]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - Documentation/development-process/2.Process
e1000e: change logical negate to bitwise
[linux-2.6.git] / Documentation / development-process / 2.Process
1 2: HOW THE DEVELOPMENT PROCESS WORKS
2
3 Linux kernel development in the early 1990's was a pretty loose affair,
4 with relatively small numbers of users and developers involved.  With a
5 user base in the millions and with some 2,000 developers involved over the
6 course of one year, the kernel has since had to evolve a number of
7 processes to keep development happening smoothly.  A solid understanding of
8 how the process works is required in order to be an effective part of it.
9
10
11 2.1: THE BIG PICTURE
12
13 The kernel developers use a loosely time-based release process, with a new
14 major kernel release happening every two or three months.  The recent
15 release history looks like this:
16
17         2.6.26  July 13, 2008
18         2.6.25  April 16, 2008
19         2.6.24  January 24, 2008
20         2.6.23  October 9, 2007
21         2.6.22  July 8, 2007
22         2.6.21  April 25, 2007
23         2.6.20  February 4, 2007
24
25 Every 2.6.x release is a major kernel release with new features, internal
26 API changes, and more.  A typical 2.6 release can contain over 10,000
27 changesets with changes to several hundred thousand lines of code.  2.6 is
28 thus the leading edge of Linux kernel development; the kernel uses a
29 rolling development model which is continually integrating major changes.
30
31 A relatively straightforward discipline is followed with regard to the
32 merging of patches for each release.  At the beginning of each development
33 cycle, the "merge window" is said to be open.  At that time, code which is
34 deemed to be sufficiently stable (and which is accepted by the development
35 community) is merged into the mainline kernel.  The bulk of changes for a
36 new development cycle (and all of the major changes) will be merged during
37 this time, at a rate approaching 1,000 changes ("patches," or "changesets")
38 per day.
39
40 (As an aside, it is worth noting that the changes integrated during the
41 merge window do not come out of thin air; they have been collected, tested,
42 and staged ahead of time.  How that process works will be described in
43 detail later on).
44
45 The merge window lasts for two weeks.  At the end of this time, Linus
46 Torvalds will declare that the window is closed and release the first of
47 the "rc" kernels.  For the kernel which is destined to be 2.6.26, for
48 example, the release which happens at the end of the merge window will be
49 called 2.6.26-rc1.  The -rc1 release is the signal that the time to merge
50 new features has passed, and that the time to stabilize the next kernel has
51 begun.
52
53 Over the next six to ten weeks, only patches which fix problems should be
54 submitted to the mainline.  On occasion a more significant change will be
55 allowed, but such occasions are rare; developers who try to merge new
56 features outside of the merge window tend to get an unfriendly reception.
57 As a general rule, if you miss the merge window for a given feature, the
58 best thing to do is to wait for the next development cycle.  (An occasional
59 exception is made for drivers for previously-unsupported hardware; if they
60 touch no in-tree code, they cannot cause regressions and should be safe to
61 add at any time).
62
63 As fixes make their way into the mainline, the patch rate will slow over
64 time.  Linus releases new -rc kernels about once a week; a normal series
65 will get up to somewhere between -rc6 and -rc9 before the kernel is
66 considered to be sufficiently stable and the final 2.6.x release is made.
67 At that point the whole process starts over again.
68
69 As an example, here is how the 2.6.25 development cycle went (all dates in
70 2008): 
71
72         January 24      2.6.24 stable release
73         February 10     2.6.25-rc1, merge window closes
74         February 15     2.6.25-rc2
75         February 24     2.6.25-rc3
76         March 4         2.6.25-rc4
77         March 9         2.6.25-rc5
78         March 16        2.6.25-rc6
79         March 25        2.6.25-rc7
80         April 1         2.6.25-rc8
81         April 11        2.6.25-rc9
82         April 16        2.6.25 stable release
83
84 How do the developers decide when to close the development cycle and create
85 the stable release?  The most significant metric used is the list of
86 regressions from previous releases.  No bugs are welcome, but those which
87 break systems which worked in the past are considered to be especially
88 serious.  For this reason, patches which cause regressions are looked upon
89 unfavorably and are quite likely to be reverted during the stabilization
90 period. 
91
92 The developers' goal is to fix all known regressions before the stable
93 release is made.  In the real world, this kind of perfection is hard to
94 achieve; there are just too many variables in a project of this size.
95 There comes a point where delaying the final release just makes the problem
96 worse; the pile of changes waiting for the next merge window will grow
97 larger, creating even more regressions the next time around.  So most 2.6.x
98 kernels go out with a handful of known regressions though, hopefully, none
99 of them are serious.
100
101 Once a stable release is made, its ongoing maintenance is passed off to the
102 "stable team," currently comprised of Greg Kroah-Hartman and Chris Wright.
103 The stable team will release occasional updates to the stable release using
104 the 2.6.x.y numbering scheme.  To be considered for an update release, a
105 patch must (1) fix a significant bug, and (2) already be merged into the
106 mainline for the next development kernel.  Continuing our 2.6.25 example,
107 the history (as of this writing) is:
108
109         May 1           2.6.25.1
110         May 6           2.6.25.2 
111         May 9           2.6.25.3 
112         May 15          2.6.25.4
113         June 7          2.6.25.5
114         June 9          2.6.25.6
115         June 16         2.6.25.7
116         June 21         2.6.25.8
117         June 24         2.6.25.9
118
119 Stable updates for a given kernel are made for approximately six months;
120 after that, the maintenance of stable releases is solely the responsibility
121 of the distributors which have shipped that particular kernel.
122
123
124 2.2: THE LIFECYCLE OF A PATCH
125
126 Patches do not go directly from the developer's keyboard into the mainline
127 kernel.  There is, instead, a somewhat involved (if somewhat informal)
128 process designed to ensure that each patch is reviewed for quality and that
129 each patch implements a change which is desirable to have in the mainline.
130 This process can happen quickly for minor fixes, or, in the case of large
131 and controversial changes, go on for years.  Much developer frustration
132 comes from a lack of understanding of this process or from attempts to
133 circumvent it.  
134
135 In the hopes of reducing that frustration, this document will describe how
136 a patch gets into the kernel.  What follows below is an introduction which
137 describes the process in a somewhat idealized way.  A much more detailed
138 treatment will come in later sections.
139
140 The stages that a patch goes through are, generally:
141
142  - Design.  This is where the real requirements for the patch - and the way
143    those requirements will be met - are laid out.  Design work is often
144    done without involving the community, but it is better to do this work
145    in the open if at all possible; it can save a lot of time redesigning
146    things later.
147
148  - Early review.  Patches are posted to the relevant mailing list, and
149    developers on that list reply with any comments they may have.  This
150    process should turn up any major problems with a patch if all goes
151    well.
152
153  - Wider review.  When the patch is getting close to ready for mainline
154    inclusion, it should be accepted by a relevant subsystem maintainer -
155    though this acceptance is not a guarantee that the patch will make it
156    all the way to the mainline.  The patch will show up in the maintainer's
157    subsystem tree and into the staging trees (described below).  When the
158    process works, this step leads to more extensive review of the patch and
159    the discovery of any problems resulting from the integration of this
160    patch with work being done by others.
161
162 -  Please note that most maintainers also have day jobs, so merging
163    your patch may not be their highest priority.  If your patch is
164    getting feedback about changes that are needed, you should either
165    make those changes or justify why they should not be made.  If your
166    patch has no review complaints but is not being merged by its
167    appropriate subsystem or driver maintainer, you should be persistent
168    in updating the patch to the current kernel so that it applies cleanly
169    and keep sending it for review and merging.
170
171  - Merging into the mainline.  Eventually, a successful patch will be
172    merged into the mainline repository managed by Linus Torvalds.  More
173    comments and/or problems may surface at this time; it is important that
174    the developer be responsive to these and fix any issues which arise.
175
176  - Stable release.  The number of users potentially affected by the patch
177    is now large, so, once again, new problems may arise.
178
179  - Long-term maintenance.  While it is certainly possible for a developer
180    to forget about code after merging it, that sort of behavior tends to
181    leave a poor impression in the development community.  Merging code
182    eliminates some of the maintenance burden, in that others will fix
183    problems caused by API changes.  But the original developer should
184    continue to take responsibility for the code if it is to remain useful
185    in the longer term.
186
187 One of the largest mistakes made by kernel developers (or their employers)
188 is to try to cut the process down to a single "merging into the mainline"
189 step.  This approach invariably leads to frustration for everybody
190 involved.
191
192
193 2.3: HOW PATCHES GET INTO THE KERNEL
194
195 There is exactly one person who can merge patches into the mainline kernel
196 repository: Linus Torvalds.  But, of the over 12,000 patches which went
197 into the 2.6.25 kernel, only 250 (around 2%) were directly chosen by Linus
198 himself.  The kernel project has long since grown to a size where no single
199 developer could possibly inspect and select every patch unassisted.  The
200 way the kernel developers have addressed this growth is through the use of
201 a lieutenant system built around a chain of trust.
202
203 The kernel code base is logically broken down into a set of subsystems:
204 networking, specific architecture support, memory management, video
205 devices, etc.  Most subsystems have a designated maintainer, a developer
206 who has overall responsibility for the code within that subsystem.  These
207 subsystem maintainers are the gatekeepers (in a loose way) for the portion
208 of the kernel they manage; they are the ones who will (usually) accept a
209 patch for inclusion into the mainline kernel.
210
211 Subsystem maintainers each manage their own version of the kernel source
212 tree, usually (but certainly not always) using the git source management
213 tool.  Tools like git (and related tools like quilt or mercurial) allow
214 maintainers to track a list of patches, including authorship information
215 and other metadata.  At any given time, the maintainer can identify which
216 patches in his or her repository are not found in the mainline.
217
218 When the merge window opens, top-level maintainers will ask Linus to "pull"
219 the patches they have selected for merging from their repositories.  If
220 Linus agrees, the stream of patches will flow up into his repository,
221 becoming part of the mainline kernel.  The amount of attention that Linus
222 pays to specific patches received in a pull operation varies.  It is clear
223 that, sometimes, he looks quite closely.  But, as a general rule, Linus
224 trusts the subsystem maintainers to not send bad patches upstream.
225
226 Subsystem maintainers, in turn, can pull patches from other maintainers.
227 For example, the networking tree is built from patches which accumulated
228 first in trees dedicated to network device drivers, wireless networking,
229 etc.  This chain of repositories can be arbitrarily long, though it rarely
230 exceeds two or three links.  Since each maintainer in the chain trusts
231 those managing lower-level trees, this process is known as the "chain of
232 trust." 
233
234 Clearly, in a system like this, getting patches into the kernel depends on
235 finding the right maintainer.  Sending patches directly to Linus is not
236 normally the right way to go.
237
238
239 2.4: STAGING TREES
240
241 The chain of subsystem trees guides the flow of patches into the kernel,
242 but it also raises an interesting question: what if somebody wants to look
243 at all of the patches which are being prepared for the next merge window?
244 Developers will be interested in what other changes are pending to see
245 whether there are any conflicts to worry about; a patch which changes a
246 core kernel function prototype, for example, will conflict with any other
247 patches which use the older form of that function.  Reviewers and testers
248 want access to the changes in their integrated form before all of those
249 changes land in the mainline kernel.  One could pull changes from all of
250 the interesting subsystem trees, but that would be a big and error-prone
251 job.
252
253 The answer comes in the form of staging trees, where subsystem trees are
254 collected for testing and review.  The older of these trees, maintained by
255 Andrew Morton, is called "-mm" (for memory management, which is how it got
256 started).  The -mm tree integrates patches from a long list of subsystem
257 trees; it also has some patches aimed at helping with debugging.  
258
259 Beyond that, -mm contains a significant collection of patches which have
260 been selected by Andrew directly.  These patches may have been posted on a
261 mailing list, or they may apply to a part of the kernel for which there is
262 no designated subsystem tree.  As a result, -mm operates as a sort of
263 subsystem tree of last resort; if there is no other obvious path for a
264 patch into the mainline, it is likely to end up in -mm.  Miscellaneous
265 patches which accumulate in -mm will eventually either be forwarded on to
266 an appropriate subsystem tree or be sent directly to Linus.  In a typical
267 development cycle, approximately 10% of the patches going into the mainline
268 get there via -mm.
269
270 The current -mm patch is available in the "mmotm" (-mm of the moment)
271 directory at:
272
273         http://userweb.kernel.org/~akpm/mmotm/
274
275 Use of the MMOTM tree is likely to be a frustrating experience, though;
276 there is a definite chance that it will not even compile.
277
278 The other staging tree, started more recently, is linux-next, maintained by
279 Stephen Rothwell.  The linux-next tree is, by design, a snapshot of what
280 the mainline is expected to look like after the next merge window closes.
281 Linux-next trees are announced on the linux-kernel and linux-next mailing
282 lists when they are assembled; they can be downloaded from:
283
284         http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/sfr/linux-next/
285
286 Some information about linux-next has been gathered at:
287
288         http://linux.f-seidel.de/linux-next/pmwiki/
289
290 How the linux-next tree will fit into the development process is still
291 changing.  As of this writing, the first full development cycle involving
292 linux-next (2.6.26) is coming to an end; thus far, it has proved to be a
293 valuable resource for finding and fixing integration problems before the
294 beginning of the merge window.  See http://lwn.net/Articles/287155/ for
295 more information on how linux-next has worked to set up the 2.6.27 merge
296 window.
297
298 Some developers have begun to suggest that linux-next should be used as the
299 target for future development as well.  The linux-next tree does tend to be
300 far ahead of the mainline and is more representative of the tree into which
301 any new work will be merged.  The downside to this idea is that the
302 volatility of linux-next tends to make it a difficult development target.
303 See http://lwn.net/Articles/289013/ for more information on this topic, and
304 stay tuned; much is still in flux where linux-next is involved.
305
306 Besides the mmotm and linux-next trees, the kernel source tree now contains
307 the drivers/staging/ directory and many sub-directories for drivers or
308 filesystems that are on their way to being added to the kernel tree
309 proper, but they remain in drivers/staging/ while they still need more
310 work.
311
312
313 2.5: TOOLS
314
315 As can be seen from the above text, the kernel development process depends
316 heavily on the ability to herd collections of patches in various
317 directions.  The whole thing would not work anywhere near as well as it
318 does without suitably powerful tools.  Tutorials on how to use these tools
319 are well beyond the scope of this document, but there is space for a few
320 pointers.
321
322 By far the dominant source code management system used by the kernel
323 community is git.  Git is one of a number of distributed version control
324 systems being developed in the free software community.  It is well tuned
325 for kernel development, in that it performs quite well when dealing with
326 large repositories and large numbers of patches.  It also has a reputation
327 for being difficult to learn and use, though it has gotten better over
328 time.  Some sort of familiarity with git is almost a requirement for kernel
329 developers; even if they do not use it for their own work, they'll need git
330 to keep up with what other developers (and the mainline) are doing.
331
332 Git is now packaged by almost all Linux distributions.  There is a home
333 page at:
334
335         http://git-scm.com/
336
337 That page has pointers to documentation and tutorials.  One should be
338 aware, in particular, of the Kernel Hacker's Guide to git, which has
339 information specific to kernel development:
340
341         http://linux.yyz.us/git-howto.html
342
343 Among the kernel developers who do not use git, the most popular choice is
344 almost certainly Mercurial:
345
346         http://www.selenic.com/mercurial/
347
348 Mercurial shares many features with git, but it provides an interface which
349 many find easier to use.
350
351 The other tool worth knowing about is Quilt:
352
353         http://savannah.nongnu.org/projects/quilt/
354
355 Quilt is a patch management system, rather than a source code management
356 system.  It does not track history over time; it is, instead, oriented
357 toward tracking a specific set of changes against an evolving code base.
358 Some major subsystem maintainers use quilt to manage patches intended to go
359 upstream.  For the management of certain kinds of trees (-mm, for example),
360 quilt is the best tool for the job.
361
362
363 2.6: MAILING LISTS
364
365 A great deal of Linux kernel development work is done by way of mailing
366 lists.  It is hard to be a fully-functioning member of the community
367 without joining at least one list somewhere.  But Linux mailing lists also
368 represent a potential hazard to developers, who risk getting buried under a
369 load of electronic mail, running afoul of the conventions used on the Linux
370 lists, or both.
371
372 Most kernel mailing lists are run on vger.kernel.org; the master list can
373 be found at:
374
375         http://vger.kernel.org/vger-lists.html
376
377 There are lists hosted elsewhere, though; a number of them are at
378 lists.redhat.com.
379
380 The core mailing list for kernel development is, of course, linux-kernel.
381 This list is an intimidating place to be; volume can reach 500 messages per
382 day, the amount of noise is high, the conversation can be severely
383 technical, and participants are not always concerned with showing a high
384 degree of politeness.  But there is no other place where the kernel
385 development community comes together as a whole; developers who avoid this
386 list will miss important information.
387
388 There are a few hints which can help with linux-kernel survival:
389
390 - Have the list delivered to a separate folder, rather than your main
391   mailbox.  One must be able to ignore the stream for sustained periods of
392   time.
393
394 - Do not try to follow every conversation - nobody else does.  It is
395   important to filter on both the topic of interest (though note that
396   long-running conversations can drift away from the original subject
397   without changing the email subject line) and the people who are
398   participating.  
399
400 - Do not feed the trolls.  If somebody is trying to stir up an angry
401   response, ignore them.
402
403 - When responding to linux-kernel email (or that on other lists) preserve
404   the Cc: header for all involved.  In the absence of a strong reason (such
405   as an explicit request), you should never remove recipients.  Always make
406   sure that the person you are responding to is in the Cc: list.  This
407   convention also makes it unnecessary to explicitly ask to be copied on
408   replies to your postings.
409
410 - Search the list archives (and the net as a whole) before asking
411   questions.  Some developers can get impatient with people who clearly
412   have not done their homework.
413
414 - Avoid top-posting (the practice of putting your answer above the quoted
415   text you are responding to).  It makes your response harder to read and
416   makes a poor impression.
417
418 - Ask on the correct mailing list.  Linux-kernel may be the general meeting
419   point, but it is not the best place to find developers from all
420   subsystems.
421
422 The last point - finding the correct mailing list - is a common place for
423 beginning developers to go wrong.  Somebody who asks a networking-related
424 question on linux-kernel will almost certainly receive a polite suggestion
425 to ask on the netdev list instead, as that is the list frequented by most
426 networking developers.  Other lists exist for the SCSI, video4linux, IDE,
427 filesystem, etc. subsystems.  The best place to look for mailing lists is
428 in the MAINTAINERS file packaged with the kernel source.
429
430
431 2.7: GETTING STARTED WITH KERNEL DEVELOPMENT
432
433 Questions about how to get started with the kernel development process are
434 common - from both individuals and companies.  Equally common are missteps
435 which make the beginning of the relationship harder than it has to be.
436
437 Companies often look to hire well-known developers to get a development
438 group started.  This can, in fact, be an effective technique.  But it also
439 tends to be expensive and does not do much to grow the pool of experienced
440 kernel developers.  It is possible to bring in-house developers up to speed
441 on Linux kernel development, given the investment of a bit of time.  Taking
442 this time can endow an employer with a group of developers who understand
443 the kernel and the company both, and who can help to train others as well.
444 Over the medium term, this is often the more profitable approach.
445
446 Individual developers are often, understandably, at a loss for a place to
447 start.  Beginning with a large project can be intimidating; one often wants
448 to test the waters with something smaller first.  This is the point where
449 some developers jump into the creation of patches fixing spelling errors or
450 minor coding style issues.  Unfortunately, such patches create a level of
451 noise which is distracting for the development community as a whole, so,
452 increasingly, they are looked down upon.  New developers wishing to
453 introduce themselves to the community will not get the sort of reception
454 they wish for by these means.
455
456 Andrew Morton gives this advice for aspiring kernel developers
457
458         The #1 project for all kernel beginners should surely be "make sure
459         that the kernel runs perfectly at all times on all machines which
460         you can lay your hands on".  Usually the way to do this is to work
461         with others on getting things fixed up (this can require
462         persistence!) but that's fine - it's a part of kernel development.
463
464 (http://lwn.net/Articles/283982/).
465
466 In the absence of obvious problems to fix, developers are advised to look
467 at the current lists of regressions and open bugs in general.  There is
468 never any shortage of issues in need of fixing; by addressing these issues,
469 developers will gain experience with the process while, at the same time,
470 building respect with the rest of the development community.