roughly, Asterisk code formatting guidelines are generally equivalent to the 
150 following:
151
152 # indent -i4 -ts4 -br -brs -cdw -lp -ce -nbfda -npcs -nprs -npsl -nbbo -saf -sai -saw -cs -l90 foo.c
153
154 this means in verbose:
155  -i4:    indent level 4
156  -ts4:   tab size 4
157  -br:    braces on if line
158  -brs:   braces on struct decl line
159  -cdw:   cuddle do while
160  -lp:    line up continuation below parenthesis
161  -ce:    cuddle else
162  -nbfda: dont break function decl args
163  -npcs:  no space after function call names
164  -nprs:  no space after parentheses
165  -npsl:  dont break procedure type
166  -saf:   space after for
167  -sai:   space after if
168  -saw:   space after while
169  -cs:    space after cast
170  -ln90:  line length 90 columns
171
172 Function calls and arguments should be spaced in a consistent way across
173 the codebase.
174         GOOD: foo(arg1, arg2);
175         GOOD: foo(arg1,arg2);   /* Acceptable but not preferred */
176         BAD: foo (arg1, arg2);
177         BAD: foo( arg1, arg2 );
178         BAD: foo(arg1, arg2,arg3);
179
180 Don't treat keywords (if, while, do, return) as if they were functions;
181 leave space between the keyword and the expression used (if any). For 'return',
182 don't even put parentheses around the expression, since they are not
183 required.
184
185 There is no shortage of whitespace characters :-) Use them when they make
186 the code easier to read. For example:
187
188         for (str=foo;str;str=str->next)
189
190 is harder to read than
191
192         for (str = foo; str; str = str->next)
193
194 Following are examples of how code should be formatted.
195
196 - Functions:
197 int foo(int a, char *s)
198 {
199         return 0;
200 }
201
202 - If statements:
203 if (foo) {
204         bar();
205 } else {
206         blah();
207 }
208
209 - Case statements:
210 switch (foo) {
211 case BAR:
212         blah();
213         break;
214 case OTHER:
215         other();
216         break;
217 }
218
219 - No nested statements without braces, e.g.:
220
221 for (x = 0; x < 5; x++)
222         if (foo) 
223                 if (bar)
224                         baz();
225
226 instead do:
227 for (x = 0; x < 5; x++) {
228         if (foo) {
229                 if (bar) {
230                         baz();
231                 }
232         }
233 }
234
235 - Always use braces around the statements following an if/for/while construct,
236 even if not strictly necessary, as it reduces future possible problems.
237
238 - Don't build code like this:
239
240 if (foo) {
241         /* .... 50 lines of code ... */
242 } else {
243         result = 0;
244         return;
245 }
246
247 Instead, try to minimize the number of lines of code that need to be
248 indented, by only indenting the shortest case of the 'if'
249 statement, like so:
250
251 if (!foo) {
252         result = 0;
253         return;
254 }
255
256 .... 50 lines of code ....
257
258 When this technique is used properly, it makes functions much easier to read
259 and follow, especially those with more than one or two 'setup' operations
260 that must succeed for the rest of the function to be able to execute.
261
262 - Labels/goto are acceptable
263 Proper use of this technique may occasionally result in the need for a
264 label/goto combination so that error/failure conditions can exit the
265 function while still performing proper cleanup. This is not a bad thing!
266 Use of goto in this situation is encouraged, since it removes the need
267 for excess code indenting without requiring duplication of cleanup code.
268        
269 - Never use an uninitialized variable
270 Make sure you never use an uninitialized variable.  The compiler will 
271 usually warn you if you do so. However, do not go too far the other way,
272 and needlessly initialize variables that do not require it. If the first
273 time you use a variable in a function is to store a value there, then
274 initializing it at declaration is pointless, and will generate extra
275 object code and data in the resulting binary with no purpose. When in doubt,
276 trust the compiler to tell you when you need to initialize a variable;
277 if it does not warn you, initialization is not needed.
278
279 - Do not cast 'void *'
280 Do not explicitly cast 'void *' into any other type, nor should you cast any
281 other type into 'void *'. Implicit casts to/from 'void *' are explicitly
282 allowed by the C specification. This means the results of malloc(), calloc(),
283 alloca(), and similar functions do not _ever_ need to be cast to a specific
284 type, and when you are passing a pointer to (for example) a callback function
285 that accepts a 'void *' you do not need to cast into that type.
286
287 * Function naming
288 -----------------
289
290 All public functions (those not marked 'static'), must be named "ast_<something>"
291 and have a descriptive name.
292
293 As an example, suppose you wanted to take a local function "find_feature", defined
294 as static in a file, and used only in that file, and make it public, and use it
295 in other files. You will have to remove the "static" declaration and define a 
296 prototype in an appropriate header file (usually in include/asterisk). A more
297 specific name should be given, such as "ast_find_call_feature".
298
299 * Variable function argument parsing
300 ------------------------------------
301
302 Functions with a variable amount of argumenst need a 'sentinel' when called.
303 Newer GNU C compilers are fine if you use NULL for this. Older versions (pre 4)
304 don't like this.
305 You should use the constant SENTINEL.
306 This one is defined in include/asterisk/compiler.h
307
308 * Variable naming
309 -----------------
310
311 - Global variables
312 Name global variables (or local variables when you have a lot of them or
313 are in a long function) something that will make sense to aliens who
314 find your code in 100 years.  All variable names should be in lower 
315 case, except when following external APIs or specifications that normally
316 use upper- or mixed-case variable names; in that situation, it is
317 preferable to follow the external API/specification for ease of
318 understanding.
319
320 Make some indication in the name of global variables which represent
321 options that they are in fact intended to be global.
322  e.g.: static char global_something[80]
323
324 - Don't use un-necessary typedef's
325 Don't use 'typedef' just to shorten the amount of typing; there is no substantial
326 benefit in this:
327 struct foo { int bar; }; typedef struct foo foo_t;
328
329 In fact, don't use 'variable type' suffixes at all; it's much preferable to
330 just type 'struct foo' rather than 'foo_s'.
331
332 - Use enums instead of #define where possible
333 Use enums rather than long lists of #define-d numeric constants when possible;
334 this allows structure members, local variables and function arguments to
335 be declared as using the enum's type. For example:
336
337 enum option {
338   OPT_FOO = 1
339   OPT_BAR = 2
340   OPT_BAZ = 4
341 };
342
343 static enum option global_option;
344
345 static handle_option(const enum option opt)
346 {
347   ...
348 }
349
350 Note: The compiler will _not_ force you to pass an entry from the enum
351 as an argument to this function; this recommendation serves only to make
352 the code clearer and somewhat self-documenting. In addition, when using
353 switch/case blocks that switch on enum values, the compiler will warn
354 you if you forget to handle one or more of the enum values, which can be
355 handy.
356
357 * String handling
358 -----------------
359
360 Don't use strncpy for copying whole strings; it does not guarantee that the
361 output buffer will be null-terminated. Use ast_copy_string instead, which
362 is also slightly more efficient (and allows passing the actual buffer
363 size, which makes the code clearer).
364
365 Don't use ast_copy_string (or any length-limited copy function) for copying
366 fixed (known at compile time) strings into buffers, if the buffer is something
367 that has been allocated in the function doing the copying. In that case, you
368 know at the time you are writing the code whether the buffer is large enough
369 for the fixed string or not, and if it's not, your code won't work anyway!
370 Use strcpy() for this operation, or directly set the first two characters
371 of the buffer if you are just trying to store a one-character string in the
372 buffer. If you are trying to 'empty' the buffer, just store a single
373 NULL character ('\0') in the first byte of the buffer; nothing else is
374 needed, and any other method is wasteful.
375
376 In addition, if the previous operations in the function have already
377 determined that the buffer in use is adequately sized to hold the string
378 you wish to put into it (even if you did not allocate the buffer yourself),
379 use a direct strcpy(), as it can be inlined and optimized to simple
380 processor operations, unlike ast_copy_string().
381
382 * Use of functions
383 ------------------
384
385 When making applications, always ast_strdupa(data) to a local pointer if
386 you intend to parse the incoming data string.
387
388         if (data)
389                 mydata = ast_strdupa(data);
390
391
392 - Use the argument parsing macros to declare arguments and parse them, i.e.:
393
394         AST_DECLARE_APP_ARGS(args,
395                 AST_APP_ARG(arg1);
396                 AST_APP_ARG(arg2);
397                 AST_APP_ARG(arg3);
398         );
399         parse = ast_strdupa(data);
400         AST_STANDARD_APP_ARGS(args, parse);
401
402 - Create generic code!
403 If you do the same or a similar operation more than one time, make it a
404 function or macro.
405
406 Make sure you are not duplicating any functionality already found in an
407 API call somewhere.  If you are duplicating functionality found in 
408 another static function, consider the value of creating a new API call 
409 which can be shared.
410
411 * Handling of pointers and allocations
412 --------------------------------------
413
414 - Dereference or localize pointers
415 Always dereference or localize pointers to things that are not yours like
416 channel members in a channel that is not associated with the current 
417 thread and for which you do not have a lock.
418         channame = ast_strdupa(otherchan->name);
419
420 - Use const on pointer arguments if possible
421 Use const on pointer arguments which your function will not be modifying, as this 
422 allows the compiler to make certain optimizations. In general, use 'const'
423 on any argument that you have no direct intention of modifying, as it can
424 catch logic/typing errors in your code when you use the argument variable
425 in a way that you did not intend.
426
427 - Do not create your own linked list code - reuse!
428 As a common example of this point, make an effort to use the lockable
429 linked-list macros found in include/asterisk/linkedlists.h. They are
430 efficient, easy to use and provide every operation that should be
431 necessary for managing a singly-linked list (if something is missing,
432 let us know!). Just because you see other open-coded list implementations
433 in the source tree is no reason to continue making new copies of
434 that code... There are also a number of common string manipulation
435 and timeval manipulation functions in asterisk/strings.h and asterisk/time.h;
436 use them when possible.
437
438 - Avoid needless allocations!
439 Avoid needless malloc(), strdup() calls. If you only need the value in
440 the scope of your function try ast_strdupa() or declare structs on the
441 stack and pass a pointer to them. However, be careful to _never_ call
442 alloca(), ast_strdupa() or similar functions in the argument list
443 of a function you are calling; this can cause very strange stack
444 arrangements and produce unexpected behavior.
445
446 -Allocations for structures
447 When allocating/zeroing memory for a structure, use code like this:
448
449 struct foo *tmp;
450
451 ...
452
453 tmp = ast_calloc(1, sizeof(*tmp));
454
455 Avoid the combination of ast_malloc() and memset().  Instead, always use
456 ast_calloc(). This will allocate and zero the memory in a single operation. 
457 In the case that uninitialized memory is acceptable, there should be a comment
458 in the code that states why this is the case.
459
460 Using sizeof(*tmp) instead of sizeof(struct foo) eliminates duplication of the 
461 'struct foo' identifier, which makes the code easier to read and also ensures 
462 that if it is copy-and-pasted it won't require as much editing.
463
464 The ast_* family of functions for memory allocation are functionally the same.
465 They just add an Asterisk log error message in the case that the allocation
466 fails for some reason. This eliminates the need to generate custom messages
467 throughout the code to log that this has occurred.
468
469 -String Duplications
470
471 The functions strdup and strndup can *not* accept a NULL argument. This results
472 in having code like this:
473
474         if (str)
475                 newstr = strdup(str);
476         else
477                 newstr = NULL;
478
479 However, the ast_strdup and ast_strdupa functions will happily accept a NULL
480 argument without generating an error.  The same code can be written as:
481         
482         newstr = ast_strdup(str);
483
484 Furthermore, it is unnecessary to have code that malloc/calloc's for the length
485 of a string (+1 for the terminating '\0') and then using strncpy to copy the
486 copy the string into the resulting buffer.  This is the exact same thing as
487 using ast_strdup.
488
489 * CLI Commands
490 --------------
491
492 New CLI commands should be named using the module's name, followed by a verb
493 and then any parameters that the command needs. For example:
494
495 *CLI> iax2 show peer <peername>
496
497 not
498
499 *CLI> show iax2 peer <peername>
500
501 * New dialplan applications/functions
502 -------------------------------------
503
504 There are two methods of adding functionality to the Asterisk
505 dialplan: applications and functions. Applications (found generally in
506 the apps/ directory) should be collections of code that interact with
507 a channel and/or user in some significant way. Functions (which can be
508 provided by any type of module) are used when the provided
509 functionality is simple... getting/retrieving a value, for
510 example. Functions should also be used when the operation is in no way
511 related to a channel (a computation or string operation, for example).
512
513 Applications are registered and invoked using the
514 ast_register_application function; see the apps/app_skel.c file for an
515 example.
516
517 Functions are registered using 'struct ast_custom_function'
518 structures and the ast_custom_function_register function.
519
520 * Doxygen API Documentation Guidelines
521 --------------------------------------
522
523 When writing Asterisk API documentation the following format should be
524 followed. Do not use the javadoc style.
525
526 /*!
527  * \brief Do interesting stuff.
528  * \param thing1 interesting parameter 1.
529  * \param thing2 interesting parameter 2.
530  *
531  * This function does some interesting stuff.
532  *
533  * \return zero on success, -1 on error.
534  */
535 int ast_interesting_stuff(int thing1, int thing2)
536 {
537         return 0;
538 }
539
540 Notice the use of the \param, \brief, and \return constructs.  These should be
541 used to describe the corresponding pieces of the function being documented.
542 Also notice the blank line after the last \param directive.  All doxygen
543 comments must be in one /*! */ block.  If the function or struct does not need
544 an extended description it can be left out.
545
546 Please make sure to review the doxygen manual and make liberal use of the \a,
547 \code, \c, \b, \note, \li and \e modifiers as appropriate.
548
549 When documenting a 'static' function or an internal structure in a module,
550 use the \internal modifier to ensure that the resulting documentation
551 explicitly says 'for internal use only'.
552
553 Structures should be documented as follows.
554
555 /*!
556  * \brief A very interesting structure.
557  */
558 struct interesting_struct
559 {
560         /*! \brief A data member. */
561         int member1;
562
563         int member2; /*!< \brief Another data member. */
564 }
565
566 Note that /*! */ blocks document the construct immediately following them
567 unless they are written, /*!< */, in which case they document the construct
568 preceding them.
569
570 It is very much preferred that documentation is not done inline, as done in
571 the previous example for member2.  The first reason for this is that it tends
572 to encourage extremely brief, and often pointless, documentation since people
573 try to keep the comment from making the line extremely long.  However, if you
574 insist on using inline comments, please indent the documentation with spaces!
575 That way, all of the comments are properly aligned, regardless of what tab
576 size is being used for viewing the code.
577
578 * Finishing up before you submit your code
579 ------------------------------------------
580
581 - Look at the code once more
582 When you achieve your desired functionality, make another few refactor
583 passes over the code to optimize it.
584
585 - Read the patch
586 Before submitting a patch, *read* the actual patch file to be sure that 
587 all the changes you expect to be there are, and that there are no 
588 surprising changes you did not expect. During your development, that
589 part of Asterisk may have changed, so make sure you compare with the
590 latest CVS.
591
592 - Listen to advice
593 If you are asked to make changes to your patch, there is a good chance
594 the changes will introduce bugs, check it even more at this stage.
595 Also remember that the bug marshal or co-developer that adds comments 
596 is only human, they may be in error :-)
597
598 - Optimize, optimize, optimize
599 If you are going to reuse a computed value, save it in a variable
600 instead of recomputing it over and over.  This can prevent you from 
601 making a mistake in subsequent computations, making it easier to correct
602 if the formula has an error and may or may not help optimization but 
603 will at least help readability.
604
605 Just an example (so don't over analyze it, that'd be a shame):
606
607 const char *prefix = "pre";     
608 const char *postfix = "post";
609 char *newname;
610 char *name = "data";
611
612 if (name && (newname = alloca(strlen(name) + strlen(prefix) + strlen(postfix) + 3)))
613         snprintf(newname, strlen(name) + strlen(prefix) + strlen(postfix) + 3, "%s/%s/%s", prefix, name, postfix);
614
615 ...vs this alternative:
616
617 const char *prefix = "pre";
618 const char *postfix = "post";
619 char *newname;
620 char *name = "data";
621 int len = 0;
622
623 if (name && (len = strlen(name) + strlen(prefix) + strlen(postfix) + 3) && (newname = alloca(len)))
624         snprintf(newname, len, "%s/%s/%s", prefix, name, postfix);
625
626 * Creating new manager events?
627 ------------------------------
628 If you create new AMI events, please read manager.txt. Do not re-use
629 existing headers for new purposes, but please re-use existing headers
630 for the same type of data.
631
632 Manager events that signal a status are required to have one
633 event name, with a status header that shows the status.
634 The old style, with one event named "ThisEventOn" and another named
635 "ThisEventOff", is no longer approved.
636
637 Check manager.txt for more information on manager and existing
638 headers. Please update this file if you add new headers.
639
640             ------------------------------------
641             ==  PART TWO: BUILD ARCHITECTURE  ==
642             ------------------------------------
643
644 The asterisk build architecture relies on autoconf to detect the
645 system configuration, and on a locally developed tool (menuselect) to
646 select build options and modules list, and on gmake to do the build.
647
648 The first step, usually to be done soon after a checkout, is running
649 "./configure", which will store its findings in two files:
650
651     + include/asterisk/autoconfig.h
652         contains C macros, normally #define HAVE_FOO or HAVE_FOO_H ,
653         for all functions and headers that have been detected at build time.
654         These are meant to be used by C or C++ source files.
655
656     + makeopts
657         contains variables that can be used by Makefiles.
658         In addition to the usual CC, LD, ... variables pointing to
659         the various build tools, and prefix, includedir ... which are
660         useful for generic compiler flags, there are variables
661         for each package detected.
662         These are normally of the form FOO_INCLUDE=... FOO_LIB=...
663         FOO_DIR=... indicating, for each package, the useful libraries
664         and header files. 
665
666 The next step is to run "make menuselect", to extract the dependencies existing
667 between files and modules, and to store build options.
668 menuselect produces two files, both to be read by the Makefile:
669
670     + menuselect.makeopts
671         Contains for each subdirectory a list of modules that must be
672         excluded from the build, plus some additional informatiom.
673     + menuselect.makedeps
674         Contains, for each module, a list of packages it depends on.
675         For each of these packages, we can collect the relevant INCLUDE
676         and LIB files from makeopts. This file is based on information
677         in the .c source code files for each module.
678
679 The top level Makefile is in charge of setting up the build environment,
680 creating header files with build options, and recursively invoking the
681 subdir Makefiles to produce modules and the main executable.
682
683 The sources are split in multiple directories, more or less divided by
684 module type (apps/ channels/ funcs/ res/ ...) or by function, for the main
685 binary (main/ pbx/).
686
687
688 TO BE COMPLETED
689
690     
691 -----------------------------------------------
692 Welcome to the Asterisk development community!
693 Meet you on the asterisk-dev mailing list. 
694 Subscribe at http://lists.digium.com!
695
696 Mark Spencer, Kevin P. Fleming and 
697 the Asterisk.org Development Team