[opaque pointer type] Use the value type of the GlobalVariable rather than accessing...
[oota-llvm.git] / docs / CodingStandards.rst
1 =====================
2 LLVM Coding Standards
3 =====================
4
5 .. contents::
6    :local:
7
8 Introduction
9 ============
10
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).
16
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:
20
21 .. _Golden Rule:
22
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.**
26
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 LLVMdev mailing list.
32
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 reformating 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 reformating as a separate commit from
40 the functionality change.
41   
42 The ultimate goal of these guidelines is the increase 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>`_.
45
46 Languages, Libraries, and Standards
47 ===================================
48
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.
55
56 C++ Standard Versions
57 ---------------------
58
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.
66
67 C++ Standard Library
68 --------------------
69
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.
76
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`.
80
81 Supported C++11 Language and Library Features
82 ---------------------------------------------
83
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 MSVC 2013, GCC 4.7, and Clang 3.1.
87 The ultimate definition of this set is what build bots with those respective
88 toolchains accept. Don't argue with the build bots. However, we have some
89 guidance below to help you know what to expect.
90
91 Each toolchain provides a good reference for what it accepts:
92
93 * Clang: http://clang.llvm.org/cxx_status.html
94 * GCC: http://gcc.gnu.org/projects/cxx0x.html
95 * MSVC: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh567368.aspx
96
97 In most cases, the MSVC list will be the dominating factor. Here is a summary
98 of the features that are expected to work. Features not on this list are
99 unlikely to be supported by our host compilers.
100
101 * Rvalue references: N2118_
102
103   * But *not* Rvalue references for ``*this`` or member qualifiers (N2439_)
104
105 * Static assert: N1720_
106 * ``auto`` type deduction: N1984_, N1737_
107 * Trailing return types: N2541_
108 * Lambdas: N2927_
109
110   * But *not* lambdas with default arguments.
111
112 * ``decltype``: N2343_
113 * Nested closing right angle brackets: N1757_
114 * Extern templates: N1987_
115 * ``nullptr``: N2431_
116 * Strongly-typed and forward declarable enums: N2347_, N2764_
117 * Local and unnamed types as template arguments: N2657_
118 * Range-based for-loop: N2930_
119
120   * But ``{}`` are required around inner ``do {} while()`` loops.  As a result,
121     ``{}`` are required around function-like macros inside range-based for
122     loops.
123
124 * ``override`` and ``final``: N2928_, N3206_, N3272_
125 * Atomic operations and the C++11 memory model: N2429_
126 * Variadic templates: N2242_
127 * Explicit conversion operators: N2437_
128 * Defaulted and deleted functions: N2346_
129
130   * But not defaulted move constructors or move assignment operators, MSVC 2013
131     cannot synthesize them.
132 * Initializer lists: N2627_
133 * Delegating constructors: N1986_
134 * Default member initializers (non-static data member initializers): N2756_
135
136   * Only use these for scalar members that would otherwise be left
137     uninitialized. Non-scalar members generally have appropriate default
138     constructors, and MSVC 2013 has problems when braced initializer lists are
139     involved.
140
141 .. _N2118: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2118.html
142 .. _N2439: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2439.htm
143 .. _N1720: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1720.html
144 .. _N1984: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1984.pdf
145 .. _N1737: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1737.pdf
146 .. _N2541: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2541.htm
147 .. _N2927: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2927.pdf
148 .. _N2343: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2343.pdf
149 .. _N1757: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1757.html
150 .. _N1987: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1987.htm
151 .. _N2431: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf
152 .. _N2347: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2347.pdf
153 .. _N2764: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2764.pdf
154 .. _N2657: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2657.htm
155 .. _N2930: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2930.html
156 .. _N2928: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2928.htm
157 .. _N3206: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3206.htm
158 .. _N3272: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3272.htm
159 .. _N2429: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2429.htm
160 .. _N2242: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2242.pdf
161 .. _N2437: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2437.pdf
162 .. _N2346: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2346.htm
163 .. _N2627: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2672.htm
164 .. _N1986: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1986.pdf
165 .. _N2756: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2756.htm
166
167 The supported features in the C++11 standard libraries are less well tracked,
168 but also much greater. Most of the standard libraries implement most of C++11's
169 library. The most likely lowest common denominator is Linux support. For
170 libc++, the support is just poorly tested and undocumented but expected to be
171 largely complete. YMMV. For libstdc++, the support is documented in detail in
172 `the libstdc++ manual`_. There are some very minor missing facilities that are
173 unlikely to be common problems, and there are a few larger gaps that are worth
174 being aware of:
175
176 * Not all of the type traits are implemented
177 * No regular expression library.
178 * While most of the atomics library is well implemented, the fences are
179   missing. Fortunately, they are rarely needed.
180 * The locale support is incomplete.
181 * ``std::equal()`` (and other algorithms) incorrectly assert in MSVC when given
182   ``nullptr`` as an iterator.
183
184 Other than these areas you should assume the standard library is available and
185 working as expected until some build bot tells you otherwise. If you're in an
186 uncertain area of one of the above points, but you cannot test on a Linux
187 system, your best approach is to minimize your use of these features, and watch
188 the Linux build bots to find out if your usage triggered a bug. For example, if
189 you hit a type trait which doesn't work we can then add support to LLVM's
190 traits header to emulate it.
191
192 .. _the libstdc++ manual:
193   http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.3/libstdc++/manual/manual/status.html#status.iso.2011
194
195 Other Languages
196 ---------------
197
198 Any code written in the Go programming language is not subject to the
199 formatting rules below. Instead, we adopt the formatting rules enforced by
200 the `gofmt`_ tool.
201
202 Go code should strive to be idiomatic. Two good sets of guidelines for what
203 this means are `Effective Go`_ and `Go Code Review Comments`_.
204
205 .. _gofmt:
206   https://golang.org/cmd/gofmt/
207
208 .. _Effective Go:
209   https://golang.org/doc/effective_go.html
210
211 .. _Go Code Review Comments:
212   https://code.google.com/p/go-wiki/wiki/CodeReviewComments
213
214 Mechanical Source Issues
215 ========================
216
217 Source Code Formatting
218 ----------------------
219
220 Commenting
221 ^^^^^^^^^^
222
223 Comments are one critical part of readability and maintainability.  Everyone
224 knows they should comment their code, and so should you.  When writing comments,
225 write them as English prose, which means they should use proper capitalization,
226 punctuation, etc.  Aim to describe what the code is trying to do and why, not
227 *how* it does it at a micro level. Here are a few critical things to document:
228
229 .. _header file comment:
230
231 File Headers
232 """"""""""""
233
234 Every source file should have a header on it that describes the basic purpose of
235 the file.  If a file does not have a header, it should not be checked into the
236 tree.  The standard header looks like this:
237
238 .. code-block:: c++
239
240   //===-- llvm/Instruction.h - Instruction class definition -------*- C++ -*-===//
241   //
242   //                     The LLVM Compiler Infrastructure
243   //
244   // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
245   // License. See LICENSE.TXT for details.
246   //
247   //===----------------------------------------------------------------------===//
248   ///
249   /// \file
250   /// \brief This file contains the declaration of the Instruction class, which is
251   /// the base class for all of the VM instructions.
252   ///
253   //===----------------------------------------------------------------------===//
254
255 A few things to note about this particular format: The "``-*- C++ -*-``" string
256 on the first line is there to tell Emacs that the source file is a C++ file, not
257 a C file (Emacs assumes ``.h`` files are C files by default).
258
259 .. note::
260
261     This tag is not necessary in ``.cpp`` files.  The name of the file is also
262     on the first line, along with a very short description of the purpose of the
263     file.  This is important when printing out code and flipping though lots of
264     pages.
265
266 The next section in the file is a concise note that defines the license that the
267 file is released under.  This makes it perfectly clear what terms the source
268 code can be distributed under and should not be modified in any way.
269
270 The main body is a ``doxygen`` comment (identified by the ``///`` comment
271 marker instead of the usual ``//``) describing the purpose of the file.  It
272 should have a ``\brief`` command that describes the file in one or two
273 sentences.  Any additional information should be separated by a blank line.  If
274 an algorithm is being implemented or something tricky is going on, a reference
275 to the paper where it is published should be included, as well as any notes or
276 *gotchas* in the code to watch out for.
277
278 Class overviews
279 """""""""""""""
280
281 Classes are one fundamental part of a good object oriented design.  As such, a
282 class definition should have a comment block that explains what the class is
283 used for and how it works.  Every non-trivial class is expected to have a
284 ``doxygen`` comment block.
285
286 Method information
287 """"""""""""""""""
288
289 Methods defined in a class (as well as any global functions) should also be
290 documented properly.  A quick note about what it does and a description of the
291 borderline behaviour is all that is necessary here (unless something
292 particularly tricky or insidious is going on).  The hope is that people can
293 figure out how to use your interfaces without reading the code itself.
294
295 Good things to talk about here are what happens when something unexpected
296 happens: does the method return null?  Abort?  Format your hard disk?
297
298 Comment Formatting
299 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
300
301 In general, prefer C++ style comments (``//`` for normal comments, ``///`` for
302 ``doxygen`` documentation comments).  They take less space, require
303 less typing, don't have nesting problems, etc.  There are a few cases when it is
304 useful to use C style (``/* */``) comments however:
305
306 #. When writing C code: Obviously if you are writing C code, use C style
307    comments.
308
309 #. When writing a header file that may be ``#include``\d by a C source file.
310
311 #. When writing a source file that is used by a tool that only accepts C style
312    comments.
313
314 To comment out a large block of code, use ``#if 0`` and ``#endif``. These nest
315 properly and are better behaved in general than C style comments.
316
317 Doxygen Use in Documentation Comments
318 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
319
320 Use the ``\file`` command to turn the standard file header into a file-level
321 comment.
322
323 Include descriptive ``\brief`` paragraphs for all public interfaces (public
324 classes, member and non-member functions).  Explain API use and purpose in
325 ``\brief`` paragraphs, don't just restate the information that can be inferred
326 from the API name.  Put detailed discussion into separate paragraphs.
327
328 To refer to parameter names inside a paragraph, use the ``\p name`` command.
329 Don't use the ``\arg name`` command since it starts a new paragraph that
330 contains documentation for the parameter.
331
332 Wrap non-inline code examples in ``\code ... \endcode``.
333
334 To document a function parameter, start a new paragraph with the
335 ``\param name`` command.  If the parameter is used as an out or an in/out
336 parameter, use the ``\param [out] name`` or ``\param [in,out] name`` command,
337 respectively.
338
339 To describe function return value, start a new paragraph with the ``\returns``
340 command.
341
342 A minimal documentation comment:
343
344 .. code-block:: c++
345
346   /// \brief Does foo and bar.
347   void fooBar(bool Baz);
348
349 A documentation comment that uses all Doxygen features in a preferred way:
350
351 .. code-block:: c++
352
353   /// \brief Does foo and bar.
354   ///
355   /// Does not do foo the usual way if \p Baz is true.
356   ///
357   /// Typical usage:
358   /// \code
359   ///   fooBar(false, "quux", Res);
360   /// \endcode
361   ///
362   /// \param Quux kind of foo to do.
363   /// \param [out] Result filled with bar sequence on foo success.
364   ///
365   /// \returns true on success.
366   bool fooBar(bool Baz, StringRef Quux, std::vector<int> &Result);
367
368 Don't duplicate the documentation comment in the header file and in the
369 implementation file.  Put the documentation comments for public APIs into the
370 header file.  Documentation comments for private APIs can go to the
371 implementation file.  In any case, implementation files can include additional
372 comments (not necessarily in Doxygen markup) to explain implementation details
373 as needed.
374
375 Don't duplicate function or class name at the beginning of the comment.
376 For humans it is obvious which function or class is being documented;
377 automatic documentation processing tools are smart enough to bind the comment
378 to the correct declaration.
379
380 Wrong:
381
382 .. code-block:: c++
383
384   // In Something.h:
385
386   /// Something - An abstraction for some complicated thing.
387   class Something {
388   public:
389     /// fooBar - Does foo and bar.
390     void fooBar();
391   };
392
393   // In Something.cpp:
394
395   /// fooBar - Does foo and bar.
396   void Something::fooBar() { ... }
397
398 Correct:
399
400 .. code-block:: c++
401
402   // In Something.h:
403
404   /// \brief An abstraction for some complicated thing.
405   class Something {
406   public:
407     /// \brief Does foo and bar.
408     void fooBar();
409   };
410
411   // In Something.cpp:
412
413   // Builds a B-tree in order to do foo.  See paper by...
414   void Something::fooBar() { ... }
415
416 It is not required to use additional Doxygen features, but sometimes it might
417 be a good idea to do so.
418
419 Consider:
420
421 * adding comments to any narrow namespace containing a collection of
422   related functions or types;
423
424 * using top-level groups to organize a collection of related functions at
425   namespace scope where the grouping is smaller than the namespace;
426
427 * using member groups and additional comments attached to member
428   groups to organize within a class.
429
430 For example:
431
432 .. code-block:: c++
433
434   class Something {
435     /// \name Functions that do Foo.
436     /// @{
437     void fooBar();
438     void fooBaz();
439     /// @}
440     ...
441   };
442
443 ``#include`` Style
444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
445
446 Immediately after the `header file comment`_ (and include guards if working on a
447 header file), the `minimal list of #includes`_ required by the file should be
448 listed.  We prefer these ``#include``\s to be listed in this order:
449
450 .. _Main Module Header:
451 .. _Local/Private Headers:
452
453 #. Main Module Header
454 #. Local/Private Headers
455 #. ``llvm/...``
456 #. System ``#include``\s
457
458 and each category should be sorted lexicographically by the full path.
459
460 The `Main Module Header`_ file applies to ``.cpp`` files which implement an
461 interface defined by a ``.h`` file.  This ``#include`` should always be included
462 **first** regardless of where it lives on the file system.  By including a
463 header file first in the ``.cpp`` files that implement the interfaces, we ensure
464 that the header does not have any hidden dependencies which are not explicitly
465 ``#include``\d in the header, but should be. It is also a form of documentation
466 in the ``.cpp`` file to indicate where the interfaces it implements are defined.
467
468 .. _fit into 80 columns:
469
470 Source Code Width
471 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
472
473 Write your code to fit within 80 columns of text.  This helps those of us who
474 like to print out code and look at your code in an ``xterm`` without resizing
475 it.
476
477 The longer answer is that there must be some limit to the width of the code in
478 order to reasonably allow developers to have multiple files side-by-side in
479 windows on a modest display.  If you are going to pick a width limit, it is
480 somewhat arbitrary but you might as well pick something standard.  Going with 90
481 columns (for example) instead of 80 columns wouldn't add any significant value
482 and would be detrimental to printing out code.  Also many other projects have
483 standardized on 80 columns, so some people have already configured their editors
484 for it (vs something else, like 90 columns).
485
486 This is one of many contentious issues in coding standards, but it is not up for
487 debate.
488
489 Use Spaces Instead of Tabs
490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
491
492 In all cases, prefer spaces to tabs in source files.  People have different
493 preferred indentation levels, and different styles of indentation that they
494 like; this is fine.  What isn't fine is that different editors/viewers expand
495 tabs out to different tab stops.  This can cause your code to look completely
496 unreadable, and it is not worth dealing with.
497
498 As always, follow the `Golden Rule`_ above: follow the style of
499 existing code if you are modifying and extending it.  If you like four spaces of
500 indentation, **DO NOT** do that in the middle of a chunk of code with two spaces
501 of indentation.  Also, do not reindent a whole source file: it makes for
502 incredible diffs that are absolutely worthless.
503
504 Indent Code Consistently
505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
506
507 Okay, in your first year of programming you were told that indentation is
508 important. If you didn't believe and internalize this then, now is the time.
509 Just do it. With the introduction of C++11, there are some new formatting
510 challenges that merit some suggestions to help have consistent, maintainable,
511 and tool-friendly formatting and indentation.
512
513 Format Lambdas Like Blocks Of Code
514 """"""""""""""""""""""""""""""""""
515
516 When formatting a multi-line lambda, format it like a block of code, that's
517 what it is. If there is only one multi-line lambda in a statement, and there
518 are no expressions lexically after it in the statement, drop the indent to the
519 standard two space indent for a block of code, as if it were an if-block opened
520 by the preceding part of the statement:
521
522 .. code-block:: c++
523
524   std::sort(foo.begin(), foo.end(), [&](Foo a, Foo b) -> bool {
525     if (a.blah < b.blah)
526       return true;
527     if (a.baz < b.baz)
528       return true;
529     return a.bam < b.bam;
530   });
531
532 To take best advantage of this formatting, if you are designing an API which
533 accepts a continuation or single callable argument (be it a functor, or
534 a ``std::function``), it should be the last argument if at all possible.
535
536 If there are multiple multi-line lambdas in a statement, or there is anything
537 interesting after the lambda in the statement, indent the block two spaces from
538 the indent of the ``[]``:
539
540 .. code-block:: c++
541
542   dyn_switch(V->stripPointerCasts(),
543              [] (PHINode *PN) {
544                // process phis...
545              },
546              [] (SelectInst *SI) {
547                // process selects...
548              },
549              [] (LoadInst *LI) {
550                // process loads...
551              },
552              [] (AllocaInst *AI) {
553                // process allocas...
554              });
555
556 Braced Initializer Lists
557 """"""""""""""""""""""""
558
559 With C++11, there are significantly more uses of braced lists to perform
560 initialization. These allow you to easily construct aggregate temporaries in
561 expressions among other niceness. They now have a natural way of ending up
562 nested within each other and within function calls in order to build up
563 aggregates (such as option structs) from local variables. To make matters
564 worse, we also have many more uses of braces in an expression context that are
565 *not* performing initialization.
566
567 The historically common formatting of braced initialization of aggregate
568 variables does not mix cleanly with deep nesting, general expression contexts,
569 function arguments, and lambdas. We suggest new code use a simple rule for
570 formatting braced initialization lists: act as-if the braces were parentheses
571 in a function call. The formatting rules exactly match those already well
572 understood for formatting nested function calls. Examples:
573
574 .. code-block:: c++
575
576   foo({a, b, c}, {1, 2, 3});
577
578   llvm::Constant *Mask[] = {
579       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 0),
580       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 1),
581       llvm::ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(getLLVMContext()), 2)};
582
583 This formatting scheme also makes it particularly easy to get predictable,
584 consistent, and automatic formatting with tools like `Clang Format`_.
585
586 .. _Clang Format: http://clang.llvm.org/docs/ClangFormat.html
587
588 Language and Compiler Issues
589 ----------------------------
590
591 Treat Compiler Warnings Like Errors
592 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
593
594 If your code has compiler warnings in it, something is wrong --- you aren't
595 casting values correctly, you have "questionable" constructs in your code, or
596 you are doing something legitimately wrong.  Compiler warnings can cover up
597 legitimate errors in output and make dealing with a translation unit difficult.
598
599 It is not possible to prevent all warnings from all compilers, nor is it
600 desirable.  Instead, pick a standard compiler (like ``gcc``) that provides a
601 good thorough set of warnings, and stick to it.  At least in the case of
602 ``gcc``, it is possible to work around any spurious errors by changing the
603 syntax of the code slightly.  For example, a warning that annoys me occurs when
604 I write code like this:
605
606 .. code-block:: c++
607
608   if (V = getValue()) {
609     ...
610   }
611
612 ``gcc`` will warn me that I probably want to use the ``==`` operator, and that I
613 probably mistyped it.  In most cases, I haven't, and I really don't want the
614 spurious errors.  To fix this particular problem, I rewrite the code like
615 this:
616
617 .. code-block:: c++
618
619   if ((V = getValue())) {
620     ...
621   }
622
623 which shuts ``gcc`` up.  Any ``gcc`` warning that annoys you can be fixed by
624 massaging the code appropriately.
625
626 Write Portable Code
627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
628
629 In almost all cases, it is possible and within reason to write completely
630 portable code.  If there are cases where it isn't possible to write portable
631 code, isolate it behind a well defined (and well documented) interface.
632
633 In practice, this means that you shouldn't assume much about the host compiler
634 (and Visual Studio tends to be the lowest common denominator).  If advanced
635 features are used, they should only be an implementation detail of a library
636 which has a simple exposed API, and preferably be buried in ``libSystem``.
637
638 Do not use RTTI or Exceptions
639 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
640
641 In an effort to reduce code and executable size, LLVM does not use RTTI
642 (e.g. ``dynamic_cast<>;``) or exceptions.  These two language features violate
643 the general C++ principle of *"you only pay for what you use"*, causing
644 executable bloat even if exceptions are never used in the code base, or if RTTI
645 is never used for a class.  Because of this, we turn them off globally in the
646 code.
647
648 That said, LLVM does make extensive use of a hand-rolled form of RTTI that use
649 templates like :ref:`isa\<>, cast\<>, and dyn_cast\<> <isa>`.
650 This form of RTTI is opt-in and can be
651 :doc:`added to any class <HowToSetUpLLVMStyleRTTI>`. It is also
652 substantially more efficient than ``dynamic_cast<>``.
653
654 .. _static constructor:
655
656 Do not use Static Constructors
657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
658
659 Static constructors and destructors (e.g. global variables whose types have a
660 constructor or destructor) should not be added to the code base, and should be
661 removed wherever possible.  Besides `well known problems
662 <http://yosefk.com/c++fqa/ctors.html#fqa-10.12>`_ where the order of
663 initialization is undefined between globals in different source files, the
664 entire concept of static constructors is at odds with the common use case of
665 LLVM as a library linked into a larger application.
666   
667 Consider the use of LLVM as a JIT linked into another application (perhaps for
668 `OpenGL, custom languages <http://llvm.org/Users.html>`_, `shaders in movies
669 <http://llvm.org/devmtg/2010-11/Gritz-OpenShadingLang.pdf>`_, etc). Due to the
670 design of static constructors, they must be executed at startup time of the
671 entire application, regardless of whether or how LLVM is used in that larger
672 application.  There are two problems with this:
673
674 * The time to run the static constructors impacts startup time of applications
675   --- a critical time for GUI apps, among others.
676   
677 * The static constructors cause the app to pull many extra pages of memory off
678   the disk: both the code for the constructor in each ``.o`` file and the small
679   amount of data that gets touched. In addition, touched/dirty pages put more
680   pressure on the VM system on low-memory machines.
681
682 We would really like for there to be zero cost for linking in an additional LLVM
683 target or other library into an application, but static constructors violate
684 this goal.
685   
686 That said, LLVM unfortunately does contain static constructors.  It would be a
687 `great project <http://llvm.org/PR11944>`_ for someone to purge all static
688 constructors from LLVM, and then enable the ``-Wglobal-constructors`` warning
689 flag (when building with Clang) to ensure we do not regress in the future.
690
691 Use of ``class`` and ``struct`` Keywords
692 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
693
694 In C++, the ``class`` and ``struct`` keywords can be used almost
695 interchangeably. The only difference is when they are used to declare a class:
696 ``class`` makes all members private by default while ``struct`` makes all
697 members public by default.
698
699 Unfortunately, not all compilers follow the rules and some will generate
700 different symbols based on whether ``class`` or ``struct`` was used to declare
701 the symbol (e.g., MSVC).  This can lead to problems at link time.
702
703 * All declarations and definitions of a given ``class`` or ``struct`` must use
704   the same keyword.  For example:
705
706 .. code-block:: c++
707
708   class Foo;
709
710   // Breaks mangling in MSVC.
711   struct Foo { int Data; };
712
713 * As a rule of thumb, ``struct`` should be kept to structures where *all*
714   members are declared public.
715
716 .. code-block:: c++
717
718   // Foo feels like a class... this is strange.
719   struct Foo {
720   private:
721     int Data;
722   public:
723     Foo() : Data(0) { }
724     int getData() const { return Data; }
725     void setData(int D) { Data = D; }
726   };
727
728   // Bar isn't POD, but it does look like a struct.
729   struct Bar {
730     int Data;
731     Bar() : Data(0) { }
732   };
733
734 Do not use Braced Initializer Lists to Call a Constructor
735 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
736
737 In C++11 there is a "generalized initialization syntax" which allows calling
738 constructors using braced initializer lists. Do not use these to call
739 constructors with any interesting logic or if you care that you're calling some
740 *particular* constructor. Those should look like function calls using
741 parentheses rather than like aggregate initialization. Similarly, if you need
742 to explicitly name the type and call its constructor to create a temporary,
743 don't use a braced initializer list. Instead, use a braced initializer list
744 (without any type for temporaries) when doing aggregate initialization or
745 something notionally equivalent. Examples:
746
747 .. code-block:: c++
748
749   class Foo {
750   public:
751     // Construct a Foo by reading data from the disk in the whizbang format, ...
752     Foo(std::string filename);
753
754     // Construct a Foo by looking up the Nth element of some global data ...
755     Foo(int N);
756
757     // ...
758   };
759
760   // The Foo constructor call is very deliberate, no braces.
761   std::fill(foo.begin(), foo.end(), Foo("name"));
762
763   // The pair is just being constructed like an aggregate, use braces.
764   bar_map.insert({my_key, my_value});
765
766 If you use a braced initializer list when initializing a variable, use an equals before the open curly brace:
767
768 .. code-block:: c++
769
770   int data[] = {0, 1, 2, 3};
771
772 Use ``auto`` Type Deduction to Make Code More Readable
773 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
774
775 Some are advocating a policy of "almost always ``auto``" in C++11, however LLVM
776 uses a more moderate stance. Use ``auto`` if and only if it makes the code more
777 readable or easier to maintain. Don't "almost always" use ``auto``, but do use
778 ``auto`` with initializers like ``cast<Foo>(...)`` or other places where the
779 type is already obvious from the context. Another time when ``auto`` works well
780 for these purposes is when the type would have been abstracted away anyways,
781 often behind a container's typedef such as ``std::vector<T>::iterator``.
782
783 Beware unnecessary copies with ``auto``
784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
785
786 The convenience of ``auto`` makes it easy to forget that its default behavior
787 is a copy.  Particularly in range-based ``for`` loops, careless copies are
788 expensive.
789
790 As a rule of thumb, use ``auto &`` unless you need to copy the result, and use
791 ``auto *`` when copying pointers.
792
793 .. code-block:: c++
794
795   // Typically there's no reason to copy.
796   for (const auto &Val : Container) { observe(Val); }
797   for (auto &Val : Container) { Val.change(); }
798
799   // Remove the reference if you really want a new copy.
800   for (auto Val : Container) { Val.change(); saveSomewhere(Val); }
801
802   // Copy pointers, but make it clear that they're pointers.
803   for (const auto *Ptr : Container) { observe(*Ptr); }
804   for (auto *Ptr : Container) { Ptr->change(); }
805
806 Style Issues
807 ============
808
809 The High-Level Issues
810 ---------------------
811
812 A Public Header File **is** a Module
813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
814
815 C++ doesn't do too well in the modularity department.  There is no real
816 encapsulation or data hiding (unless you use expensive protocol classes), but it
817 is what we have to work with.  When you write a public header file (in the LLVM
818 source tree, they live in the top level "``include``" directory), you are
819 defining a module of functionality.
820
821 Ideally, modules should be completely independent of each other, and their
822 header files should only ``#include`` the absolute minimum number of headers
823 possible. A module is not just a class, a function, or a namespace: it's a
824 collection of these that defines an interface.  This interface may be several
825 functions, classes, or data structures, but the important issue is how they work
826 together.
827
828 In general, a module should be implemented by one or more ``.cpp`` files.  Each
829 of these ``.cpp`` files should include the header that defines their interface
830 first.  This ensures that all of the dependences of the module header have been
831 properly added to the module header itself, and are not implicit.  System
832 headers should be included after user headers for a translation unit.
833
834 .. _minimal list of #includes:
835
836 ``#include`` as Little as Possible
837 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
838
839 ``#include`` hurts compile time performance.  Don't do it unless you have to,
840 especially in header files.
841
842 But wait! Sometimes you need to have the definition of a class to use it, or to
843 inherit from it.  In these cases go ahead and ``#include`` that header file.  Be
844 aware however that there are many cases where you don't need to have the full
845 definition of a class.  If you are using a pointer or reference to a class, you
846 don't need the header file.  If you are simply returning a class instance from a
847 prototyped function or method, you don't need it.  In fact, for most cases, you
848 simply don't need the definition of a class. And not ``#include``\ing speeds up
849 compilation.
850
851 It is easy to try to go too overboard on this recommendation, however.  You
852 **must** include all of the header files that you are using --- you can include
853 them either directly or indirectly through another header file.  To make sure
854 that you don't accidentally forget to include a header file in your module
855 header, make sure to include your module header **first** in the implementation
856 file (as mentioned above).  This way there won't be any hidden dependencies that
857 you'll find out about later.
858
859 Keep "Internal" Headers Private
860 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
861
862 Many modules have a complex implementation that causes them to use more than one
863 implementation (``.cpp``) file.  It is often tempting to put the internal
864 communication interface (helper classes, extra functions, etc) in the public
865 module header file.  Don't do this!
866
867 If you really need to do something like this, put a private header file in the
868 same directory as the source files, and include it locally.  This ensures that
869 your private interface remains private and undisturbed by outsiders.
870
871 .. note::
872
873     It's okay to put extra implementation methods in a public class itself. Just
874     make them private (or protected) and all is well.
875
876 .. _early exits:
877
878 Use Early Exits and ``continue`` to Simplify Code
879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
880
881 When reading code, keep in mind how much state and how many previous decisions
882 have to be remembered by the reader to understand a block of code.  Aim to
883 reduce indentation where possible when it doesn't make it more difficult to
884 understand the code.  One great way to do this is by making use of early exits
885 and the ``continue`` keyword in long loops.  As an example of using an early
886 exit from a function, consider this "bad" code:
887
888 .. code-block:: c++
889
890   Value *doSomething(Instruction *I) {
891     if (!isa<TerminatorInst>(I) &&
892         I->hasOneUse() && doOtherThing(I)) {
893       ... some long code ....
894     }
895
896     return 0;
897   }
898
899 This code has several problems if the body of the ``'if'`` is large.  When
900 you're looking at the top of the function, it isn't immediately clear that this
901 *only* does interesting things with non-terminator instructions, and only
902 applies to things with the other predicates.  Second, it is relatively difficult
903 to describe (in comments) why these predicates are important because the ``if``
904 statement makes it difficult to lay out the comments.  Third, when you're deep
905 within the body of the code, it is indented an extra level.  Finally, when
906 reading the top of the function, it isn't clear what the result is if the
907 predicate isn't true; you have to read to the end of the function to know that
908 it returns null.
909
910 It is much preferred to format the code like this:
911
912 .. code-block:: c++
913
914   Value *doSomething(Instruction *I) {
915     // Terminators never need 'something' done to them because ... 
916     if (isa<TerminatorInst>(I))
917       return 0;
918
919     // We conservatively avoid transforming instructions with multiple uses
920     // because goats like cheese.
921     if (!I->hasOneUse())
922       return 0;
923
924     // This is really just here for example.
925     if (!doOtherThing(I))
926       return 0;
927     
928     ... some long code ....
929   }
930
931 This fixes these problems.  A similar problem frequently happens in ``for``
932 loops.  A silly example is something like this:
933
934 .. code-block:: c++
935
936   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
937     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(II)) {
938       Value *LHS = BO->getOperand(0);
939       Value *RHS = BO->getOperand(1);
940       if (LHS != RHS) {
941         ...
942       }
943     }
944   }
945
946 When you have very, very small loops, this sort of structure is fine. But if it
947 exceeds more than 10-15 lines, it becomes difficult for people to read and
948 understand at a glance. The problem with this sort of code is that it gets very
949 nested very quickly. Meaning that the reader of the code has to keep a lot of
950 context in their brain to remember what is going immediately on in the loop,
951 because they don't know if/when the ``if`` conditions will have ``else``\s etc.
952 It is strongly preferred to structure the loop like this:
953
954 .. code-block:: c++
955
956   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
957     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(II);
958     if (!BO) continue;
959
960     Value *LHS = BO->getOperand(0);
961     Value *RHS = BO->getOperand(1);
962     if (LHS == RHS) continue;
963
964     ...
965   }
966
967 This has all the benefits of using early exits for functions: it reduces nesting
968 of the loop, it makes it easier to describe why the conditions are true, and it
969 makes it obvious to the reader that there is no ``else`` coming up that they
970 have to push context into their brain for.  If a loop is large, this can be a
971 big understandability win.
972
973 Don't use ``else`` after a ``return``
974 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
975
976 For similar reasons above (reduction of indentation and easier reading), please
977 do not use ``'else'`` or ``'else if'`` after something that interrupts control
978 flow --- like ``return``, ``break``, ``continue``, ``goto``, etc. For
979 example, this is *bad*:
980
981 .. code-block:: c++
982
983   case 'J': {
984     if (Signed) {
985       Type = Context.getsigjmp_bufType();
986       if (Type.isNull()) {
987         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
988         return QualType();
989       } else {
990         break;
991       }
992     } else {
993       Type = Context.getjmp_bufType();
994       if (Type.isNull()) {
995         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
996         return QualType();
997       } else {
998         break;
999       }
1000     }
1001   }
1002
1003 It is better to write it like this:
1004
1005 .. code-block:: c++
1006
1007   case 'J':
1008     if (Signed) {
1009       Type = Context.getsigjmp_bufType();
1010       if (Type.isNull()) {
1011         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
1012         return QualType();
1013       }
1014     } else {
1015       Type = Context.getjmp_bufType();
1016       if (Type.isNull()) {
1017         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
1018         return QualType();
1019       }
1020     }
1021     break;
1022
1023 Or better yet (in this case) as:
1024
1025 .. code-block:: c++
1026
1027   case 'J':
1028     if (Signed)
1029       Type = Context.getsigjmp_bufType();
1030     else
1031       Type = Context.getjmp_bufType();
1032     
1033     if (Type.isNull()) {
1034       Error = Signed ? ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf :
1035                        ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
1036       return QualType();
1037     }
1038     break;
1039
1040 The idea is to reduce indentation and the amount of code you have to keep track
1041 of when reading the code.
1042               
1043 Turn Predicate Loops into Predicate Functions
1044 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1045
1046 It is very common to write small loops that just compute a boolean value.  There
1047 are a number of ways that people commonly write these, but an example of this
1048 sort of thing is:
1049
1050 .. code-block:: c++
1051
1052   bool FoundFoo = false;
1053   for (unsigned I = 0, E = BarList.size(); I != E; ++I)
1054     if (BarList[I]->isFoo()) {
1055       FoundFoo = true;
1056       break;
1057     }
1058
1059   if (FoundFoo) {
1060     ...
1061   }
1062
1063 This sort of code is awkward to write, and is almost always a bad sign.  Instead
1064 of this sort of loop, we strongly prefer to use a predicate function (which may
1065 be `static`_) that uses `early exits`_ to compute the predicate.  We prefer the
1066 code to be structured like this:
1067
1068 .. code-block:: c++
1069
1070   /// \returns true if the specified list has an element that is a foo.
1071   static bool containsFoo(const std::vector<Bar*> &List) {
1072     for (unsigned I = 0, E = List.size(); I != E; ++I)
1073       if (List[I]->isFoo())
1074         return true;
1075     return false;
1076   }
1077   ...
1078
1079   if (containsFoo(BarList)) {
1080     ...
1081   }
1082
1083 There are many reasons for doing this: it reduces indentation and factors out
1084 code which can often be shared by other code that checks for the same predicate.
1085 More importantly, it *forces you to pick a name* for the function, and forces
1086 you to write a comment for it.  In this silly example, this doesn't add much
1087 value.  However, if the condition is complex, this can make it a lot easier for
1088 the reader to understand the code that queries for this predicate.  Instead of
1089 being faced with the in-line details of how we check to see if the BarList
1090 contains a foo, we can trust the function name and continue reading with better
1091 locality.
1092
1093 The Low-Level Issues
1094 --------------------
1095
1096 Name Types, Functions, Variables, and Enumerators Properly
1097 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1098
1099 Poorly-chosen names can mislead the reader and cause bugs. We cannot stress
1100 enough how important it is to use *descriptive* names.  Pick names that match
1101 the semantics and role of the underlying entities, within reason.  Avoid
1102 abbreviations unless they are well known.  After picking a good name, make sure
1103 to use consistent capitalization for the name, as inconsistency requires clients
1104 to either memorize the APIs or to look it up to find the exact spelling.
1105
1106 In general, names should be in camel case (e.g. ``TextFileReader`` and
1107 ``isLValue()``).  Different kinds of declarations have different rules:
1108
1109 * **Type names** (including classes, structs, enums, typedefs, etc) should be
1110   nouns and start with an upper-case letter (e.g. ``TextFileReader``).
1111
1112 * **Variable names** should be nouns (as they represent state).  The name should
1113   be camel case, and start with an upper case letter (e.g. ``Leader`` or
1114   ``Boats``).
1115   
1116 * **Function names** should be verb phrases (as they represent actions), and
1117   command-like function should be imperative.  The name should be camel case,
1118   and start with a lower case letter (e.g. ``openFile()`` or ``isFoo()``).
1119
1120 * **Enum declarations** (e.g. ``enum Foo {...}``) are types, so they should
1121   follow the naming conventions for types.  A common use for enums is as a
1122   discriminator for a union, or an indicator of a subclass.  When an enum is
1123   used for something like this, it should have a ``Kind`` suffix
1124   (e.g. ``ValueKind``).
1125   
1126 * **Enumerators** (e.g. ``enum { Foo, Bar }``) and **public member variables**
1127   should start with an upper-case letter, just like types.  Unless the
1128   enumerators are defined in their own small namespace or inside a class,
1129   enumerators should have a prefix corresponding to the enum declaration name.
1130   For example, ``enum ValueKind { ... };`` may contain enumerators like
1131   ``VK_Argument``, ``VK_BasicBlock``, etc.  Enumerators that are just
1132   convenience constants are exempt from the requirement for a prefix.  For
1133   instance:
1134
1135   .. code-block:: c++
1136
1137       enum {
1138         MaxSize = 42,
1139         Density = 12
1140       };
1141   
1142 As an exception, classes that mimic STL classes can have member names in STL's
1143 style of lower-case words separated by underscores (e.g. ``begin()``,
1144 ``push_back()``, and ``empty()``). Classes that provide multiple
1145 iterators should add a singular prefix to ``begin()`` and ``end()``
1146 (e.g. ``global_begin()`` and ``use_begin()``).
1147
1148 Here are some examples of good and bad names:
1149
1150 .. code-block:: c++
1151
1152   class VehicleMaker {
1153     ...
1154     Factory<Tire> F;            // Bad -- abbreviation and non-descriptive.
1155     Factory<Tire> Factory;      // Better.
1156     Factory<Tire> TireFactory;  // Even better -- if VehicleMaker has more than one
1157                                 // kind of factories.
1158   };
1159
1160   Vehicle MakeVehicle(VehicleType Type) {
1161     VehicleMaker M;                         // Might be OK if having a short life-span.
1162     Tire Tmp1 = M.makeTire();               // Bad -- 'Tmp1' provides no information.
1163     Light Headlight = M.makeLight("head");  // Good -- descriptive.
1164     ...
1165   }
1166
1167 Assert Liberally
1168 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1169
1170 Use the "``assert``" macro to its fullest.  Check all of your preconditions and
1171 assumptions, you never know when a bug (not necessarily even yours) might be
1172 caught early by an assertion, which reduces debugging time dramatically.  The
1173 "``<cassert>``" header file is probably already included by the header files you
1174 are using, so it doesn't cost anything to use it.
1175
1176 To further assist with debugging, make sure to put some kind of error message in
1177 the assertion statement, which is printed if the assertion is tripped. This
1178 helps the poor debugger make sense of why an assertion is being made and
1179 enforced, and hopefully what to do about it.  Here is one complete example:
1180
1181 .. code-block:: c++
1182
1183   inline Value *getOperand(unsigned I) {
1184     assert(I < Operands.size() && "getOperand() out of range!");
1185     return Operands[I];
1186   }
1187
1188 Here are more examples:
1189
1190 .. code-block:: c++
1191
1192   assert(Ty->isPointerType() && "Can't allocate a non-pointer type!");
1193
1194   assert((Opcode == Shl || Opcode == Shr) && "ShiftInst Opcode invalid!");
1195
1196   assert(idx < getNumSuccessors() && "Successor # out of range!");
1197
1198   assert(V1.getType() == V2.getType() && "Constant types must be identical!");
1199
1200   assert(isa<PHINode>(Succ->front()) && "Only works on PHId BBs!");
1201
1202 You get the idea.
1203
1204 In the past, asserts were used to indicate a piece of code that should not be
1205 reached.  These were typically of the form:
1206
1207 .. code-block:: c++
1208
1209   assert(0 && "Invalid radix for integer literal");
1210
1211 This has a few issues, the main one being that some compilers might not
1212 understand the assertion, or warn about a missing return in builds where
1213 assertions are compiled out.
1214
1215 Today, we have something much better: ``llvm_unreachable``:
1216
1217 .. code-block:: c++
1218
1219   llvm_unreachable("Invalid radix for integer literal");
1220
1221 When assertions are enabled, this will print the message if it's ever reached
1222 and then exit the program. When assertions are disabled (i.e. in release
1223 builds), ``llvm_unreachable`` becomes a hint to compilers to skip generating
1224 code for this branch. If the compiler does not support this, it will fall back
1225 to the "abort" implementation.
1226
1227 Another issue is that values used only by assertions will produce an "unused
1228 value" warning when assertions are disabled.  For example, this code will warn:
1229
1230 .. code-block:: c++
1231
1232   unsigned Size = V.size();
1233   assert(Size > 42 && "Vector smaller than it should be");
1234
1235   bool NewToSet = Myset.insert(Value);
1236   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1237
1238 These are two interesting different cases. In the first case, the call to
1239 ``V.size()`` is only useful for the assert, and we don't want it executed when
1240 assertions are disabled.  Code like this should move the call into the assert
1241 itself.  In the second case, the side effects of the call must happen whether
1242 the assert is enabled or not.  In this case, the value should be cast to void to
1243 disable the warning.  To be specific, it is preferred to write the code like
1244 this:
1245
1246 .. code-block:: c++
1247
1248   assert(V.size() > 42 && "Vector smaller than it should be");
1249
1250   bool NewToSet = Myset.insert(Value); (void)NewToSet;
1251   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1252
1253 Do Not Use ``using namespace std``
1254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1255
1256 In LLVM, we prefer to explicitly prefix all identifiers from the standard
1257 namespace with an "``std::``" prefix, rather than rely on "``using namespace
1258 std;``".
1259
1260 In header files, adding a ``'using namespace XXX'`` directive pollutes the
1261 namespace of any source file that ``#include``\s the header.  This is clearly a
1262 bad thing.
1263
1264 In implementation files (e.g. ``.cpp`` files), the rule is more of a stylistic
1265 rule, but is still important.  Basically, using explicit namespace prefixes
1266 makes the code **clearer**, because it is immediately obvious what facilities
1267 are being used and where they are coming from. And **more portable**, because
1268 namespace clashes cannot occur between LLVM code and other namespaces.  The
1269 portability rule is important because different standard library implementations
1270 expose different symbols (potentially ones they shouldn't), and future revisions
1271 to the C++ standard will add more symbols to the ``std`` namespace.  As such, we
1272 never use ``'using namespace std;'`` in LLVM.
1273
1274 The exception to the general rule (i.e. it's not an exception for the ``std``
1275 namespace) is for implementation files.  For example, all of the code in the
1276 LLVM project implements code that lives in the 'llvm' namespace.  As such, it is
1277 ok, and actually clearer, for the ``.cpp`` files to have a ``'using namespace
1278 llvm;'`` directive at the top, after the ``#include``\s.  This reduces
1279 indentation in the body of the file for source editors that indent based on
1280 braces, and keeps the conceptual context cleaner.  The general form of this rule
1281 is that any ``.cpp`` file that implements code in any namespace may use that
1282 namespace (and its parents'), but should not use any others.
1283
1284 Provide a Virtual Method Anchor for Classes in Headers
1285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1286
1287 If a class is defined in a header file and has a vtable (either it has virtual
1288 methods or it derives from classes with virtual methods), it must always have at
1289 least one out-of-line virtual method in the class.  Without this, the compiler
1290 will copy the vtable and RTTI into every ``.o`` file that ``#include``\s the
1291 header, bloating ``.o`` file sizes and increasing link times.
1292
1293 Don't use default labels in fully covered switches over enumerations
1294 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1295
1296 ``-Wswitch`` warns if a switch, without a default label, over an enumeration
1297 does not cover every enumeration value. If you write a default label on a fully
1298 covered switch over an enumeration then the ``-Wswitch`` warning won't fire
1299 when new elements are added to that enumeration. To help avoid adding these
1300 kinds of defaults, Clang has the warning ``-Wcovered-switch-default`` which is
1301 off by default but turned on when building LLVM with a version of Clang that
1302 supports the warning.
1303
1304 A knock-on effect of this stylistic requirement is that when building LLVM with
1305 GCC you may get warnings related to "control may reach end of non-void function"
1306 if you return from each case of a covered switch-over-enum because GCC assumes
1307 that the enum expression may take any representable value, not just those of
1308 individual enumerators. To suppress this warning, use ``llvm_unreachable`` after
1309 the switch.
1310
1311 Don't evaluate ``end()`` every time through a loop
1312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1313
1314 Because C++ doesn't have a standard "``foreach``" loop (though it can be
1315 emulated with macros and may be coming in C++'0x) we end up writing a lot of
1316 loops that manually iterate from begin to end on a variety of containers or
1317 through other data structures.  One common mistake is to write a loop in this
1318 style:
1319
1320 .. code-block:: c++
1321
1322   BasicBlock *BB = ...
1323   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I)
1324     ... use I ...
1325
1326 The problem with this construct is that it evaluates "``BB->end()``" every time
1327 through the loop.  Instead of writing the loop like this, we strongly prefer
1328 loops to be written so that they evaluate it once before the loop starts.  A
1329 convenient way to do this is like so:
1330
1331 .. code-block:: c++
1332
1333   BasicBlock *BB = ...
1334   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
1335     ... use I ...
1336
1337 The observant may quickly point out that these two loops may have different
1338 semantics: if the container (a basic block in this case) is being mutated, then
1339 "``BB->end()``" may change its value every time through the loop and the second
1340 loop may not in fact be correct.  If you actually do depend on this behavior,
1341 please write the loop in the first form and add a comment indicating that you
1342 did it intentionally.
1343
1344 Why do we prefer the second form (when correct)?  Writing the loop in the first
1345 form has two problems. First it may be less efficient than evaluating it at the
1346 start of the loop.  In this case, the cost is probably minor --- a few extra
1347 loads every time through the loop.  However, if the base expression is more
1348 complex, then the cost can rise quickly.  I've seen loops where the end
1349 expression was actually something like: "``SomeMap[X]->end()``" and map lookups
1350 really aren't cheap.  By writing it in the second form consistently, you
1351 eliminate the issue entirely and don't even have to think about it.
1352
1353 The second (even bigger) issue is that writing the loop in the first form hints
1354 to the reader that the loop is mutating the container (a fact that a comment
1355 would handily confirm!).  If you write the loop in the second form, it is
1356 immediately obvious without even looking at the body of the loop that the
1357 container isn't being modified, which makes it easier to read the code and
1358 understand what it does.
1359
1360 While the second form of the loop is a few extra keystrokes, we do strongly
1361 prefer it.
1362
1363 ``#include <iostream>`` is Forbidden
1364 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1365
1366 The use of ``#include <iostream>`` in library files is hereby **forbidden**,
1367 because many common implementations transparently inject a `static constructor`_
1368 into every translation unit that includes it.
1369   
1370 Note that using the other stream headers (``<sstream>`` for example) is not
1371 problematic in this regard --- just ``<iostream>``. However, ``raw_ostream``
1372 provides various APIs that are better performing for almost every use than
1373 ``std::ostream`` style APIs.
1374
1375 .. note::
1376
1377   New code should always use `raw_ostream`_ for writing, or the
1378   ``llvm::MemoryBuffer`` API for reading files.
1379
1380 .. _raw_ostream:
1381
1382 Use ``raw_ostream``
1383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1384
1385 LLVM includes a lightweight, simple, and efficient stream implementation in
1386 ``llvm/Support/raw_ostream.h``, which provides all of the common features of
1387 ``std::ostream``.  All new code should use ``raw_ostream`` instead of
1388 ``ostream``.
1389
1390 Unlike ``std::ostream``, ``raw_ostream`` is not a template and can be forward
1391 declared as ``class raw_ostream``.  Public headers should generally not include
1392 the ``raw_ostream`` header, but use forward declarations and constant references
1393 to ``raw_ostream`` instances.
1394
1395 Avoid ``std::endl``
1396 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1397
1398 The ``std::endl`` modifier, when used with ``iostreams`` outputs a newline to
1399 the output stream specified.  In addition to doing this, however, it also
1400 flushes the output stream.  In other words, these are equivalent:
1401
1402 .. code-block:: c++
1403
1404   std::cout << std::endl;
1405   std::cout << '\n' << std::flush;
1406
1407 Most of the time, you probably have no reason to flush the output stream, so
1408 it's better to use a literal ``'\n'``.
1409
1410 Don't use ``inline`` when defining a function in a class definition
1411 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1412
1413 A member function defined in a class definition is implicitly inline, so don't
1414 put the ``inline`` keyword in this case.
1415
1416 Don't:
1417
1418 .. code-block:: c++
1419
1420   class Foo {
1421   public:
1422     inline void bar() {
1423       // ...
1424     }
1425   };
1426
1427 Do:
1428
1429 .. code-block:: c++
1430
1431   class Foo {
1432   public:
1433     void bar() {
1434       // ...
1435     }
1436   };
1437
1438 Microscopic Details
1439 -------------------
1440
1441 This section describes preferred low-level formatting guidelines along with
1442 reasoning on why we prefer them.
1443
1444 Spaces Before Parentheses
1445 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1446
1447 We prefer to put a space before an open parenthesis only in control flow
1448 statements, but not in normal function call expressions and function-like
1449 macros.  For example, this is good:
1450
1451 .. code-block:: c++
1452
1453   if (X) ...
1454   for (I = 0; I != 100; ++I) ...
1455   while (LLVMRocks) ...
1456
1457   somefunc(42);
1458   assert(3 != 4 && "laws of math are failing me");
1459   
1460   A = foo(42, 92) + bar(X);
1461
1462 and this is bad:
1463
1464 .. code-block:: c++
1465
1466   if(X) ...
1467   for(I = 0; I != 100; ++I) ...
1468   while(LLVMRocks) ...
1469
1470   somefunc (42);
1471   assert (3 != 4 && "laws of math are failing me");
1472   
1473   A = foo (42, 92) + bar (X);
1474
1475 The reason for doing this is not completely arbitrary.  This style makes control
1476 flow operators stand out more, and makes expressions flow better. The function
1477 call operator binds very tightly as a postfix operator.  Putting a space after a
1478 function name (as in the last example) makes it appear that the code might bind
1479 the arguments of the left-hand-side of a binary operator with the argument list
1480 of a function and the name of the right side.  More specifically, it is easy to
1481 misread the "``A``" example as:
1482
1483 .. code-block:: c++
1484
1485   A = foo ((42, 92) + bar) (X);
1486
1487 when skimming through the code.  By avoiding a space in a function, we avoid
1488 this misinterpretation.
1489
1490 Prefer Preincrement
1491 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1492
1493 Hard fast rule: Preincrement (``++X``) may be no slower than postincrement
1494 (``X++``) and could very well be a lot faster than it.  Use preincrementation
1495 whenever possible.
1496
1497 The semantics of postincrement include making a copy of the value being
1498 incremented, returning it, and then preincrementing the "work value".  For
1499 primitive types, this isn't a big deal. But for iterators, it can be a huge
1500 issue (for example, some iterators contains stack and set objects in them...
1501 copying an iterator could invoke the copy ctor's of these as well).  In general,
1502 get in the habit of always using preincrement, and you won't have a problem.
1503
1504
1505 Namespace Indentation
1506 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1507
1508 In general, we strive to reduce indentation wherever possible.  This is useful
1509 because we want code to `fit into 80 columns`_ without wrapping horribly, but
1510 also because it makes it easier to understand the code. To facilitate this and
1511 avoid some insanely deep nesting on occasion, don't indent namespaces. If it
1512 helps readability, feel free to add a comment indicating what namespace is
1513 being closed by a ``}``.  For example:
1514
1515 .. code-block:: c++
1516
1517   namespace llvm {
1518   namespace knowledge {
1519
1520   /// This class represents things that Smith can have an intimate
1521   /// understanding of and contains the data associated with it.
1522   class Grokable {
1523   ...
1524   public:
1525     explicit Grokable() { ... }
1526     virtual ~Grokable() = 0;
1527   
1528     ...
1529
1530   };
1531
1532   } // end namespace knowledge
1533   } // end namespace llvm
1534
1535
1536 Feel free to skip the closing comment when the namespace being closed is
1537 obvious for any reason. For example, the outer-most namespace in a header file
1538 is rarely a source of confusion. But namespaces both anonymous and named in
1539 source files that are being closed half way through the file probably could use
1540 clarification.
1541
1542 .. _static:
1543
1544 Anonymous Namespaces
1545 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1546
1547 After talking about namespaces in general, you may be wondering about anonymous
1548 namespaces in particular.  Anonymous namespaces are a great language feature
1549 that tells the C++ compiler that the contents of the namespace are only visible
1550 within the current translation unit, allowing more aggressive optimization and
1551 eliminating the possibility of symbol name collisions.  Anonymous namespaces are
1552 to C++ as "static" is to C functions and global variables.  While "``static``"
1553 is available in C++, anonymous namespaces are more general: they can make entire
1554 classes private to a file.
1555
1556 The problem with anonymous namespaces is that they naturally want to encourage
1557 indentation of their body, and they reduce locality of reference: if you see a
1558 random function definition in a C++ file, it is easy to see if it is marked
1559 static, but seeing if it is in an anonymous namespace requires scanning a big
1560 chunk of the file.
1561
1562 Because of this, we have a simple guideline: make anonymous namespaces as small
1563 as possible, and only use them for class declarations.  For example, this is
1564 good:
1565
1566 .. code-block:: c++
1567
1568   namespace {
1569   class StringSort {
1570   ...
1571   public:
1572     StringSort(...)
1573     bool operator<(const char *RHS) const;
1574   };
1575   } // end anonymous namespace
1576
1577   static void runHelper() { 
1578     ... 
1579   }
1580
1581   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1582     ...
1583   }
1584
1585 This is bad:
1586
1587 .. code-block:: c++
1588
1589   namespace {
1590
1591   class StringSort {
1592   ...
1593   public:
1594     StringSort(...)
1595     bool operator<(const char *RHS) const;
1596   };
1597
1598   void runHelper() { 
1599     ... 
1600   }
1601
1602   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1603     ...
1604   }
1605
1606   } // end anonymous namespace
1607
1608 This is bad specifically because if you're looking at "``runHelper``" in the middle
1609 of a large C++ file, that you have no immediate way to tell if it is local to
1610 the file.  When it is marked static explicitly, this is immediately obvious.
1611 Also, there is no reason to enclose the definition of "``operator<``" in the
1612 namespace just because it was declared there.
1613
1614 See Also
1615 ========
1616
1617 A lot of these comments and recommendations have been culled from other sources.
1618 Two particularly important books for our work are:
1619
1620 #. `Effective C++
1621    <http://www.amazon.com/Effective-Specific-Addison-Wesley-Professional-Computing/dp/0321334876>`_
1622    by Scott Meyers.  Also interesting and useful are "More Effective C++" and
1623    "Effective STL" by the same author.
1624
1625 #. `Large-Scale C++ Software Design
1626    <http://www.amazon.com/Large-Scale-Software-Design-John-Lakos/dp/0201633620/ref=sr_1_1>`_
1627    by John Lakos
1628
1629 If you get some free time, and you haven't read them: do so, you might learn
1630 something.