Merge patch series "Some style cleanups for recent extension additions"
[platform/kernel/linux-starfive.git] / Documentation / doc-guide / sphinx.rst
1 .. _sphinxdoc:
2
3 =====================================
4 Using Sphinx for kernel documentation
5 =====================================
6
7 The Linux kernel uses `Sphinx`_ to generate pretty documentation from
8 `reStructuredText`_ files under ``Documentation``. To build the documentation in
9 HTML or PDF formats, use ``make htmldocs`` or ``make pdfdocs``. The generated
10 documentation is placed in ``Documentation/output``.
11
12 .. _Sphinx: http://www.sphinx-doc.org/
13 .. _reStructuredText: http://docutils.sourceforge.net/rst.html
14
15 The reStructuredText files may contain directives to include structured
16 documentation comments, or kernel-doc comments, from source files. Usually these
17 are used to describe the functions and types and design of the code. The
18 kernel-doc comments have some special structure and formatting, but beyond that
19 they are also treated as reStructuredText.
20
21 Finally, there are thousands of plain text documentation files scattered around
22 ``Documentation``. Some of these will likely be converted to reStructuredText
23 over time, but the bulk of them will remain in plain text.
24
25 .. _sphinx_install:
26
27 Sphinx Install
28 ==============
29
30 The ReST markups currently used by the Documentation/ files are meant to be
31 built with ``Sphinx`` version 1.7 or higher.
32
33 There's a script that checks for the Sphinx requirements. Please see
34 :ref:`sphinx-pre-install` for further details.
35
36 Most distributions are shipped with Sphinx, but its toolchain is fragile,
37 and it is not uncommon that upgrading it or some other Python packages
38 on your machine would cause the documentation build to break.
39
40 A way to avoid that is to use a different version than the one shipped
41 with your distributions. In order to do so, it is recommended to install
42 Sphinx inside a virtual environment, using ``virtualenv-3``
43 or ``virtualenv``, depending on how your distribution packaged Python 3.
44
45 .. note::
46
47    #) It is recommended to use the RTD theme for html output. Depending
48       on the Sphinx version, it should be installed separately,
49       with ``pip install sphinx_rtd_theme``.
50
51 In summary, if you want to install Sphinx version 2.4.4, you should do::
52
53        $ virtualenv sphinx_2.4.4
54        $ . sphinx_2.4.4/bin/activate
55        (sphinx_2.4.4) $ pip install -r Documentation/sphinx/requirements.txt
56
57 After running ``. sphinx_2.4.4/bin/activate``, the prompt will change,
58 in order to indicate that you're using the new environment. If you
59 open a new shell, you need to rerun this command to enter again at
60 the virtual environment before building the documentation.
61
62 Image output
63 ------------
64
65 The kernel documentation build system contains an extension that
66 handles images on both GraphViz and SVG formats (see
67 :ref:`sphinx_kfigure`).
68
69 For it to work, you need to install both GraphViz and ImageMagick
70 packages. If those packages are not installed, the build system will
71 still build the documentation, but won't include any images at the
72 output.
73
74 PDF and LaTeX builds
75 --------------------
76
77 Such builds are currently supported only with Sphinx versions 2.4 and higher.
78
79 For PDF and LaTeX output, you'll also need ``XeLaTeX`` version 3.14159265.
80
81 Depending on the distribution, you may also need to install a series of
82 ``texlive`` packages that provide the minimal set of functionalities
83 required for ``XeLaTeX`` to work.
84
85 Math Expressions in HTML
86 ------------------------
87
88 Some ReST pages contain math expressions. Due to the way Sphinx works,
89 those expressions are written using LaTeX notation.
90 There are two options for Sphinx to render math expressions in html output.
91 One is an extension called `imgmath`_ which converts math expressions into
92 images and embeds them in html pages.
93 The other is an extension called `mathjax`_ which delegates math rendering
94 to JavaScript capable web browsers.
95 The former was the only option for pre-6.1 kernel documentation and it
96 requires quite a few texlive packages including amsfonts and amsmath among
97 others.
98
99 Since kernel release 6.1, html pages with math expressions can be built
100 without installing any texlive packages. See `Choice of Math Renderer`_ for
101 further info.
102
103 .. _imgmath: https://www.sphinx-doc.org/en/master/usage/extensions/math.html#module-sphinx.ext.imgmath
104 .. _mathjax: https://www.sphinx-doc.org/en/master/usage/extensions/math.html#module-sphinx.ext.mathjax
105
106 .. _sphinx-pre-install:
107
108 Checking for Sphinx dependencies
109 --------------------------------
110
111 There's a script that automatically check for Sphinx dependencies. If it can
112 recognize your distribution, it will also give a hint about the install
113 command line options for your distro::
114
115         $ ./scripts/sphinx-pre-install
116         Checking if the needed tools for Fedora release 26 (Twenty Six) are available
117         Warning: better to also install "texlive-luatex85".
118         You should run:
119
120                 sudo dnf install -y texlive-luatex85
121                 /usr/bin/virtualenv sphinx_2.4.4
122                 . sphinx_2.4.4/bin/activate
123                 pip install -r Documentation/sphinx/requirements.txt
124
125         Can't build as 1 mandatory dependency is missing at ./scripts/sphinx-pre-install line 468.
126
127 By default, it checks all the requirements for both html and PDF, including
128 the requirements for images, math expressions and LaTeX build, and assumes
129 that a virtual Python environment will be used. The ones needed for html
130 builds are assumed to be mandatory; the others to be optional.
131
132 It supports two optional parameters:
133
134 ``--no-pdf``
135         Disable checks for PDF;
136
137 ``--no-virtualenv``
138         Use OS packaging for Sphinx instead of Python virtual environment.
139
140
141 Sphinx Build
142 ============
143
144 The usual way to generate the documentation is to run ``make htmldocs`` or
145 ``make pdfdocs``. There are also other formats available: see the documentation
146 section of ``make help``. The generated documentation is placed in
147 format-specific subdirectories under ``Documentation/output``.
148
149 To generate documentation, Sphinx (``sphinx-build``) must obviously be
150 installed. For prettier HTML output, the Read the Docs Sphinx theme
151 (``sphinx_rtd_theme``) is used if available. For PDF output you'll also need
152 ``XeLaTeX`` and ``convert(1)`` from ImageMagick
153 (https://www.imagemagick.org).\ [#ink]_
154 All of these are widely available and packaged in distributions.
155
156 To pass extra options to Sphinx, you can use the ``SPHINXOPTS`` make
157 variable. For example, use ``make SPHINXOPTS=-v htmldocs`` to get more verbose
158 output.
159
160 It is also possible to pass an extra DOCS_CSS overlay file, in order to customize
161 the html layout, by using the ``DOCS_CSS`` make variable.
162
163 By default, the build will try to use the Read the Docs sphinx theme:
164
165     https://github.com/readthedocs/sphinx_rtd_theme
166
167 If the theme is not available, it will fall-back to the classic one.
168
169 The Sphinx theme can be overridden by using the ``DOCS_THEME`` make variable.
170
171 There is another make variable ``SPHINXDIRS``, which is useful when test
172 building a subset of documentation.  For example, you can build documents
173 under ``Documentation/doc-guide`` by running
174 ``make SPHINXDIRS=doc-guide htmldocs``.
175 The documentation section of ``make help`` will show you the list of
176 subdirectories you can specify.
177
178 To remove the generated documentation, run ``make cleandocs``.
179
180 .. [#ink] Having ``inkscape(1)`` from Inkscape (https://inkscape.org)
181           as well would improve the quality of images embedded in PDF
182           documents, especially for kernel releases 5.18 and later.
183
184 Choice of Math Renderer
185 -----------------------
186
187 Since kernel release 6.1, mathjax works as a fallback math renderer for
188 html output.\ [#sph1_8]_
189
190 Math renderer is chosen depending on available commands as shown below:
191
192 .. table:: Math Renderer Choices for HTML
193
194     ============= ================= ============
195     Math renderer Required commands Image format
196     ============= ================= ============
197     imgmath       latex, dvipng     PNG (raster)
198     mathjax
199     ============= ================= ============
200
201 The choice can be overridden by setting an environment variable
202 ``SPHINX_IMGMATH`` as shown below:
203
204 .. table:: Effect of Setting ``SPHINX_IMGMATH``
205
206     ====================== ========
207     Setting                Renderer
208     ====================== ========
209     ``SPHINX_IMGMATH=yes`` imgmath
210     ``SPHINX_IMGMATH=no``  mathjax
211     ====================== ========
212
213 .. [#sph1_8] Fallback of math renderer requires Sphinx >=1.8.
214
215
216 Writing Documentation
217 =====================
218
219 Adding new documentation can be as simple as:
220
221 1. Add a new ``.rst`` file somewhere under ``Documentation``.
222 2. Refer to it from the Sphinx main `TOC tree`_ in ``Documentation/index.rst``.
223
224 .. _TOC tree: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/toctree.html
225
226 This is usually good enough for simple documentation (like the one you're
227 reading right now), but for larger documents it may be advisable to create a
228 subdirectory (or use an existing one). For example, the graphics subsystem
229 documentation is under ``Documentation/gpu``, split to several ``.rst`` files,
230 and has a separate ``index.rst`` (with a ``toctree`` of its own) referenced from
231 the main index.
232
233 See the documentation for `Sphinx`_ and `reStructuredText`_ on what you can do
234 with them. In particular, the Sphinx `reStructuredText Primer`_ is a good place
235 to get started with reStructuredText. There are also some `Sphinx specific
236 markup constructs`_.
237
238 .. _reStructuredText Primer: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/rest.html
239 .. _Sphinx specific markup constructs: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/index.html
240
241 Specific guidelines for the kernel documentation
242 ------------------------------------------------
243
244 Here are some specific guidelines for the kernel documentation:
245
246 * Please don't go overboard with reStructuredText markup. Keep it
247   simple. For the most part the documentation should be plain text with
248   just enough consistency in formatting that it can be converted to
249   other formats.
250
251 * Please keep the formatting changes minimal when converting existing
252   documentation to reStructuredText.
253
254 * Also update the content, not just the formatting, when converting
255   documentation.
256
257 * Please stick to this order of heading adornments:
258
259   1. ``=`` with overline for document title::
260
261        ==============
262        Document title
263        ==============
264
265   2. ``=`` for chapters::
266
267        Chapters
268        ========
269
270   3. ``-`` for sections::
271
272        Section
273        -------
274
275   4. ``~`` for subsections::
276
277        Subsection
278        ~~~~~~~~~~
279
280   Although RST doesn't mandate a specific order ("Rather than imposing a fixed
281   number and order of section title adornment styles, the order enforced will be
282   the order as encountered."), having the higher levels the same overall makes
283   it easier to follow the documents.
284
285 * For inserting fixed width text blocks (for code examples, use case
286   examples, etc.), use ``::`` for anything that doesn't really benefit
287   from syntax highlighting, especially short snippets. Use
288   ``.. code-block:: <language>`` for longer code blocks that benefit
289   from highlighting. For a short snippet of code embedded in the text, use \`\`.
290
291
292 the C domain
293 ------------
294
295 The **Sphinx C Domain** (name c) is suited for documentation of C API. E.g. a
296 function prototype:
297
298 .. code-block:: rst
299
300     .. c:function:: int ioctl( int fd, int request )
301
302 The C domain of the kernel-doc has some additional features. E.g. you can
303 *rename* the reference name of a function with a common name like ``open`` or
304 ``ioctl``:
305
306 .. code-block:: rst
307
308      .. c:function:: int ioctl( int fd, int request )
309         :name: VIDIOC_LOG_STATUS
310
311 The func-name (e.g. ioctl) remains in the output but the ref-name changed from
312 ``ioctl`` to ``VIDIOC_LOG_STATUS``. The index entry for this function is also
313 changed to ``VIDIOC_LOG_STATUS``.
314
315 Please note that there is no need to use ``c:func:`` to generate cross
316 references to function documentation.  Due to some Sphinx extension magic,
317 the documentation build system will automatically turn a reference to
318 ``function()`` into a cross reference if an index entry for the given
319 function name exists.  If you see ``c:func:`` use in a kernel document,
320 please feel free to remove it.
321
322
323 list tables
324 -----------
325
326 The list-table formats can be useful for tables that are not easily laid
327 out in the usual Sphinx ASCII-art formats.  These formats are nearly
328 impossible for readers of the plain-text documents to understand, though,
329 and should be avoided in the absence of a strong justification for their
330 use.
331
332 The ``flat-table`` is a double-stage list similar to the ``list-table`` with
333 some additional features:
334
335 * column-span: with the role ``cspan`` a cell can be extended through
336   additional columns
337
338 * row-span: with the role ``rspan`` a cell can be extended through
339   additional rows
340
341 * auto span rightmost cell of a table row over the missing cells on the right
342   side of that table-row.  With Option ``:fill-cells:`` this behavior can
343   changed from *auto span* to *auto fill*, which automatically inserts (empty)
344   cells instead of spanning the last cell.
345
346 options:
347
348 * ``:header-rows:``   [int] count of header rows
349 * ``:stub-columns:``  [int] count of stub columns
350 * ``:widths:``        [[int] [int] ... ] widths of columns
351 * ``:fill-cells:``    instead of auto-spanning missing cells, insert missing cells
352
353 roles:
354
355 * ``:cspan:`` [int] additional columns (*morecols*)
356 * ``:rspan:`` [int] additional rows (*morerows*)
357
358 The example below shows how to use this markup.  The first level of the staged
359 list is the *table-row*. In the *table-row* there is only one markup allowed,
360 the list of the cells in this *table-row*. Exceptions are *comments* ( ``..`` )
361 and *targets* (e.g. a ref to ``:ref:`last row <last row>``` / :ref:`last row
362 <last row>`).
363
364 .. code-block:: rst
365
366    .. flat-table:: table title
367       :widths: 2 1 1 3
368
369       * - head col 1
370         - head col 2
371         - head col 3
372         - head col 4
373
374       * - row 1
375         - field 1.1
376         - field 1.2 with autospan
377
378       * - row 2
379         - field 2.1
380         - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3
381
382       * .. _`last row`:
383
384         - row 3
385
386 Rendered as:
387
388    .. flat-table:: table title
389       :widths: 2 1 1 3
390
391       * - head col 1
392         - head col 2
393         - head col 3
394         - head col 4
395
396       * - row 1
397         - field 1.1
398         - field 1.2 with autospan
399
400       * - row 2
401         - field 2.1
402         - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3
403
404       * .. _`last row`:
405
406         - row 3
407
408 Cross-referencing
409 -----------------
410
411 Cross-referencing from one documentation page to another can be done simply by
412 writing the path to the document file, no special syntax required. The path can
413 be either absolute or relative. For absolute paths, start it with
414 "Documentation/". For example, to cross-reference to this page, all the
415 following are valid options, depending on the current document's directory (note
416 that the ``.rst`` extension is required)::
417
418     See Documentation/doc-guide/sphinx.rst. This always works.
419     Take a look at sphinx.rst, which is at this same directory.
420     Read ../sphinx.rst, which is one directory above.
421
422 If you want the link to have a different rendered text other than the document's
423 title, you need to use Sphinx's ``doc`` role. For example::
424
425     See :doc:`my custom link text for document sphinx <sphinx>`.
426
427 For most use cases, the former is preferred, as it is cleaner and more suited
428 for people reading the source files. If you come across a ``:doc:`` usage that
429 isn't adding any value, please feel free to convert it to just the document
430 path.
431
432 For information on cross-referencing to kernel-doc functions or types, see
433 Documentation/doc-guide/kernel-doc.rst.
434
435 .. _sphinx_kfigure:
436
437 Figures & Images
438 ================
439
440 If you want to add an image, you should use the ``kernel-figure`` and
441 ``kernel-image`` directives. E.g. to insert a figure with a scalable
442 image format, use SVG (:ref:`svg_image_example`)::
443
444     .. kernel-figure::  svg_image.svg
445        :alt:    simple SVG image
446
447        SVG image example
448
449 .. _svg_image_example:
450
451 .. kernel-figure::  svg_image.svg
452    :alt:    simple SVG image
453
454    SVG image example
455
456 The kernel figure (and image) directive supports **DOT** formatted files, see
457
458 * DOT: http://graphviz.org/pdf/dotguide.pdf
459 * Graphviz: http://www.graphviz.org/content/dot-language
460
461 A simple example (:ref:`hello_dot_file`)::
462
463   .. kernel-figure::  hello.dot
464      :alt:    hello world
465
466      DOT's hello world example
467
468 .. _hello_dot_file:
469
470 .. kernel-figure::  hello.dot
471    :alt:    hello world
472
473    DOT's hello world example
474
475 Embedded *render* markups (or languages) like Graphviz's **DOT** are provided by the
476 ``kernel-render`` directives.::
477
478   .. kernel-render:: DOT
479      :alt: foobar digraph
480      :caption: Embedded **DOT** (Graphviz) code
481
482      digraph foo {
483       "bar" -> "baz";
484      }
485
486 How this will be rendered depends on the installed tools. If Graphviz is
487 installed, you will see a vector image. If not, the raw markup is inserted as
488 *literal-block* (:ref:`hello_dot_render`).
489
490 .. _hello_dot_render:
491
492 .. kernel-render:: DOT
493    :alt: foobar digraph
494    :caption: Embedded **DOT** (Graphviz) code
495
496    digraph foo {
497       "bar" -> "baz";
498    }
499
500 The *render* directive has all the options known from the *figure* directive,
501 plus option ``caption``.  If ``caption`` has a value, a *figure* node is
502 inserted. If not, an *image* node is inserted. A ``caption`` is also needed, if
503 you want to refer to it (:ref:`hello_svg_render`).
504
505 Embedded **SVG**::
506
507   .. kernel-render:: SVG
508      :caption: Embedded **SVG** markup
509      :alt: so-nw-arrow
510
511      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
512      <svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" ...>
513         ...
514      </svg>
515
516 .. _hello_svg_render:
517
518 .. kernel-render:: SVG
519    :caption: Embedded **SVG** markup
520    :alt: so-nw-arrow
521
522    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
523    <svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
524      version="1.1" baseProfile="full" width="70px" height="40px" viewBox="0 0 700 400">
525    <line x1="180" y1="370" x2="500" y2="50" stroke="black" stroke-width="15px"/>
526    <polygon points="585 0 525 25 585 50" transform="rotate(135 525 25)"/>
527    </svg>