[llvm-exegesis] Mark x86 segment register instructions as unsupported.
[llvm-complete.git] / docs / CodingStandards.rst
blob92cad91a08e44b7824fe2da9a419bca4a721fb3b
1 =====================
2 LLVM Coding Standards
3 =====================
5 .. contents::
6    :local:
8 Introduction
9 ============
11 This document attempts to describe a few coding standards that are being used in
12 the LLVM source tree.  Although no coding standards should be regarded as
13 absolute requirements to be followed in all instances, coding standards are
14 particularly important for large-scale code bases that follow a library-based
15 design (like LLVM).
17 While this document may provide guidance for some mechanical formatting issues,
18 whitespace, or other "microscopic details", these are not fixed standards.
19 Always follow the golden rule:
21 .. _Golden Rule:
23     **If you are extending, enhancing, or bug fixing already implemented code,
24     use the style that is already being used so that the source is uniform and
25     easy to follow.**
27 Note that some code bases (e.g. ``libc++``) have really good reasons to deviate
28 from the coding standards.  In the case of ``libc++``, this is because the
29 naming and other conventions are dictated by the C++ standard.  If you think
30 there is a specific good reason to deviate from the standards here, please bring
31 it up on the LLVM-dev mailing list.
33 There are some conventions that are not uniformly followed in the code base
34 (e.g. the naming convention).  This is because they are relatively new, and a
35 lot of code was written before they were put in place.  Our long term goal is
36 for the entire codebase to follow the convention, but we explicitly *do not*
37 want patches that do large-scale reformatting of existing code.  On the other
38 hand, it is reasonable to rename the methods of a class if you're about to
39 change it in some other way.  Just do the reformatting as a separate commit
40 from the functionality change.
41   
42 The ultimate goal of these guidelines is to increase the readability and
43 maintainability of our common source base. If you have suggestions for topics to
44 be included, please mail them to `Chris <mailto:sabre@nondot.org>`_.
46 Languages, Libraries, and Standards
47 ===================================
49 Most source code in LLVM and other LLVM projects using these coding standards
50 is C++ code. There are some places where C code is used either due to
51 environment restrictions, historical restrictions, or due to third-party source
52 code imported into the tree. Generally, our preference is for standards
53 conforming, modern, and portable C++ code as the implementation language of
54 choice.
56 C++ Standard Versions
57 ---------------------
59 LLVM, Clang, and LLD are currently written using C++11 conforming code,
60 although we restrict ourselves to features which are available in the major
61 toolchains supported as host compilers. The LLDB project is even more
62 aggressive in the set of host compilers supported and thus uses still more
63 features. Regardless of the supported features, code is expected to (when
64 reasonable) be standard, portable, and modern C++11 code. We avoid unnecessary
65 vendor-specific extensions, etc.
67 C++ Standard Library
68 --------------------
70 Use the C++ standard library facilities whenever they are available for
71 a particular task. LLVM and related projects emphasize and rely on the standard
72 library facilities for as much as possible. Common support libraries providing
73 functionality missing from the standard library for which there are standard
74 interfaces or active work on adding standard interfaces will often be
75 implemented in the LLVM namespace following the expected standard interface.
77 There are some exceptions such as the standard I/O streams library which are
78 avoided. Also, there is much more detailed information on these subjects in the
79 :doc:`ProgrammersManual`.
81 Supported C++11 Language and Library Features
82 ---------------------------------------------
84 While LLVM, Clang, and LLD use C++11, not all features are available in all of
85 the toolchains which we support. The set of features supported for use in LLVM
86 is the intersection of those supported in the minimum requirements described
87 in the :doc:`GettingStarted` page, section `Software`.
88 The ultimate definition of this set is what build bots with those respective
89 toolchains accept. Don't argue with the build bots. However, we have some
90 guidance below to help you know what to expect.
92 Each toolchain provides a good reference for what it accepts:
94 * Clang: https://clang.llvm.org/cxx_status.html
95 * GCC: https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html#cxx11
96 * MSVC: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh567368.aspx
98 In most cases, the MSVC list will be the dominating factor. Here is a summary
99 of the features that are expected to work. Features not on this list are
100 unlikely to be supported by our host compilers.
102 * Rvalue references: N2118_
104   * But *not* Rvalue references for ``*this`` or member qualifiers (N2439_)
106 * Static assert: N1720_
107 * ``auto`` type deduction: N1984_, N1737_
108 * Trailing return types: N2541_
109 * Lambdas: N2927_
111   * But *not* lambdas with default arguments.
113 * ``decltype``: N2343_
114 * Nested closing right angle brackets: N1757_
115 * Extern templates: N1987_
116 * ``nullptr``: N2431_
117 * Strongly-typed and forward declarable enums: N2347_, N2764_
118 * Local and unnamed types as template arguments: N2657_
119 * Range-based for-loop: N2930_
121   * But ``{}`` are required around inner ``do {} while()`` loops.  As a result,
122     ``{}`` are required around function-like macros inside range-based for
123     loops.
125 * ``override`` and ``final``: N2928_, N3206_, N3272_
126 * Atomic operations and the C++11 memory model: N2429_
127 * Variadic templates: N2242_
128 * Explicit conversion operators: N2437_
129 * Defaulted and deleted functions: N2346_
130 * Initializer lists: N2627_
131 * Delegating constructors: N1986_
132 * Default member initializers (non-static data member initializers): N2756_
134   * Feel free to use these wherever they make sense and where the `=`
135     syntax is allowed. Don't use braced initialization syntax.
137 .. _N2118: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2118.html
138 .. _N2439: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2439.htm
139 .. _N1720: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1720.html
140 .. _N1984: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1984.pdf
141 .. _N1737: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1737.pdf
142 .. _N2541: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2541.htm
143 .. _N2927: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2927.pdf
144 .. _N2343: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2343.pdf
145 .. _N1757: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1757.html
146 .. _N1987: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1987.htm
147 .. _N2431: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf
148 .. _N2347: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2347.pdf
149 .. _N2764: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2764.pdf
150 .. _N2657: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2657.htm
151 .. _N2930: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2930.html
152 .. _N2928: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2928.htm
153 .. _N3206: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3206.htm
154 .. _N3272: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3272.htm
155 .. _N2429: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2429.htm
156 .. _N2242: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2242.pdf
157 .. _N2437: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2437.pdf
158 .. _N2346: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2346.htm
159 .. _N2627: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2672.htm
160 .. _N1986: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1986.pdf
161 .. _N2756: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2756.htm
163 The supported features in the C++11 standard libraries are less well tracked,
164 but also much greater. Most of the standard libraries implement most of C++11's
165 library. The most likely lowest common denominator is Linux support. For
166 libc++, the support is just poorly tested and undocumented but expected to be
167 largely complete. YMMV. For libstdc++, the support is documented in detail in
168 `the libstdc++ manual`_. There are some very minor missing facilities that are
169 unlikely to be common problems, and there are a few larger gaps that are worth
170 being aware of:
172 * Not all of the type traits are implemented
173 * No regular expression library.
174 * While most of the atomics library is well implemented, the fences are
175   missing. Fortunately, they are rarely needed.
176 * The locale support is incomplete.
178 Other than these areas you should assume the standard library is available and
179 working as expected until some build bot tells you otherwise. If you're in an
180 uncertain area of one of the above points, but you cannot test on a Linux
181 system, your best approach is to minimize your use of these features, and watch
182 the Linux build bots to find out if your usage triggered a bug. For example, if
183 you hit a type trait which doesn't work we can then add support to LLVM's
184 traits header to emulate it.
186 .. _the libstdc++ manual:
187   https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.0/libstdc++/manual/manual/status.html#status.iso.2011
189 Other Languages
190 ---------------
192 Any code written in the Go programming language is not subject to the
193 formatting rules below. Instead, we adopt the formatting rules enforced by
194 the `gofmt`_ tool.
196 Go code should strive to be idiomatic. Two good sets of guidelines for what
197 this means are `Effective Go`_ and `Go Code Review Comments`_.
199 .. _gofmt:
200   https://golang.org/cmd/gofmt/
202 .. _Effective Go:
203   https://golang.org/doc/effective_go.html
205 .. _Go Code Review Comments:
206   https://github.com/golang/go/wiki/CodeReviewComments
208 Mechanical Source Issues
209 ========================
211 Source Code Formatting
212 ----------------------
214 Commenting
215 ^^^^^^^^^^
217 Comments are one critical part of readability and maintainability.  Everyone
218 knows they should comment their code, and so should you.  When writing comments,
219 write them as English prose, which means they should use proper capitalization,
220 punctuation, etc.  Aim to describe what the code is trying to do and why, not
221 *how* it does it at a micro level. Here are a few critical things to document:
223 .. _header file comment:
225 File Headers
226 """"""""""""
228 Every source file should have a header on it that describes the basic purpose of
229 the file.  If a file does not have a header, it should not be checked into the
230 tree.  The standard header looks like this:
232 .. code-block:: c++
234   //===-- llvm/Instruction.h - Instruction class definition -------*- C++ -*-===//
235   //
236   //                     The LLVM Compiler Infrastructure
237   //
238   // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
239   // License. See LICENSE.TXT for details.
240   //
241   //===----------------------------------------------------------------------===//
242   ///
243   /// \file
244   /// This file contains the declaration of the Instruction class, which is the
245   /// base class for all of the VM instructions.
246   ///
247   //===----------------------------------------------------------------------===//
249 A few things to note about this particular format: The "``-*- C++ -*-``" string
250 on the first line is there to tell Emacs that the source file is a C++ file, not
251 a C file (Emacs assumes ``.h`` files are C files by default).
253 .. note::
255     This tag is not necessary in ``.cpp`` files.  The name of the file is also
256     on the first line, along with a very short description of the purpose of the
257     file.  This is important when printing out code and flipping though lots of
258     pages.
260 The next section in the file is a concise note that defines the license that the
261 file is released under.  This makes it perfectly clear what terms the source
262 code can be distributed under and should not be modified in any way.
264 The main body is a ``doxygen`` comment (identified by the ``///`` comment
265 marker instead of the usual ``//``) describing the purpose of the file.  The
266 first sentence (or a passage beginning with ``\brief``) is used as an abstract.
267 Any additional information should be separated by a blank line.  If an
268 algorithm is being implemented or something tricky is going on, a reference
269 to the paper where it is published should be included, as well as any notes or
270 *gotchas* in the code to watch out for.
272 Class overviews
273 """""""""""""""
275 Classes are one fundamental part of a good object oriented design.  As such, a
276 class definition should have a comment block that explains what the class is
277 used for and how it works.  Every non-trivial class is expected to have a
278 ``doxygen`` comment block.
280 Method information
281 """"""""""""""""""
283 Methods defined in a class (as well as any global functions) should also be
284 documented properly.  A quick note about what it does and a description of the
285 borderline behaviour is all that is necessary here (unless something
286 particularly tricky or insidious is going on).  The hope is that people can
287 figure out how to use your interfaces without reading the code itself.
289 Good things to talk about here are what happens when something unexpected
290 happens: does the method return null?  Abort?  Format your hard disk?
292 Comment Formatting
293 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
295 In general, prefer C++ style comments (``//`` for normal comments, ``///`` for
296 ``doxygen`` documentation comments).  They take less space, require
297 less typing, don't have nesting problems, etc.  There are a few cases when it is
298 useful to use C style (``/* */``) comments however:
300 #. When writing C code: Obviously if you are writing C code, use C style
301    comments.
303 #. When writing a header file that may be ``#include``\d by a C source file.
305 #. When writing a source file that is used by a tool that only accepts C style
306    comments.
308 Commenting out large blocks of code is discouraged, but if you really have to do
309 this (for documentation purposes or as a suggestion for debug printing), use
310 ``#if 0`` and ``#endif``. These nest properly and are better behaved in general
311 than C style comments.
313 Doxygen Use in Documentation Comments
314 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
316 Use the ``\file`` command to turn the standard file header into a file-level
317 comment.
319 Include descriptive paragraphs for all public interfaces (public classes,
320 member and non-member functions).  Don't just restate the information that can
321 be inferred from the API name.  The first sentence (or a paragraph beginning
322 with ``\brief``) is used as an abstract. Try to use a single sentence as the
323 ``\brief`` adds visual clutter.  Put detailed discussion into separate
324 paragraphs.
326 To refer to parameter names inside a paragraph, use the ``\p name`` command.
327 Don't use the ``\arg name`` command since it starts a new paragraph that
328 contains documentation for the parameter.
330 Wrap non-inline code examples in ``\code ... \endcode``.
332 To document a function parameter, start a new paragraph with the
333 ``\param name`` command.  If the parameter is used as an out or an in/out
334 parameter, use the ``\param [out] name`` or ``\param [in,out] name`` command,
335 respectively.
337 To describe function return value, start a new paragraph with the ``\returns``
338 command.
340 A minimal documentation comment:
342 .. code-block:: c++
344   /// Sets the xyzzy property to \p Baz.
345   void setXyzzy(bool Baz);
347 A documentation comment that uses all Doxygen features in a preferred way:
349 .. code-block:: c++
351   /// Does foo and bar.
352   ///
353   /// Does not do foo the usual way if \p Baz is true.
354   ///
355   /// Typical usage:
356   /// \code
357   ///   fooBar(false, "quux", Res);
358   /// \endcode
359   ///
360   /// \param Quux kind of foo to do.
361   /// \param [out] Result filled with bar sequence on foo success.
362   ///
363   /// \returns true on success.
364   bool fooBar(bool Baz, StringRef Quux, std::vector<int> &Result);
366 Don't duplicate the documentation comment in the header file and in the
367 implementation file.  Put the documentation comments for public APIs into the
368 header file.  Documentation comments for private APIs can go to the
369 implementation file.  In any case, implementation files can include additional
370 comments (not necessarily in Doxygen markup) to explain implementation details
371 as needed.
373 Don't duplicate function or class name at the beginning of the comment.
374 For humans it is obvious which function or class is being documented;
375 automatic documentation processing tools are smart enough to bind the comment
376 to the correct declaration.
378 Wrong:
380 .. code-block:: c++
382   // In Something.h:
384   /// Something - An abstraction for some complicated thing.
385   class Something {
386   public:
387     /// fooBar - Does foo and bar.
388     void fooBar();
389   };
391   // In Something.cpp:
393   /// fooBar - Does foo and bar.
394   void Something::fooBar() { ... }
396 Correct:
398 .. code-block:: c++
400   // In Something.h:
402   /// An abstraction for some complicated thing.
403   class Something {
404   public:
405     /// Does foo and bar.
406     void fooBar();
407   };
409   // In Something.cpp:
411   // Builds a B-tree in order to do foo.  See paper by...
412   void Something::fooBar() { ... }
414 It is not required to use additional Doxygen features, but sometimes it might
415 be a good idea to do so.
417 Consider:
419 * adding comments to any narrow namespace containing a collection of
420   related functions or types;
422 * using top-level groups to organize a collection of related functions at
423   namespace scope where the grouping is smaller than the namespace;
425 * using member groups and additional comments attached to member
426   groups to organize within a class.
428 For example:
430 .. code-block:: c++
432   class Something {
433     /// \name Functions that do Foo.
434     /// @{
435     void fooBar();
436     void fooBaz();
437     /// @}
438     ...
439   };
441 ``#include`` Style
442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
444 Immediately after the `header file comment`_ (and include guards if working on a
445 header file), the `minimal list of #includes`_ required by the file should be
446 listed.  We prefer these ``#include``\s to be listed in this order:
448 .. _Main Module Header:
449 .. _Local/Private Headers:
451 #. Main Module Header
452 #. Local/Private Headers
453 #. LLVM project/subproject headers (``clang/...``, ``lldb/...``, ``llvm/...``, etc)
454 #. System ``#include``\s
456 and each category should be sorted lexicographically by the full path.
458 The `Main Module Header`_ file applies to ``.cpp`` files which implement an
459 interface defined by a ``.h`` file.  This ``#include`` should always be included
460 **first** regardless of where it lives on the file system.  By including a
461 header file first in the ``.cpp`` files that implement the interfaces, we ensure
462 that the header does not have any hidden dependencies which are not explicitly
463 ``#include``\d in the header, but should be. It is also a form of documentation
464 in the ``.cpp`` file to indicate where the interfaces it implements are defined.
466 LLVM project and subproject headers should be grouped from most specific to least
467 specific, for the same reasons described above.  For example, LLDB depends on
468 both clang and LLVM, and clang depends on LLVM.  So an LLDB source file should
469 include ``lldb`` headers first, followed by ``clang`` headers, followed by
470 ``llvm`` headers, to reduce the possibility (for example) of an LLDB header
471 accidentally picking up a missing include due to the previous inclusion of that
472 header in the main source file or some earlier header file.  clang should
473 similarly include its own headers before including llvm headers.  This rule
474 applies to all LLVM subprojects.
476 .. _fit into 80 columns:
478 Source Code Width
479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
481 Write your code to fit within 80 columns of text.  This helps those of us who
482 like to print out code and look at your code in an ``xterm`` without resizing
485 The longer answer is that there must be some limit to the width of the code in
486 order to reasonably allow developers to have multiple files side-by-side in
487 windows on a modest display.  If you are going to pick a width limit, it is
488 somewhat arbitrary but you might as well pick something standard.  Going with 90
489 columns (for example) instead of 80 columns wouldn't add any significant value
490 and would be detrimental to printing out code.  Also many other projects have
491 standardized on 80 columns, so some people have already configured their editors
492 for it (vs something else, like 90 columns).
494 This is one of many contentious issues in coding standards, but it is not up for
495 debate.
497 Whitespace
498 ^^^^^^^^^^
500 In all cases, prefer spaces to tabs in source files.  People have different
501 preferred indentation levels, and different styles of indentation that they
502 like; this is fine.  What isn't fine is that different editors/viewers expand
503 tabs out to different tab stops.  This can cause your code to look completely
504 unreadable, and it is not worth dealing with.
506 As always, follow the `Golden Rule`_ above: follow the style of
507 existing code if you are modifying and extending it.  If you like four spaces of
508 indentation, **DO NOT** do that in the middle of a chunk of code with two spaces
509 of indentation.  Also, do not reindent a whole source file: it makes for
510 incredible diffs that are absolutely worthless.
512 Do not commit changes that include trailing whitespace. If you find trailing
513 whitespace in a file, do not remove it unless you're otherwise changing that
514 line of code. Some common editors will automatically remove trailing whitespace
515 when saving a file which causes unrelated changes to appear in diffs and
516 commits.
518 Indent Code Consistently
519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
521 Okay, in your first year of programming you were told that indentation is
522 important. If you didn't believe and internalize this then, now is the time.
523 Just do it. With the introduction of C++11, there are some new formatting
524 challenges that merit some suggestions to help have consistent, maintainable,
525 and tool-friendly formatting and indentation.
527 Format Lambdas Like Blocks Of Code
528 """"""""""""""""""""""""""""""""""
530 When formatting a multi-line lambda, format it like a block of code, that's
531 what it is. If there is only one multi-line lambda in a statement, and there
532 are no expressions lexically after it in the statement, drop the indent to the
533 standard two space indent for a block of code, as if it were an if-block opened
534 by the preceding part of the statement:
536 .. code-block:: c++
538   std::sort(foo.begin(), foo.end(), [&](Foo a, Foo b) -> bool {
539     if (a.blah < b.blah)
540       return true;
541     if (a.baz < b.baz)
542       return true;
543     return a.bam < b.bam;
544   });
546 To take best advantage of this formatting, if you are designing an API which
547 accepts a continuation or single callable argument (be it a functor, or
548 a ``std::function``), it should be the last argument if at all possible.
550 If there are multiple multi-line lambdas in a statement, or there is anything
551 interesting after the lambda in the statement, indent the block two spaces from
552 the indent of the ``[]``:
554 .. code-block:: c++
556   dyn_switch(V->stripPointerCasts(),
557              [] (PHINode *PN) {
558                // process phis...
559              },
560              [] (SelectInst *SI) {
561                // process selects...
562              },
563              [] (LoadInst *LI) {
564                // process loads...
565              },
566              [] (AllocaInst *AI) {
567                // process allocas...
568              });
570 Braced Initializer Lists
571 """"""""""""""""""""""""
573 With C++11, there are significantly more uses of braced lists to perform
574 initialization. These allow you to easily construct aggregate temporaries in
575 expressions among other niceness. They now have a natural way of ending up
576 nested within each other and within function calls in order to build up
577 aggregates (such as option structs) from local variables. To make matters
578 worse, we also have many more uses of braces in an expression context that are
579 *not* performing initialization.
581 The historically common formatting of braced initialization of aggregate
582 variables does not mix cleanly with deep nesting, general expression contexts,
583 function arguments, and lambdas. We suggest new code use a simple rule for
584 formatting braced initialization lists: act as-if the braces were parentheses
585 in a function call. The formatting rules exactly match those already well
586 understood for formatting nested function calls. Examples:
588 .. code-block:: c++
590   foo({a, b, c}, {1, 2, 3});
592   llvm::Constant *Mask[] = {
593       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 0),
594       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 1),
595       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 2)};
597 This formatting scheme also makes it particularly easy to get predictable,
598 consistent, and automatic formatting with tools like `Clang Format`_.
600 .. _Clang Format: https://clang.llvm.org/docs/ClangFormat.html
602 Language and Compiler Issues
603 ----------------------------
605 Treat Compiler Warnings Like Errors
606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
608 If your code has compiler warnings in it, something is wrong --- you aren't
609 casting values correctly, you have "questionable" constructs in your code, or
610 you are doing something legitimately wrong.  Compiler warnings can cover up
611 legitimate errors in output and make dealing with a translation unit difficult.
613 It is not possible to prevent all warnings from all compilers, nor is it
614 desirable.  Instead, pick a standard compiler (like ``gcc``) that provides a
615 good thorough set of warnings, and stick to it.  At least in the case of
616 ``gcc``, it is possible to work around any spurious errors by changing the
617 syntax of the code slightly.  For example, a warning that annoys me occurs when
618 I write code like this:
620 .. code-block:: c++
622   if (V = getValue()) {
623     ...
624   }
626 ``gcc`` will warn me that I probably want to use the ``==`` operator, and that I
627 probably mistyped it.  In most cases, I haven't, and I really don't want the
628 spurious errors.  To fix this particular problem, I rewrite the code like
629 this:
631 .. code-block:: c++
633   if ((V = getValue())) {
634     ...
635   }
637 which shuts ``gcc`` up.  Any ``gcc`` warning that annoys you can be fixed by
638 massaging the code appropriately.
640 Write Portable Code
641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
643 In almost all cases, it is possible and within reason to write completely
644 portable code.  If there are cases where it isn't possible to write portable
645 code, isolate it behind a well defined (and well documented) interface.
647 In practice, this means that you shouldn't assume much about the host compiler
648 (and Visual Studio tends to be the lowest common denominator).  If advanced
649 features are used, they should only be an implementation detail of a library
650 which has a simple exposed API, and preferably be buried in ``libSystem``.
652 Do not use RTTI or Exceptions
653 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
655 In an effort to reduce code and executable size, LLVM does not use RTTI
656 (e.g. ``dynamic_cast<>;``) or exceptions.  These two language features violate
657 the general C++ principle of *"you only pay for what you use"*, causing
658 executable bloat even if exceptions are never used in the code base, or if RTTI
659 is never used for a class.  Because of this, we turn them off globally in the
660 code.
662 That said, LLVM does make extensive use of a hand-rolled form of RTTI that use
663 templates like :ref:`isa\<>, cast\<>, and dyn_cast\<> <isa>`.
664 This form of RTTI is opt-in and can be
665 :doc:`added to any class <HowToSetUpLLVMStyleRTTI>`. It is also
666 substantially more efficient than ``dynamic_cast<>``.
668 .. _static constructor:
670 Do not use Static Constructors
671 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
673 Static constructors and destructors (e.g. global variables whose types have a
674 constructor or destructor) should not be added to the code base, and should be
675 removed wherever possible.  Besides `well known problems
676 <https://yosefk.com/c++fqa/ctors.html#fqa-10.12>`_ where the order of
677 initialization is undefined between globals in different source files, the
678 entire concept of static constructors is at odds with the common use case of
679 LLVM as a library linked into a larger application.
680   
681 Consider the use of LLVM as a JIT linked into another application (perhaps for
682 `OpenGL, custom languages <https://llvm.org/Users.html>`_, `shaders in movies
683 <https://llvm.org/devmtg/2010-11/Gritz-OpenShadingLang.pdf>`_, etc). Due to the
684 design of static constructors, they must be executed at startup time of the
685 entire application, regardless of whether or how LLVM is used in that larger
686 application.  There are two problems with this:
688 * The time to run the static constructors impacts startup time of applications
689   --- a critical time for GUI apps, among others.
690   
691 * The static constructors cause the app to pull many extra pages of memory off
692   the disk: both the code for the constructor in each ``.o`` file and the small
693   amount of data that gets touched. In addition, touched/dirty pages put more
694   pressure on the VM system on low-memory machines.
696 We would really like for there to be zero cost for linking in an additional LLVM
697 target or other library into an application, but static constructors violate
698 this goal.
699   
700 That said, LLVM unfortunately does contain static constructors.  It would be a
701 `great project <https://llvm.org/PR11944>`_ for someone to purge all static
702 constructors from LLVM, and then enable the ``-Wglobal-constructors`` warning
703 flag (when building with Clang) to ensure we do not regress in the future.
705 Use of ``class`` and ``struct`` Keywords
706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
708 In C++, the ``class`` and ``struct`` keywords can be used almost
709 interchangeably. The only difference is when they are used to declare a class:
710 ``class`` makes all members private by default while ``struct`` makes all
711 members public by default.
713 Unfortunately, not all compilers follow the rules and some will generate
714 different symbols based on whether ``class`` or ``struct`` was used to declare
715 the symbol (e.g., MSVC).  This can lead to problems at link time.
717 * All declarations and definitions of a given ``class`` or ``struct`` must use
718   the same keyword.  For example:
720 .. code-block:: c++
722   class Foo;
724   // Breaks mangling in MSVC.
725   struct Foo { int Data; };
727 * As a rule of thumb, ``struct`` should be kept to structures where *all*
728   members are declared public.
730 .. code-block:: c++
732   // Foo feels like a class... this is strange.
733   struct Foo {
734   private:
735     int Data;
736   public:
737     Foo() : Data(0) { }
738     int getData() const { return Data; }
739     void setData(int D) { Data = D; }
740   };
742   // Bar isn't POD, but it does look like a struct.
743   struct Bar {
744     int Data;
745     Bar() : Data(0) { }
746   };
748 Do not use Braced Initializer Lists to Call a Constructor
749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
751 In C++11 there is a "generalized initialization syntax" which allows calling
752 constructors using braced initializer lists. Do not use these to call
753 constructors with any interesting logic or if you care that you're calling some
754 *particular* constructor. Those should look like function calls using
755 parentheses rather than like aggregate initialization. Similarly, if you need
756 to explicitly name the type and call its constructor to create a temporary,
757 don't use a braced initializer list. Instead, use a braced initializer list
758 (without any type for temporaries) when doing aggregate initialization or
759 something notionally equivalent. Examples:
761 .. code-block:: c++
763   class Foo {
764   public:
765     // Construct a Foo by reading data from the disk in the whizbang format, ...
766     Foo(std::string filename);
768     // Construct a Foo by looking up the Nth element of some global data ...
769     Foo(int N);
771     // ...
772   };
774   // The Foo constructor call is very deliberate, no braces.
775   std::fill(foo.begin(), foo.end(), Foo("name"));
777   // The pair is just being constructed like an aggregate, use braces.
778   bar_map.insert({my_key, my_value});
780 If you use a braced initializer list when initializing a variable, use an equals before the open curly brace:
782 .. code-block:: c++
784   int data[] = {0, 1, 2, 3};
786 Use ``auto`` Type Deduction to Make Code More Readable
787 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
789 Some are advocating a policy of "almost always ``auto``" in C++11, however LLVM
790 uses a more moderate stance. Use ``auto`` if and only if it makes the code more
791 readable or easier to maintain. Don't "almost always" use ``auto``, but do use
792 ``auto`` with initializers like ``cast<Foo>(...)`` or other places where the
793 type is already obvious from the context. Another time when ``auto`` works well
794 for these purposes is when the type would have been abstracted away anyways,
795 often behind a container's typedef such as ``std::vector<T>::iterator``.
797 Beware unnecessary copies with ``auto``
798 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
800 The convenience of ``auto`` makes it easy to forget that its default behavior
801 is a copy.  Particularly in range-based ``for`` loops, careless copies are
802 expensive.
804 As a rule of thumb, use ``auto &`` unless you need to copy the result, and use
805 ``auto *`` when copying pointers.
807 .. code-block:: c++
809   // Typically there's no reason to copy.
810   for (const auto &Val : Container) { observe(Val); }
811   for (auto &Val : Container) { Val.change(); }
813   // Remove the reference if you really want a new copy.
814   for (auto Val : Container) { Val.change(); saveSomewhere(Val); }
816   // Copy pointers, but make it clear that they're pointers.
817   for (const auto *Ptr : Container) { observe(*Ptr); }
818   for (auto *Ptr : Container) { Ptr->change(); }
820 Beware of non-determinism due to ordering of pointers
821 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
823 In general, there is no relative ordering among pointers. As a result,
824 when unordered containers like sets and maps are used with pointer keys
825 the iteration order is undefined. Hence, iterating such containers may
826 result in non-deterministic code generation. While the generated code
827 might not necessarily be "wrong code", this non-determinism might result
828 in unexpected runtime crashes or simply hard to reproduce bugs on the
829 customer side making it harder to debug and fix.
831 As a rule of thumb, in case an ordered result is expected, remember to
832 sort an unordered container before iteration. Or use ordered containers
833 like vector/MapVector/SetVector if you want to iterate pointer keys.
835 Beware of non-deterministic sorting order of equal elements
836 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
838 std::sort uses a non-stable sorting algorithm in which the order of equal
839 elements is not guaranteed to be preserved. Thus using std::sort for a
840 container having equal elements may result in non-determinstic behavior.
841 To uncover such instances of non-determinism, LLVM has introduced a new
842 llvm::sort wrapper function. For an EXPENSIVE_CHECKS build this will randomly
843 shuffle the container before sorting. As a rule of thumb, always make sure to
844 use llvm::sort instead of std::sort.
846 Style Issues
847 ============
849 The High-Level Issues
850 ---------------------
852 Self-contained Headers
853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
855 Header files should be self-contained (compile on their own) and end in .h.
856 Non-header files that are meant for inclusion should end in .inc and be used
857 sparingly.
859 All header files should be self-contained. Users and refactoring tools should
860 not have to adhere to special conditions to include the header. Specifically, a
861 header should have header guards and include all other headers it needs.
863 There are rare cases where a file designed to be included is not
864 self-contained. These are typically intended to be included at unusual
865 locations, such as the middle of another file. They might not use header
866 guards, and might not include their prerequisites. Name such files with the
867 .inc extension. Use sparingly, and prefer self-contained headers when possible.
869 In general, a header should be implemented by one or more ``.cpp`` files.  Each
870 of these ``.cpp`` files should include the header that defines their interface
871 first.  This ensures that all of the dependences of the header have been
872 properly added to the header itself, and are not implicit.  System headers
873 should be included after user headers for a translation unit.
875 Library Layering
876 ^^^^^^^^^^^^^^^^
878 A directory of header files (for example ``include/llvm/Foo``) defines a
879 library (``Foo``). Dependencies between libraries are defined by the
880 ``LLVMBuild.txt`` file in their implementation (``lib/Foo``). One library (both
881 its headers and implementation) should only use things from the libraries
882 listed in its dependencies.
884 Some of this constraint can be enforced by classic Unix linkers (Mac & Windows
885 linkers, as well as lld, do not enforce this constraint). A Unix linker
886 searches left to right through the libraries specified on its command line and
887 never revisits a library. In this way, no circular dependencies between
888 libraries can exist.
890 This doesn't fully enforce all inter-library dependencies, and importantly
891 doesn't enforce header file circular dependencies created by inline functions.
892 A good way to answer the "is this layered correctly" would be to consider
893 whether a Unix linker would succeed at linking the program if all inline
894 functions were defined out-of-line. (& for all valid orderings of dependencies
895 - since linking resolution is linear, it's possible that some implicit
896 dependencies can sneak through: A depends on B and C, so valid orderings are
897 "C B A" or "B C A", in both cases the explicit dependencies come before their
898 use. But in the first case, B could still link successfully if it implicitly
899 depended on C, or the opposite in the second case)
901 .. _minimal list of #includes:
903 ``#include`` as Little as Possible
904 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
906 ``#include`` hurts compile time performance.  Don't do it unless you have to,
907 especially in header files.
909 But wait! Sometimes you need to have the definition of a class to use it, or to
910 inherit from it.  In these cases go ahead and ``#include`` that header file.  Be
911 aware however that there are many cases where you don't need to have the full
912 definition of a class.  If you are using a pointer or reference to a class, you
913 don't need the header file.  If you are simply returning a class instance from a
914 prototyped function or method, you don't need it.  In fact, for most cases, you
915 simply don't need the definition of a class. And not ``#include``\ing speeds up
916 compilation.
918 It is easy to try to go too overboard on this recommendation, however.  You
919 **must** include all of the header files that you are using --- you can include
920 them either directly or indirectly through another header file.  To make sure
921 that you don't accidentally forget to include a header file in your module
922 header, make sure to include your module header **first** in the implementation
923 file (as mentioned above).  This way there won't be any hidden dependencies that
924 you'll find out about later.
926 Keep "Internal" Headers Private
927 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
929 Many modules have a complex implementation that causes them to use more than one
930 implementation (``.cpp``) file.  It is often tempting to put the internal
931 communication interface (helper classes, extra functions, etc) in the public
932 module header file.  Don't do this!
934 If you really need to do something like this, put a private header file in the
935 same directory as the source files, and include it locally.  This ensures that
936 your private interface remains private and undisturbed by outsiders.
938 .. note::
940     It's okay to put extra implementation methods in a public class itself. Just
941     make them private (or protected) and all is well.
943 .. _early exits:
945 Use Early Exits and ``continue`` to Simplify Code
946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
948 When reading code, keep in mind how much state and how many previous decisions
949 have to be remembered by the reader to understand a block of code.  Aim to
950 reduce indentation where possible when it doesn't make it more difficult to
951 understand the code.  One great way to do this is by making use of early exits
952 and the ``continue`` keyword in long loops.  As an example of using an early
953 exit from a function, consider this "bad" code:
955 .. code-block:: c++
957   Value *doSomething(Instruction *I) {
958     if (!I->isTerminator() &&
959         I->hasOneUse() && doOtherThing(I)) {
960       ... some long code ....
961     }
963     return 0;
964   }
966 This code has several problems if the body of the ``'if'`` is large.  When
967 you're looking at the top of the function, it isn't immediately clear that this
968 *only* does interesting things with non-terminator instructions, and only
969 applies to things with the other predicates.  Second, it is relatively difficult
970 to describe (in comments) why these predicates are important because the ``if``
971 statement makes it difficult to lay out the comments.  Third, when you're deep
972 within the body of the code, it is indented an extra level.  Finally, when
973 reading the top of the function, it isn't clear what the result is if the
974 predicate isn't true; you have to read to the end of the function to know that
975 it returns null.
977 It is much preferred to format the code like this:
979 .. code-block:: c++
981   Value *doSomething(Instruction *I) {
982     // Terminators never need 'something' done to them because ... 
983     if (I->isTerminator())
984       return 0;
986     // We conservatively avoid transforming instructions with multiple uses
987     // because goats like cheese.
988     if (!I->hasOneUse())
989       return 0;
991     // This is really just here for example.
992     if (!doOtherThing(I))
993       return 0;
994     
995     ... some long code ....
996   }
998 This fixes these problems.  A similar problem frequently happens in ``for``
999 loops.  A silly example is something like this:
1001 .. code-block:: c++
1003   for (Instruction &I : BB) {
1004     if (auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) {
1005       Value *LHS = BO->getOperand(0);
1006       Value *RHS = BO->getOperand(1);
1007       if (LHS != RHS) {
1008         ...
1009       }
1010     }
1011   }
1013 When you have very, very small loops, this sort of structure is fine. But if it
1014 exceeds more than 10-15 lines, it becomes difficult for people to read and
1015 understand at a glance. The problem with this sort of code is that it gets very
1016 nested very quickly. Meaning that the reader of the code has to keep a lot of
1017 context in their brain to remember what is going immediately on in the loop,
1018 because they don't know if/when the ``if`` conditions will have ``else``\s etc.
1019 It is strongly preferred to structure the loop like this:
1021 .. code-block:: c++
1023   for (Instruction &I : BB) {
1024     auto *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I);
1025     if (!BO) continue;
1027     Value *LHS = BO->getOperand(0);
1028     Value *RHS = BO->getOperand(1);
1029     if (LHS == RHS) continue;
1031     ...
1032   }
1034 This has all the benefits of using early exits for functions: it reduces nesting
1035 of the loop, it makes it easier to describe why the conditions are true, and it
1036 makes it obvious to the reader that there is no ``else`` coming up that they
1037 have to push context into their brain for.  If a loop is large, this can be a
1038 big understandability win.
1040 Don't use ``else`` after a ``return``
1041 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1043 For similar reasons above (reduction of indentation and easier reading), please
1044 do not use ``'else'`` or ``'else if'`` after something that interrupts control
1045 flow --- like ``return``, ``break``, ``continue``, ``goto``, etc. For
1046 example, this is *bad*:
1048 .. code-block:: c++
1050   case 'J': {
1051     if (Signed) {
1052       Type = Context.getsigjmp_bufType();
1053       if (Type.isNull()) {
1054         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
1055         return QualType();
1056       } else {
1057         break;
1058       }
1059     } else {
1060       Type = Context.getjmp_bufType();
1061       if (Type.isNull()) {
1062         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
1063         return QualType();
1064       } else {
1065         break;
1066       }
1067     }
1068   }
1070 It is better to write it like this:
1072 .. code-block:: c++
1074   case 'J':
1075     if (Signed) {
1076       Type = Context.getsigjmp_bufType();
1077       if (Type.isNull()) {
1078         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
1079         return QualType();
1080       }
1081     } else {
1082       Type = Context.getjmp_bufType();
1083       if (Type.isNull()) {
1084         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
1085         return QualType();
1086       }
1087     }
1088     break;
1090 Or better yet (in this case) as:
1092 .. code-block:: c++
1094   case 'J':
1095     if (Signed)
1096       Type = Context.getsigjmp_bufType();
1097     else
1098       Type = Context.getjmp_bufType();
1099     
1100     if (Type.isNull()) {
1101       Error = Signed ? ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf :
1102                        ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
1103       return QualType();
1104     }
1105     break;
1107 The idea is to reduce indentation and the amount of code you have to keep track
1108 of when reading the code.
1109               
1110 Turn Predicate Loops into Predicate Functions
1111 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1113 It is very common to write small loops that just compute a boolean value.  There
1114 are a number of ways that people commonly write these, but an example of this
1115 sort of thing is:
1117 .. code-block:: c++
1119   bool FoundFoo = false;
1120   for (unsigned I = 0, E = BarList.size(); I != E; ++I)
1121     if (BarList[I]->isFoo()) {
1122       FoundFoo = true;
1123       break;
1124     }
1126   if (FoundFoo) {
1127     ...
1128   }
1130 This sort of code is awkward to write, and is almost always a bad sign.  Instead
1131 of this sort of loop, we strongly prefer to use a predicate function (which may
1132 be `static`_) that uses `early exits`_ to compute the predicate.  We prefer the
1133 code to be structured like this:
1135 .. code-block:: c++
1137   /// \returns true if the specified list has an element that is a foo.
1138   static bool containsFoo(const std::vector<Bar*> &List) {
1139     for (unsigned I = 0, E = List.size(); I != E; ++I)
1140       if (List[I]->isFoo())
1141         return true;
1142     return false;
1143   }
1144   ...
1146   if (containsFoo(BarList)) {
1147     ...
1148   }
1150 There are many reasons for doing this: it reduces indentation and factors out
1151 code which can often be shared by other code that checks for the same predicate.
1152 More importantly, it *forces you to pick a name* for the function, and forces
1153 you to write a comment for it.  In this silly example, this doesn't add much
1154 value.  However, if the condition is complex, this can make it a lot easier for
1155 the reader to understand the code that queries for this predicate.  Instead of
1156 being faced with the in-line details of how we check to see if the BarList
1157 contains a foo, we can trust the function name and continue reading with better
1158 locality.
1160 The Low-Level Issues
1161 --------------------
1163 Name Types, Functions, Variables, and Enumerators Properly
1164 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1166 Poorly-chosen names can mislead the reader and cause bugs. We cannot stress
1167 enough how important it is to use *descriptive* names.  Pick names that match
1168 the semantics and role of the underlying entities, within reason.  Avoid
1169 abbreviations unless they are well known.  After picking a good name, make sure
1170 to use consistent capitalization for the name, as inconsistency requires clients
1171 to either memorize the APIs or to look it up to find the exact spelling.
1173 In general, names should be in camel case (e.g. ``TextFileReader`` and
1174 ``isLValue()``).  Different kinds of declarations have different rules:
1176 * **Type names** (including classes, structs, enums, typedefs, etc) should be
1177   nouns and start with an upper-case letter (e.g. ``TextFileReader``).
1179 * **Variable names** should be nouns (as they represent state).  The name should
1180   be camel case, and start with an upper case letter (e.g. ``Leader`` or
1181   ``Boats``).
1182   
1183 * **Function names** should be verb phrases (as they represent actions), and
1184   command-like function should be imperative.  The name should be camel case,
1185   and start with a lower case letter (e.g. ``openFile()`` or ``isFoo()``).
1187 * **Enum declarations** (e.g. ``enum Foo {...}``) are types, so they should
1188   follow the naming conventions for types.  A common use for enums is as a
1189   discriminator for a union, or an indicator of a subclass.  When an enum is
1190   used for something like this, it should have a ``Kind`` suffix
1191   (e.g. ``ValueKind``).
1192   
1193 * **Enumerators** (e.g. ``enum { Foo, Bar }``) and **public member variables**
1194   should start with an upper-case letter, just like types.  Unless the
1195   enumerators are defined in their own small namespace or inside a class,
1196   enumerators should have a prefix corresponding to the enum declaration name.
1197   For example, ``enum ValueKind { ... };`` may contain enumerators like
1198   ``VK_Argument``, ``VK_BasicBlock``, etc.  Enumerators that are just
1199   convenience constants are exempt from the requirement for a prefix.  For
1200   instance:
1202   .. code-block:: c++
1204       enum {
1205         MaxSize = 42,
1206         Density = 12
1207       };
1208   
1209 As an exception, classes that mimic STL classes can have member names in STL's
1210 style of lower-case words separated by underscores (e.g. ``begin()``,
1211 ``push_back()``, and ``empty()``). Classes that provide multiple
1212 iterators should add a singular prefix to ``begin()`` and ``end()``
1213 (e.g. ``global_begin()`` and ``use_begin()``).
1215 Here are some examples of good and bad names:
1217 .. code-block:: c++
1219   class VehicleMaker {
1220     ...
1221     Factory<Tire> F;            // Bad -- abbreviation and non-descriptive.
1222     Factory<Tire> Factory;      // Better.
1223     Factory<Tire> TireFactory;  // Even better -- if VehicleMaker has more than one
1224                                 // kind of factories.
1225   };
1227   Vehicle makeVehicle(VehicleType Type) {
1228     VehicleMaker M;                         // Might be OK if having a short life-span.
1229     Tire Tmp1 = M.makeTire();               // Bad -- 'Tmp1' provides no information.
1230     Light Headlight = M.makeLight("head");  // Good -- descriptive.
1231     ...
1232   }
1234 Assert Liberally
1235 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1237 Use the "``assert``" macro to its fullest.  Check all of your preconditions and
1238 assumptions, you never know when a bug (not necessarily even yours) might be
1239 caught early by an assertion, which reduces debugging time dramatically.  The
1240 "``<cassert>``" header file is probably already included by the header files you
1241 are using, so it doesn't cost anything to use it.
1243 To further assist with debugging, make sure to put some kind of error message in
1244 the assertion statement, which is printed if the assertion is tripped. This
1245 helps the poor debugger make sense of why an assertion is being made and
1246 enforced, and hopefully what to do about it.  Here is one complete example:
1248 .. code-block:: c++
1250   inline Value *getOperand(unsigned I) {
1251     assert(I < Operands.size() && "getOperand() out of range!");
1252     return Operands[I];
1253   }
1255 Here are more examples:
1257 .. code-block:: c++
1259   assert(Ty->isPointerType() && "Can't allocate a non-pointer type!");
1261   assert((Opcode == Shl || Opcode == Shr) && "ShiftInst Opcode invalid!");
1263   assert(idx < getNumSuccessors() && "Successor # out of range!");
1265   assert(V1.getType() == V2.getType() && "Constant types must be identical!");
1267   assert(isa<PHINode>(Succ->front()) && "Only works on PHId BBs!");
1269 You get the idea.
1271 In the past, asserts were used to indicate a piece of code that should not be
1272 reached.  These were typically of the form:
1274 .. code-block:: c++
1276   assert(0 && "Invalid radix for integer literal");
1278 This has a few issues, the main one being that some compilers might not
1279 understand the assertion, or warn about a missing return in builds where
1280 assertions are compiled out.
1282 Today, we have something much better: ``llvm_unreachable``:
1284 .. code-block:: c++
1286   llvm_unreachable("Invalid radix for integer literal");
1288 When assertions are enabled, this will print the message if it's ever reached
1289 and then exit the program. When assertions are disabled (i.e. in release
1290 builds), ``llvm_unreachable`` becomes a hint to compilers to skip generating
1291 code for this branch. If the compiler does not support this, it will fall back
1292 to the "abort" implementation.
1294 Neither assertions or ``llvm_unreachable`` will abort the program on a release
1295 build. If the error condition can be triggered by user input then the
1296 recoverable error mechanism described in :doc:`ProgrammersManual` should be
1297 used instead. In cases where this is not practical, ``report_fatal_error`` may
1298 be used.
1300 Another issue is that values used only by assertions will produce an "unused
1301 value" warning when assertions are disabled.  For example, this code will warn:
1303 .. code-block:: c++
1305   unsigned Size = V.size();
1306   assert(Size > 42 && "Vector smaller than it should be");
1308   bool NewToSet = Myset.insert(Value);
1309   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1311 These are two interesting different cases. In the first case, the call to
1312 ``V.size()`` is only useful for the assert, and we don't want it executed when
1313 assertions are disabled.  Code like this should move the call into the assert
1314 itself.  In the second case, the side effects of the call must happen whether
1315 the assert is enabled or not.  In this case, the value should be cast to void to
1316 disable the warning.  To be specific, it is preferred to write the code like
1317 this:
1319 .. code-block:: c++
1321   assert(V.size() > 42 && "Vector smaller than it should be");
1323   bool NewToSet = Myset.insert(Value); (void)NewToSet;
1324   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1326 Do Not Use ``using namespace std``
1327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1329 In LLVM, we prefer to explicitly prefix all identifiers from the standard
1330 namespace with an "``std::``" prefix, rather than rely on "``using namespace
1331 std;``".
1333 In header files, adding a ``'using namespace XXX'`` directive pollutes the
1334 namespace of any source file that ``#include``\s the header.  This is clearly a
1335 bad thing.
1337 In implementation files (e.g. ``.cpp`` files), the rule is more of a stylistic
1338 rule, but is still important.  Basically, using explicit namespace prefixes
1339 makes the code **clearer**, because it is immediately obvious what facilities
1340 are being used and where they are coming from. And **more portable**, because
1341 namespace clashes cannot occur between LLVM code and other namespaces.  The
1342 portability rule is important because different standard library implementations
1343 expose different symbols (potentially ones they shouldn't), and future revisions
1344 to the C++ standard will add more symbols to the ``std`` namespace.  As such, we
1345 never use ``'using namespace std;'`` in LLVM.
1347 The exception to the general rule (i.e. it's not an exception for the ``std``
1348 namespace) is for implementation files.  For example, all of the code in the
1349 LLVM project implements code that lives in the 'llvm' namespace.  As such, it is
1350 ok, and actually clearer, for the ``.cpp`` files to have a ``'using namespace
1351 llvm;'`` directive at the top, after the ``#include``\s.  This reduces
1352 indentation in the body of the file for source editors that indent based on
1353 braces, and keeps the conceptual context cleaner.  The general form of this rule
1354 is that any ``.cpp`` file that implements code in any namespace may use that
1355 namespace (and its parents'), but should not use any others.
1357 Provide a Virtual Method Anchor for Classes in Headers
1358 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1360 If a class is defined in a header file and has a vtable (either it has virtual
1361 methods or it derives from classes with virtual methods), it must always have at
1362 least one out-of-line virtual method in the class.  Without this, the compiler
1363 will copy the vtable and RTTI into every ``.o`` file that ``#include``\s the
1364 header, bloating ``.o`` file sizes and increasing link times.
1366 Don't use default labels in fully covered switches over enumerations
1367 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1369 ``-Wswitch`` warns if a switch, without a default label, over an enumeration
1370 does not cover every enumeration value. If you write a default label on a fully
1371 covered switch over an enumeration then the ``-Wswitch`` warning won't fire
1372 when new elements are added to that enumeration. To help avoid adding these
1373 kinds of defaults, Clang has the warning ``-Wcovered-switch-default`` which is
1374 off by default but turned on when building LLVM with a version of Clang that
1375 supports the warning.
1377 A knock-on effect of this stylistic requirement is that when building LLVM with
1378 GCC you may get warnings related to "control may reach end of non-void function"
1379 if you return from each case of a covered switch-over-enum because GCC assumes
1380 that the enum expression may take any representable value, not just those of
1381 individual enumerators. To suppress this warning, use ``llvm_unreachable`` after
1382 the switch.
1384 Use range-based ``for`` loops wherever possible
1385 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1387 The introduction of range-based ``for`` loops in C++11 means that explicit
1388 manipulation of iterators is rarely necessary. We use range-based ``for``
1389 loops wherever possible for all newly added code. For example:
1391 .. code-block:: c++
1393   BasicBlock *BB = ...
1394   for (Instruction &I : *BB)
1395     ... use I ...
1397 Don't evaluate ``end()`` every time through a loop
1398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1400 In cases where range-based ``for`` loops can't be used and it is necessary
1401 to write an explicit iterator-based loop, pay close attention to whether
1402 ``end()`` is re-evaluted on each loop iteration. One common mistake is to
1403 write a loop in this style:
1405 .. code-block:: c++
1407   BasicBlock *BB = ...
1408   for (auto I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I)
1409     ... use I ...
1411 The problem with this construct is that it evaluates "``BB->end()``" every time
1412 through the loop.  Instead of writing the loop like this, we strongly prefer
1413 loops to be written so that they evaluate it once before the loop starts.  A
1414 convenient way to do this is like so:
1416 .. code-block:: c++
1418   BasicBlock *BB = ...
1419   for (auto I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
1420     ... use I ...
1422 The observant may quickly point out that these two loops may have different
1423 semantics: if the container (a basic block in this case) is being mutated, then
1424 "``BB->end()``" may change its value every time through the loop and the second
1425 loop may not in fact be correct.  If you actually do depend on this behavior,
1426 please write the loop in the first form and add a comment indicating that you
1427 did it intentionally.
1429 Why do we prefer the second form (when correct)?  Writing the loop in the first
1430 form has two problems. First it may be less efficient than evaluating it at the
1431 start of the loop.  In this case, the cost is probably minor --- a few extra
1432 loads every time through the loop.  However, if the base expression is more
1433 complex, then the cost can rise quickly.  I've seen loops where the end
1434 expression was actually something like: "``SomeMap[X]->end()``" and map lookups
1435 really aren't cheap.  By writing it in the second form consistently, you
1436 eliminate the issue entirely and don't even have to think about it.
1438 The second (even bigger) issue is that writing the loop in the first form hints
1439 to the reader that the loop is mutating the container (a fact that a comment
1440 would handily confirm!).  If you write the loop in the second form, it is
1441 immediately obvious without even looking at the body of the loop that the
1442 container isn't being modified, which makes it easier to read the code and
1443 understand what it does.
1445 While the second form of the loop is a few extra keystrokes, we do strongly
1446 prefer it.
1448 ``#include <iostream>`` is Forbidden
1449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1451 The use of ``#include <iostream>`` in library files is hereby **forbidden**,
1452 because many common implementations transparently inject a `static constructor`_
1453 into every translation unit that includes it.
1454   
1455 Note that using the other stream headers (``<sstream>`` for example) is not
1456 problematic in this regard --- just ``<iostream>``. However, ``raw_ostream``
1457 provides various APIs that are better performing for almost every use than
1458 ``std::ostream`` style APIs.
1460 .. note::
1462   New code should always use `raw_ostream`_ for writing, or the
1463   ``llvm::MemoryBuffer`` API for reading files.
1465 .. _raw_ostream:
1467 Use ``raw_ostream``
1468 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1470 LLVM includes a lightweight, simple, and efficient stream implementation in
1471 ``llvm/Support/raw_ostream.h``, which provides all of the common features of
1472 ``std::ostream``.  All new code should use ``raw_ostream`` instead of
1473 ``ostream``.
1475 Unlike ``std::ostream``, ``raw_ostream`` is not a template and can be forward
1476 declared as ``class raw_ostream``.  Public headers should generally not include
1477 the ``raw_ostream`` header, but use forward declarations and constant references
1478 to ``raw_ostream`` instances.
1480 Avoid ``std::endl``
1481 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1483 The ``std::endl`` modifier, when used with ``iostreams`` outputs a newline to
1484 the output stream specified.  In addition to doing this, however, it also
1485 flushes the output stream.  In other words, these are equivalent:
1487 .. code-block:: c++
1489   std::cout << std::endl;
1490   std::cout << '\n' << std::flush;
1492 Most of the time, you probably have no reason to flush the output stream, so
1493 it's better to use a literal ``'\n'``.
1495 Don't use ``inline`` when defining a function in a class definition
1496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1498 A member function defined in a class definition is implicitly inline, so don't
1499 put the ``inline`` keyword in this case.
1501 Don't:
1503 .. code-block:: c++
1505   class Foo {
1506   public:
1507     inline void bar() {
1508       // ...
1509     }
1510   };
1514 .. code-block:: c++
1516   class Foo {
1517   public:
1518     void bar() {
1519       // ...
1520     }
1521   };
1523 Microscopic Details
1524 -------------------
1526 This section describes preferred low-level formatting guidelines along with
1527 reasoning on why we prefer them.
1529 Spaces Before Parentheses
1530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1532 We prefer to put a space before an open parenthesis only in control flow
1533 statements, but not in normal function call expressions and function-like
1534 macros.  For example, this is good:
1536 .. code-block:: c++
1538   if (X) ...
1539   for (I = 0; I != 100; ++I) ...
1540   while (LLVMRocks) ...
1542   somefunc(42);
1543   assert(3 != 4 && "laws of math are failing me");
1544   
1545   A = foo(42, 92) + bar(X);
1547 and this is bad:
1549 .. code-block:: c++
1551   if(X) ...
1552   for(I = 0; I != 100; ++I) ...
1553   while(LLVMRocks) ...
1555   somefunc (42);
1556   assert (3 != 4 && "laws of math are failing me");
1557   
1558   A = foo (42, 92) + bar (X);
1560 The reason for doing this is not completely arbitrary.  This style makes control
1561 flow operators stand out more, and makes expressions flow better. The function
1562 call operator binds very tightly as a postfix operator.  Putting a space after a
1563 function name (as in the last example) makes it appear that the code might bind
1564 the arguments of the left-hand-side of a binary operator with the argument list
1565 of a function and the name of the right side.  More specifically, it is easy to
1566 misread the "``A``" example as:
1568 .. code-block:: c++
1570   A = foo ((42, 92) + bar) (X);
1572 when skimming through the code.  By avoiding a space in a function, we avoid
1573 this misinterpretation.
1575 Prefer Preincrement
1576 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1578 Hard fast rule: Preincrement (``++X``) may be no slower than postincrement
1579 (``X++``) and could very well be a lot faster than it.  Use preincrementation
1580 whenever possible.
1582 The semantics of postincrement include making a copy of the value being
1583 incremented, returning it, and then preincrementing the "work value".  For
1584 primitive types, this isn't a big deal. But for iterators, it can be a huge
1585 issue (for example, some iterators contains stack and set objects in them...
1586 copying an iterator could invoke the copy ctor's of these as well).  In general,
1587 get in the habit of always using preincrement, and you won't have a problem.
1590 Namespace Indentation
1591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1593 In general, we strive to reduce indentation wherever possible.  This is useful
1594 because we want code to `fit into 80 columns`_ without wrapping horribly, but
1595 also because it makes it easier to understand the code. To facilitate this and
1596 avoid some insanely deep nesting on occasion, don't indent namespaces. If it
1597 helps readability, feel free to add a comment indicating what namespace is
1598 being closed by a ``}``.  For example:
1600 .. code-block:: c++
1602   namespace llvm {
1603   namespace knowledge {
1605   /// This class represents things that Smith can have an intimate
1606   /// understanding of and contains the data associated with it.
1607   class Grokable {
1608   ...
1609   public:
1610     explicit Grokable() { ... }
1611     virtual ~Grokable() = 0;
1612   
1613     ...
1615   };
1617   } // end namespace knowledge
1618   } // end namespace llvm
1621 Feel free to skip the closing comment when the namespace being closed is
1622 obvious for any reason. For example, the outer-most namespace in a header file
1623 is rarely a source of confusion. But namespaces both anonymous and named in
1624 source files that are being closed half way through the file probably could use
1625 clarification.
1627 .. _static:
1629 Anonymous Namespaces
1630 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1632 After talking about namespaces in general, you may be wondering about anonymous
1633 namespaces in particular.  Anonymous namespaces are a great language feature
1634 that tells the C++ compiler that the contents of the namespace are only visible
1635 within the current translation unit, allowing more aggressive optimization and
1636 eliminating the possibility of symbol name collisions.  Anonymous namespaces are
1637 to C++ as "static" is to C functions and global variables.  While "``static``"
1638 is available in C++, anonymous namespaces are more general: they can make entire
1639 classes private to a file.
1641 The problem with anonymous namespaces is that they naturally want to encourage
1642 indentation of their body, and they reduce locality of reference: if you see a
1643 random function definition in a C++ file, it is easy to see if it is marked
1644 static, but seeing if it is in an anonymous namespace requires scanning a big
1645 chunk of the file.
1647 Because of this, we have a simple guideline: make anonymous namespaces as small
1648 as possible, and only use them for class declarations.  For example, this is
1649 good:
1651 .. code-block:: c++
1653   namespace {
1654   class StringSort {
1655   ...
1656   public:
1657     StringSort(...)
1658     bool operator<(const char *RHS) const;
1659   };
1660   } // end anonymous namespace
1662   static void runHelper() { 
1663     ... 
1664   }
1666   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1667     ...
1668   }
1670 This is bad:
1672 .. code-block:: c++
1674   namespace {
1676   class StringSort {
1677   ...
1678   public:
1679     StringSort(...)
1680     bool operator<(const char *RHS) const;
1681   };
1683   void runHelper() { 
1684     ... 
1685   }
1687   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1688     ...
1689   }
1691   } // end anonymous namespace
1693 This is bad specifically because if you're looking at "``runHelper``" in the middle
1694 of a large C++ file, that you have no immediate way to tell if it is local to
1695 the file.  When it is marked static explicitly, this is immediately obvious.
1696 Also, there is no reason to enclose the definition of "``operator<``" in the
1697 namespace just because it was declared there.
1699 See Also
1700 ========
1702 A lot of these comments and recommendations have been culled from other sources.
1703 Two particularly important books for our work are:
1705 #. `Effective C++
1706    <https://www.amazon.com/Effective-Specific-Addison-Wesley-Professional-Computing/dp/0321334876>`_
1707    by Scott Meyers.  Also interesting and useful are "More Effective C++" and
1708    "Effective STL" by the same author.
1710 #. `Large-Scale C++ Software Design
1711    <https://www.amazon.com/Large-Scale-Software-Design-John-Lakos/dp/0201633620>`_
1712    by John Lakos
1714 If you get some free time, and you haven't read them: do so, you might learn
1715 something.