[docs] Update the docs to remove my hedging about C++98 vs. C++11. =]
[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 `Programmer's Manual`_.
80
81 .. _Programmer's Manual:
82   http://llvm.org/docs/ProgrammersManual.html
83
84 Supported C++11 Language and Library Features
85 -------------------------------------------
86
87 While LLVM, Clang, and LLD use C++11, not all features are available in all of
88 the toolchains which we support. The set of features supported for use in LLVM
89 is the intersection of those supported in MSVC 2012, GCC 4.7, and Clang 3.1.
90 The ultimate definition of this set is what build bots with those respective
91 toolchains accept. Don't argue with the build bots. However, we have some
92 guidance below to help you know what to expect.
93
94 Each toolchain provides a good reference for what it accepts:
95
96 * Clang: http://clang.llvm.org/cxx_status.html
97 * GCC: http://gcc.gnu.org/projects/cxx0x.html
98 * MSVC: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh567368.aspx
99
100 In most cases, the MSVC list will be the dominating factor. Here is a summary
101 of the features that are expected to work. Features not on this list are
102 unlikely to be supported by our host compilers.
103
104 * Rvalue references: N2118_
105
106   * But *not* Rvalue references for ``*this`` or member qualifiers (N2439_)
107
108 * Static assert: N1720_
109 * ``auto`` type deduction: N1984_, N1737_
110 * Trailing return types: N2541_
111 * Lambdas: N2927_
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 * ``override`` and ``final``: N2928_, N3206_, N3272_
120 * Atomic operations and the C++11 memory model: N2429_
121
122 .. _N2118: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2118.html
123 .. _N2439: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2439.htm
124 .. _N1720: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1720.html
125 .. _N1984: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1984.pdf
126 .. _N1737: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1737.pdf
127 .. _N2541: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2541.htm
128 .. _N2927: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2927.pdf
129 .. _N2343: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2343.pdf
130 .. _N1757: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1757.html
131 .. _N1987: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1987.htm
132 .. _N2431: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf
133 .. _N2347: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2347.pdf
134 .. _N2764: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2764.pdf
135 .. _N2657: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2657.htm
136 .. _N2930: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2930.html
137 .. _N2928: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2928.htm
138 .. _N3206: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3206.htm
139 .. _N3272: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3272.htm
140 .. _N2429: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2429.htm
141
142 The supported features in the C++11 standard libraries are less well tracked,
143 but also much greater. Most of the standard libraries implement most of C++11's
144 library. The most likely lowest common denominator is Linux support. For
145 libc++, the support is just poorly tested and undocumented but expected to be
146 largely complete. YMMV. For libstdc++, the support is documented in detail in
147 `the libstdc++ manual`_. There are some very minor missing facilities that are
148 unlikely to be common problems, and there are a few larger gaps that are worth
149 being aware of:
150
151 * Not all of the type traits are implemented
152 * No regular expression library.
153 * While most of the atomics library is well implemented, the fences are
154   missing. Fortunately, they are rarely needed.
155 * The locale support is incomplete.
156
157 Other than these areas you should assume the standard library is available and
158 working as expected until some build bot tells you otherwise. If you're in an
159 uncertain area of one of the above points, but you cannot test on a Linux
160 system, your best approach is to minimize your use of these features, and watch
161 the Linux build bots to find out if your usage triggered a bug. For example, if
162 you hit a type trait which doesn't work we can then add support to LLVM's
163 traits header to emulate it.
164
165 .. _the libstdc++ manual:
166   http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.3/libstdc++/manual/manual/status.html#status.iso.2011
167
168 Mechanical Source Issues
169 ========================
170
171 Source Code Formatting
172 ----------------------
173
174 Commenting
175 ^^^^^^^^^^
176
177 Comments are one critical part of readability and maintainability.  Everyone
178 knows they should comment their code, and so should you.  When writing comments,
179 write them as English prose, which means they should use proper capitalization,
180 punctuation, etc.  Aim to describe what the code is trying to do and why, not
181 *how* it does it at a micro level. Here are a few critical things to document:
182
183 .. _header file comment:
184
185 File Headers
186 """"""""""""
187
188 Every source file should have a header on it that describes the basic purpose of
189 the file.  If a file does not have a header, it should not be checked into the
190 tree.  The standard header looks like this:
191
192 .. code-block:: c++
193
194   //===-- llvm/Instruction.h - Instruction class definition -------*- C++ -*-===//
195   //
196   //                     The LLVM Compiler Infrastructure
197   //
198   // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
199   // License. See LICENSE.TXT for details.
200   //
201   //===----------------------------------------------------------------------===//
202   ///
203   /// \file
204   /// \brief This file contains the declaration of the Instruction class, which is
205   /// the base class for all of the VM instructions.
206   ///
207   //===----------------------------------------------------------------------===//
208
209 A few things to note about this particular format: The "``-*- C++ -*-``" string
210 on the first line is there to tell Emacs that the source file is a C++ file, not
211 a C file (Emacs assumes ``.h`` files are C files by default).
212
213 .. note::
214
215     This tag is not necessary in ``.cpp`` files.  The name of the file is also
216     on the first line, along with a very short description of the purpose of the
217     file.  This is important when printing out code and flipping though lots of
218     pages.
219
220 The next section in the file is a concise note that defines the license that the
221 file is released under.  This makes it perfectly clear what terms the source
222 code can be distributed under and should not be modified in any way.
223
224 The main body is a ``doxygen`` comment describing the purpose of the file.  It
225 should have a ``\brief`` command that describes the file in one or two
226 sentences.  Any additional information should be separated by a blank line.  If
227 an algorithm is being implemented or something tricky is going on, a reference
228 to the paper where it is published should be included, as well as any notes or
229 *gotchas* in the code to watch out for.
230
231 Class overviews
232 """""""""""""""
233
234 Classes are one fundamental part of a good object oriented design.  As such, a
235 class definition should have a comment block that explains what the class is
236 used for and how it works.  Every non-trivial class is expected to have a
237 ``doxygen`` comment block.
238
239 Method information
240 """"""""""""""""""
241
242 Methods defined in a class (as well as any global functions) should also be
243 documented properly.  A quick note about what it does and a description of the
244 borderline behaviour is all that is necessary here (unless something
245 particularly tricky or insidious is going on).  The hope is that people can
246 figure out how to use your interfaces without reading the code itself.
247
248 Good things to talk about here are what happens when something unexpected
249 happens: does the method return null?  Abort?  Format your hard disk?
250
251 Comment Formatting
252 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
253
254 In general, prefer C++ style (``//``) comments.  They take less space, require
255 less typing, don't have nesting problems, etc.  There are a few cases when it is
256 useful to use C style (``/* */``) comments however:
257
258 #. When writing C code: Obviously if you are writing C code, use C style
259    comments.
260
261 #. When writing a header file that may be ``#include``\d by a C source file.
262
263 #. When writing a source file that is used by a tool that only accepts C style
264    comments.
265
266 To comment out a large block of code, use ``#if 0`` and ``#endif``. These nest
267 properly and are better behaved in general than C style comments.
268
269 Doxygen Use in Documentation Comments
270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
271
272 Use the ``\file`` command to turn the standard file header into a file-level
273 comment.
274
275 Include descriptive ``\brief`` paragraphs for all public interfaces (public
276 classes, member and non-member functions).  Explain API use and purpose in
277 ``\brief`` paragraphs, don't just restate the information that can be inferred
278 from the API name.  Put detailed discussion into separate paragraphs.
279
280 To refer to parameter names inside a paragraph, use the ``\p name`` command.
281 Don't use the ``\arg name`` command since it starts a new paragraph that
282 contains documentation for the parameter.
283
284 Wrap non-inline code examples in ``\code ... \endcode``.
285
286 To document a function parameter, start a new paragraph with the
287 ``\param name`` command.  If the parameter is used as an out or an in/out
288 parameter, use the ``\param [out] name`` or ``\param [in,out] name`` command,
289 respectively.
290
291 To describe function return value, start a new paragraph with the ``\returns``
292 command.
293
294 A minimal documentation comment:
295
296 .. code-block:: c++
297
298   /// \brief Does foo and bar.
299   void fooBar(bool Baz);
300
301 A documentation comment that uses all Doxygen features in a preferred way:
302
303 .. code-block:: c++
304
305   /// \brief Does foo and bar.
306   ///
307   /// Does not do foo the usual way if \p Baz is true.
308   ///
309   /// Typical usage:
310   /// \code
311   ///   fooBar(false, "quux", Res);
312   /// \endcode
313   ///
314   /// \param Quux kind of foo to do.
315   /// \param [out] Result filled with bar sequence on foo success.
316   ///
317   /// \returns true on success.
318   bool fooBar(bool Baz, StringRef Quux, std::vector<int> &Result);
319
320 Don't duplicate the documentation comment in the header file and in the
321 implementation file.  Put the documentation comments for public APIs into the
322 header file.  Documentation comments for private APIs can go to the
323 implementation file.  In any case, implementation files can include additional
324 comments (not necessarily in Doxygen markup) to explain implementation details
325 as needed.
326
327 Don't duplicate function or class name at the beginning of the comment.
328 For humans it is obvious which function or class is being documented;
329 automatic documentation processing tools are smart enough to bind the comment
330 to the correct declaration.
331
332 Wrong:
333
334 .. code-block:: c++
335
336   // In Something.h:
337
338   /// Something - An abstraction for some complicated thing.
339   class Something {
340   public:
341     /// fooBar - Does foo and bar.
342     void fooBar();
343   };
344
345   // In Something.cpp:
346
347   /// fooBar - Does foo and bar.
348   void Something::fooBar() { ... }
349
350 Correct:
351
352 .. code-block:: c++
353
354   // In Something.h:
355
356   /// \brief An abstraction for some complicated thing.
357   class Something {
358   public:
359     /// \brief Does foo and bar.
360     void fooBar();
361   };
362
363   // In Something.cpp:
364
365   // Builds a B-tree in order to do foo.  See paper by...
366   void Something::fooBar() { ... }
367
368 It is not required to use additional Doxygen features, but sometimes it might
369 be a good idea to do so.
370
371 Consider:
372
373 * adding comments to any narrow namespace containing a collection of
374   related functions or types;
375
376 * using top-level groups to organize a collection of related functions at
377   namespace scope where the grouping is smaller than the namespace;
378
379 * using member groups and additional comments attached to member
380   groups to organize within a class.
381
382 For example:
383
384 .. code-block:: c++
385
386   class Something {
387     /// \name Functions that do Foo.
388     /// @{
389     void fooBar();
390     void fooBaz();
391     /// @}
392     ...
393   };
394
395 ``#include`` Style
396 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
397
398 Immediately after the `header file comment`_ (and include guards if working on a
399 header file), the `minimal list of #includes`_ required by the file should be
400 listed.  We prefer these ``#include``\s to be listed in this order:
401
402 .. _Main Module Header:
403 .. _Local/Private Headers:
404
405 #. Main Module Header
406 #. Local/Private Headers
407 #. ``llvm/...``
408 #. System ``#include``\s
409
410 and each category should be sorted lexicographically by the full path.
411
412 The `Main Module Header`_ file applies to ``.cpp`` files which implement an
413 interface defined by a ``.h`` file.  This ``#include`` should always be included
414 **first** regardless of where it lives on the file system.  By including a
415 header file first in the ``.cpp`` files that implement the interfaces, we ensure
416 that the header does not have any hidden dependencies which are not explicitly
417 ``#include``\d in the header, but should be. It is also a form of documentation
418 in the ``.cpp`` file to indicate where the interfaces it implements are defined.
419
420 .. _fit into 80 columns:
421
422 Source Code Width
423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
424
425 Write your code to fit within 80 columns of text.  This helps those of us who
426 like to print out code and look at your code in an ``xterm`` without resizing
427 it.
428
429 The longer answer is that there must be some limit to the width of the code in
430 order to reasonably allow developers to have multiple files side-by-side in
431 windows on a modest display.  If you are going to pick a width limit, it is
432 somewhat arbitrary but you might as well pick something standard.  Going with 90
433 columns (for example) instead of 80 columns wouldn't add any significant value
434 and would be detrimental to printing out code.  Also many other projects have
435 standardized on 80 columns, so some people have already configured their editors
436 for it (vs something else, like 90 columns).
437
438 This is one of many contentious issues in coding standards, but it is not up for
439 debate.
440
441 Use Spaces Instead of Tabs
442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
443
444 In all cases, prefer spaces to tabs in source files.  People have different
445 preferred indentation levels, and different styles of indentation that they
446 like; this is fine.  What isn't fine is that different editors/viewers expand
447 tabs out to different tab stops.  This can cause your code to look completely
448 unreadable, and it is not worth dealing with.
449
450 As always, follow the `Golden Rule`_ above: follow the style of
451 existing code if you are modifying and extending it.  If you like four spaces of
452 indentation, **DO NOT** do that in the middle of a chunk of code with two spaces
453 of indentation.  Also, do not reindent a whole source file: it makes for
454 incredible diffs that are absolutely worthless.
455
456 Indent Code Consistently
457 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
458
459 Okay, in your first year of programming you were told that indentation is
460 important.  If you didn't believe and internalize this then, now is the time.
461 Just do it.
462
463 Compiler Issues
464 ---------------
465
466 Treat Compiler Warnings Like Errors
467 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
468
469 If your code has compiler warnings in it, something is wrong --- you aren't
470 casting values correctly, you have "questionable" constructs in your code, or
471 you are doing something legitimately wrong.  Compiler warnings can cover up
472 legitimate errors in output and make dealing with a translation unit difficult.
473
474 It is not possible to prevent all warnings from all compilers, nor is it
475 desirable.  Instead, pick a standard compiler (like ``gcc``) that provides a
476 good thorough set of warnings, and stick to it.  At least in the case of
477 ``gcc``, it is possible to work around any spurious errors by changing the
478 syntax of the code slightly.  For example, a warning that annoys me occurs when
479 I write code like this:
480
481 .. code-block:: c++
482
483   if (V = getValue()) {
484     ...
485   }
486
487 ``gcc`` will warn me that I probably want to use the ``==`` operator, and that I
488 probably mistyped it.  In most cases, I haven't, and I really don't want the
489 spurious errors.  To fix this particular problem, I rewrite the code like
490 this:
491
492 .. code-block:: c++
493
494   if ((V = getValue())) {
495     ...
496   }
497
498 which shuts ``gcc`` up.  Any ``gcc`` warning that annoys you can be fixed by
499 massaging the code appropriately.
500
501 Write Portable Code
502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
503
504 In almost all cases, it is possible and within reason to write completely
505 portable code.  If there are cases where it isn't possible to write portable
506 code, isolate it behind a well defined (and well documented) interface.
507
508 In practice, this means that you shouldn't assume much about the host compiler
509 (and Visual Studio tends to be the lowest common denominator).  If advanced
510 features are used, they should only be an implementation detail of a library
511 which has a simple exposed API, and preferably be buried in ``libSystem``.
512
513 Do not use RTTI or Exceptions
514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
515
516 In an effort to reduce code and executable size, LLVM does not use RTTI
517 (e.g. ``dynamic_cast<>;``) or exceptions.  These two language features violate
518 the general C++ principle of *"you only pay for what you use"*, causing
519 executable bloat even if exceptions are never used in the code base, or if RTTI
520 is never used for a class.  Because of this, we turn them off globally in the
521 code.
522
523 That said, LLVM does make extensive use of a hand-rolled form of RTTI that use
524 templates like `isa<>, cast<>, and dyn_cast<> <ProgrammersManual.html#isa>`_.
525 This form of RTTI is opt-in and can be
526 :doc:`added to any class <HowToSetUpLLVMStyleRTTI>`. It is also
527 substantially more efficient than ``dynamic_cast<>``.
528
529 .. _static constructor:
530
531 Do not use Static Constructors
532 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
533
534 Static constructors and destructors (e.g. global variables whose types have a
535 constructor or destructor) should not be added to the code base, and should be
536 removed wherever possible.  Besides `well known problems
537 <http://yosefk.com/c++fqa/ctors.html#fqa-10.12>`_ where the order of
538 initialization is undefined between globals in different source files, the
539 entire concept of static constructors is at odds with the common use case of
540 LLVM as a library linked into a larger application.
541   
542 Consider the use of LLVM as a JIT linked into another application (perhaps for
543 `OpenGL, custom languages <http://llvm.org/Users.html>`_, `shaders in movies
544 <http://llvm.org/devmtg/2010-11/Gritz-OpenShadingLang.pdf>`_, etc). Due to the
545 design of static constructors, they must be executed at startup time of the
546 entire application, regardless of whether or how LLVM is used in that larger
547 application.  There are two problems with this:
548
549 * The time to run the static constructors impacts startup time of applications
550   --- a critical time for GUI apps, among others.
551   
552 * The static constructors cause the app to pull many extra pages of memory off
553   the disk: both the code for the constructor in each ``.o`` file and the small
554   amount of data that gets touched. In addition, touched/dirty pages put more
555   pressure on the VM system on low-memory machines.
556
557 We would really like for there to be zero cost for linking in an additional LLVM
558 target or other library into an application, but static constructors violate
559 this goal.
560   
561 That said, LLVM unfortunately does contain static constructors.  It would be a
562 `great project <http://llvm.org/PR11944>`_ for someone to purge all static
563 constructors from LLVM, and then enable the ``-Wglobal-constructors`` warning
564 flag (when building with Clang) to ensure we do not regress in the future.
565
566 Use of ``class`` and ``struct`` Keywords
567 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
568
569 In C++, the ``class`` and ``struct`` keywords can be used almost
570 interchangeably. The only difference is when they are used to declare a class:
571 ``class`` makes all members private by default while ``struct`` makes all
572 members public by default.
573
574 Unfortunately, not all compilers follow the rules and some will generate
575 different symbols based on whether ``class`` or ``struct`` was used to declare
576 the symbol.  This can lead to problems at link time.
577
578 So, the rule for LLVM is to always use the ``class`` keyword, unless **all**
579 members are public and the type is a C++ `POD
580 <http://en.wikipedia.org/wiki/Plain_old_data_structure>`_ type, in which case
581 ``struct`` is allowed.
582
583 Style Issues
584 ============
585
586 The High-Level Issues
587 ---------------------
588
589 A Public Header File **is** a Module
590 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
591
592 C++ doesn't do too well in the modularity department.  There is no real
593 encapsulation or data hiding (unless you use expensive protocol classes), but it
594 is what we have to work with.  When you write a public header file (in the LLVM
595 source tree, they live in the top level "``include``" directory), you are
596 defining a module of functionality.
597
598 Ideally, modules should be completely independent of each other, and their
599 header files should only ``#include`` the absolute minimum number of headers
600 possible. A module is not just a class, a function, or a namespace: it's a
601 collection of these that defines an interface.  This interface may be several
602 functions, classes, or data structures, but the important issue is how they work
603 together.
604
605 In general, a module should be implemented by one or more ``.cpp`` files.  Each
606 of these ``.cpp`` files should include the header that defines their interface
607 first.  This ensures that all of the dependences of the module header have been
608 properly added to the module header itself, and are not implicit.  System
609 headers should be included after user headers for a translation unit.
610
611 .. _minimal list of #includes:
612
613 ``#include`` as Little as Possible
614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
615
616 ``#include`` hurts compile time performance.  Don't do it unless you have to,
617 especially in header files.
618
619 But wait! Sometimes you need to have the definition of a class to use it, or to
620 inherit from it.  In these cases go ahead and ``#include`` that header file.  Be
621 aware however that there are many cases where you don't need to have the full
622 definition of a class.  If you are using a pointer or reference to a class, you
623 don't need the header file.  If you are simply returning a class instance from a
624 prototyped function or method, you don't need it.  In fact, for most cases, you
625 simply don't need the definition of a class. And not ``#include``\ing speeds up
626 compilation.
627
628 It is easy to try to go too overboard on this recommendation, however.  You
629 **must** include all of the header files that you are using --- you can include
630 them either directly or indirectly through another header file.  To make sure
631 that you don't accidentally forget to include a header file in your module
632 header, make sure to include your module header **first** in the implementation
633 file (as mentioned above).  This way there won't be any hidden dependencies that
634 you'll find out about later.
635
636 Keep "Internal" Headers Private
637 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
638
639 Many modules have a complex implementation that causes them to use more than one
640 implementation (``.cpp``) file.  It is often tempting to put the internal
641 communication interface (helper classes, extra functions, etc) in the public
642 module header file.  Don't do this!
643
644 If you really need to do something like this, put a private header file in the
645 same directory as the source files, and include it locally.  This ensures that
646 your private interface remains private and undisturbed by outsiders.
647
648 .. note::
649
650     It's okay to put extra implementation methods in a public class itself. Just
651     make them private (or protected) and all is well.
652
653 .. _early exits:
654
655 Use Early Exits and ``continue`` to Simplify Code
656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
657
658 When reading code, keep in mind how much state and how many previous decisions
659 have to be remembered by the reader to understand a block of code.  Aim to
660 reduce indentation where possible when it doesn't make it more difficult to
661 understand the code.  One great way to do this is by making use of early exits
662 and the ``continue`` keyword in long loops.  As an example of using an early
663 exit from a function, consider this "bad" code:
664
665 .. code-block:: c++
666
667   Value *doSomething(Instruction *I) {
668     if (!isa<TerminatorInst>(I) &&
669         I->hasOneUse() && doOtherThing(I)) {
670       ... some long code ....
671     }
672
673     return 0;
674   }
675
676 This code has several problems if the body of the ``'if'`` is large.  When
677 you're looking at the top of the function, it isn't immediately clear that this
678 *only* does interesting things with non-terminator instructions, and only
679 applies to things with the other predicates.  Second, it is relatively difficult
680 to describe (in comments) why these predicates are important because the ``if``
681 statement makes it difficult to lay out the comments.  Third, when you're deep
682 within the body of the code, it is indented an extra level.  Finally, when
683 reading the top of the function, it isn't clear what the result is if the
684 predicate isn't true; you have to read to the end of the function to know that
685 it returns null.
686
687 It is much preferred to format the code like this:
688
689 .. code-block:: c++
690
691   Value *doSomething(Instruction *I) {
692     // Terminators never need 'something' done to them because ... 
693     if (isa<TerminatorInst>(I))
694       return 0;
695
696     // We conservatively avoid transforming instructions with multiple uses
697     // because goats like cheese.
698     if (!I->hasOneUse())
699       return 0;
700
701     // This is really just here for example.
702     if (!doOtherThing(I))
703       return 0;
704     
705     ... some long code ....
706   }
707
708 This fixes these problems.  A similar problem frequently happens in ``for``
709 loops.  A silly example is something like this:
710
711 .. code-block:: c++
712
713   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
714     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(II)) {
715       Value *LHS = BO->getOperand(0);
716       Value *RHS = BO->getOperand(1);
717       if (LHS != RHS) {
718         ...
719       }
720     }
721   }
722
723 When you have very, very small loops, this sort of structure is fine. But if it
724 exceeds more than 10-15 lines, it becomes difficult for people to read and
725 understand at a glance. The problem with this sort of code is that it gets very
726 nested very quickly. Meaning that the reader of the code has to keep a lot of
727 context in their brain to remember what is going immediately on in the loop,
728 because they don't know if/when the ``if`` conditions will have ``else``\s etc.
729 It is strongly preferred to structure the loop like this:
730
731 .. code-block:: c++
732
733   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
734     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(II);
735     if (!BO) continue;
736
737     Value *LHS = BO->getOperand(0);
738     Value *RHS = BO->getOperand(1);
739     if (LHS == RHS) continue;
740
741     ...
742   }
743
744 This has all the benefits of using early exits for functions: it reduces nesting
745 of the loop, it makes it easier to describe why the conditions are true, and it
746 makes it obvious to the reader that there is no ``else`` coming up that they
747 have to push context into their brain for.  If a loop is large, this can be a
748 big understandability win.
749
750 Don't use ``else`` after a ``return``
751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
752
753 For similar reasons above (reduction of indentation and easier reading), please
754 do not use ``'else'`` or ``'else if'`` after something that interrupts control
755 flow --- like ``return``, ``break``, ``continue``, ``goto``, etc. For
756 example, this is *bad*:
757
758 .. code-block:: c++
759
760   case 'J': {
761     if (Signed) {
762       Type = Context.getsigjmp_bufType();
763       if (Type.isNull()) {
764         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
765         return QualType();
766       } else {
767         break;
768       }
769     } else {
770       Type = Context.getjmp_bufType();
771       if (Type.isNull()) {
772         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
773         return QualType();
774       } else {
775         break;
776       }
777     }
778   }
779
780 It is better to write it like this:
781
782 .. code-block:: c++
783
784   case 'J':
785     if (Signed) {
786       Type = Context.getsigjmp_bufType();
787       if (Type.isNull()) {
788         Error = ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf;
789         return QualType();
790       }
791     } else {
792       Type = Context.getjmp_bufType();
793       if (Type.isNull()) {
794         Error = ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
795         return QualType();
796       }
797     }
798     break;
799
800 Or better yet (in this case) as:
801
802 .. code-block:: c++
803
804   case 'J':
805     if (Signed)
806       Type = Context.getsigjmp_bufType();
807     else
808       Type = Context.getjmp_bufType();
809     
810     if (Type.isNull()) {
811       Error = Signed ? ASTContext::GE_Missing_sigjmp_buf :
812                        ASTContext::GE_Missing_jmp_buf;
813       return QualType();
814     }
815     break;
816
817 The idea is to reduce indentation and the amount of code you have to keep track
818 of when reading the code.
819               
820 Turn Predicate Loops into Predicate Functions
821 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
822
823 It is very common to write small loops that just compute a boolean value.  There
824 are a number of ways that people commonly write these, but an example of this
825 sort of thing is:
826
827 .. code-block:: c++
828
829   bool FoundFoo = false;
830   for (unsigned I = 0, E = BarList.size(); I != E; ++I)
831     if (BarList[I]->isFoo()) {
832       FoundFoo = true;
833       break;
834     }
835
836   if (FoundFoo) {
837     ...
838   }
839
840 This sort of code is awkward to write, and is almost always a bad sign.  Instead
841 of this sort of loop, we strongly prefer to use a predicate function (which may
842 be `static`_) that uses `early exits`_ to compute the predicate.  We prefer the
843 code to be structured like this:
844
845 .. code-block:: c++
846
847   /// \returns true if the specified list has an element that is a foo.
848   static bool containsFoo(const std::vector<Bar*> &List) {
849     for (unsigned I = 0, E = List.size(); I != E; ++I)
850       if (List[I]->isFoo())
851         return true;
852     return false;
853   }
854   ...
855
856   if (containsFoo(BarList)) {
857     ...
858   }
859
860 There are many reasons for doing this: it reduces indentation and factors out
861 code which can often be shared by other code that checks for the same predicate.
862 More importantly, it *forces you to pick a name* for the function, and forces
863 you to write a comment for it.  In this silly example, this doesn't add much
864 value.  However, if the condition is complex, this can make it a lot easier for
865 the reader to understand the code that queries for this predicate.  Instead of
866 being faced with the in-line details of how we check to see if the BarList
867 contains a foo, we can trust the function name and continue reading with better
868 locality.
869
870 The Low-Level Issues
871 --------------------
872
873 Name Types, Functions, Variables, and Enumerators Properly
874 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
875
876 Poorly-chosen names can mislead the reader and cause bugs. We cannot stress
877 enough how important it is to use *descriptive* names.  Pick names that match
878 the semantics and role of the underlying entities, within reason.  Avoid
879 abbreviations unless they are well known.  After picking a good name, make sure
880 to use consistent capitalization for the name, as inconsistency requires clients
881 to either memorize the APIs or to look it up to find the exact spelling.
882
883 In general, names should be in camel case (e.g. ``TextFileReader`` and
884 ``isLValue()``).  Different kinds of declarations have different rules:
885
886 * **Type names** (including classes, structs, enums, typedefs, etc) should be
887   nouns and start with an upper-case letter (e.g. ``TextFileReader``).
888
889 * **Variable names** should be nouns (as they represent state).  The name should
890   be camel case, and start with an upper case letter (e.g. ``Leader`` or
891   ``Boats``).
892   
893 * **Function names** should be verb phrases (as they represent actions), and
894   command-like function should be imperative.  The name should be camel case,
895   and start with a lower case letter (e.g. ``openFile()`` or ``isFoo()``).
896
897 * **Enum declarations** (e.g. ``enum Foo {...}``) are types, so they should
898   follow the naming conventions for types.  A common use for enums is as a
899   discriminator for a union, or an indicator of a subclass.  When an enum is
900   used for something like this, it should have a ``Kind`` suffix
901   (e.g. ``ValueKind``).
902   
903 * **Enumerators** (e.g. ``enum { Foo, Bar }``) and **public member variables**
904   should start with an upper-case letter, just like types.  Unless the
905   enumerators are defined in their own small namespace or inside a class,
906   enumerators should have a prefix corresponding to the enum declaration name.
907   For example, ``enum ValueKind { ... };`` may contain enumerators like
908   ``VK_Argument``, ``VK_BasicBlock``, etc.  Enumerators that are just
909   convenience constants are exempt from the requirement for a prefix.  For
910   instance:
911
912   .. code-block:: c++
913
914       enum {
915         MaxSize = 42,
916         Density = 12
917       };
918   
919 As an exception, classes that mimic STL classes can have member names in STL's
920 style of lower-case words separated by underscores (e.g. ``begin()``,
921 ``push_back()``, and ``empty()``). Classes that provide multiple
922 iterators should add a singular prefix to ``begin()`` and ``end()``
923 (e.g. ``global_begin()`` and ``use_begin()``).
924
925 Here are some examples of good and bad names:
926
927 .. code-block:: c++
928
929   class VehicleMaker {
930     ...
931     Factory<Tire> F;            // Bad -- abbreviation and non-descriptive.
932     Factory<Tire> Factory;      // Better.
933     Factory<Tire> TireFactory;  // Even better -- if VehicleMaker has more than one
934                                 // kind of factories.
935   };
936
937   Vehicle MakeVehicle(VehicleType Type) {
938     VehicleMaker M;                         // Might be OK if having a short life-span.
939     Tire Tmp1 = M.makeTire();               // Bad -- 'Tmp1' provides no information.
940     Light Headlight = M.makeLight("head");  // Good -- descriptive.
941     ...
942   }
943
944 Assert Liberally
945 ^^^^^^^^^^^^^^^^
946
947 Use the "``assert``" macro to its fullest.  Check all of your preconditions and
948 assumptions, you never know when a bug (not necessarily even yours) might be
949 caught early by an assertion, which reduces debugging time dramatically.  The
950 "``<cassert>``" header file is probably already included by the header files you
951 are using, so it doesn't cost anything to use it.
952
953 To further assist with debugging, make sure to put some kind of error message in
954 the assertion statement, which is printed if the assertion is tripped. This
955 helps the poor debugger make sense of why an assertion is being made and
956 enforced, and hopefully what to do about it.  Here is one complete example:
957
958 .. code-block:: c++
959
960   inline Value *getOperand(unsigned I) {
961     assert(I < Operands.size() && "getOperand() out of range!");
962     return Operands[I];
963   }
964
965 Here are more examples:
966
967 .. code-block:: c++
968
969   assert(Ty->isPointerType() && "Can't allocate a non-pointer type!");
970
971   assert((Opcode == Shl || Opcode == Shr) && "ShiftInst Opcode invalid!");
972
973   assert(idx < getNumSuccessors() && "Successor # out of range!");
974
975   assert(V1.getType() == V2.getType() && "Constant types must be identical!");
976
977   assert(isa<PHINode>(Succ->front()) && "Only works on PHId BBs!");
978
979 You get the idea.
980
981 In the past, asserts were used to indicate a piece of code that should not be
982 reached.  These were typically of the form:
983
984 .. code-block:: c++
985
986   assert(0 && "Invalid radix for integer literal");
987
988 This has a few issues, the main one being that some compilers might not
989 understand the assertion, or warn about a missing return in builds where
990 assertions are compiled out.
991
992 Today, we have something much better: ``llvm_unreachable``:
993
994 .. code-block:: c++
995
996   llvm_unreachable("Invalid radix for integer literal");
997
998 When assertions are enabled, this will print the message if it's ever reached
999 and then exit the program. When assertions are disabled (i.e. in release
1000 builds), ``llvm_unreachable`` becomes a hint to compilers to skip generating
1001 code for this branch. If the compiler does not support this, it will fall back
1002 to the "abort" implementation.
1003
1004 Another issue is that values used only by assertions will produce an "unused
1005 value" warning when assertions are disabled.  For example, this code will warn:
1006
1007 .. code-block:: c++
1008
1009   unsigned Size = V.size();
1010   assert(Size > 42 && "Vector smaller than it should be");
1011
1012   bool NewToSet = Myset.insert(Value);
1013   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1014
1015 These are two interesting different cases. In the first case, the call to
1016 ``V.size()`` is only useful for the assert, and we don't want it executed when
1017 assertions are disabled.  Code like this should move the call into the assert
1018 itself.  In the second case, the side effects of the call must happen whether
1019 the assert is enabled or not.  In this case, the value should be cast to void to
1020 disable the warning.  To be specific, it is preferred to write the code like
1021 this:
1022
1023 .. code-block:: c++
1024
1025   assert(V.size() > 42 && "Vector smaller than it should be");
1026
1027   bool NewToSet = Myset.insert(Value); (void)NewToSet;
1028   assert(NewToSet && "The value shouldn't be in the set yet");
1029
1030 Do Not Use ``using namespace std``
1031 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1032
1033 In LLVM, we prefer to explicitly prefix all identifiers from the standard
1034 namespace with an "``std::``" prefix, rather than rely on "``using namespace
1035 std;``".
1036
1037 In header files, adding a ``'using namespace XXX'`` directive pollutes the
1038 namespace of any source file that ``#include``\s the header.  This is clearly a
1039 bad thing.
1040
1041 In implementation files (e.g. ``.cpp`` files), the rule is more of a stylistic
1042 rule, but is still important.  Basically, using explicit namespace prefixes
1043 makes the code **clearer**, because it is immediately obvious what facilities
1044 are being used and where they are coming from. And **more portable**, because
1045 namespace clashes cannot occur between LLVM code and other namespaces.  The
1046 portability rule is important because different standard library implementations
1047 expose different symbols (potentially ones they shouldn't), and future revisions
1048 to the C++ standard will add more symbols to the ``std`` namespace.  As such, we
1049 never use ``'using namespace std;'`` in LLVM.
1050
1051 The exception to the general rule (i.e. it's not an exception for the ``std``
1052 namespace) is for implementation files.  For example, all of the code in the
1053 LLVM project implements code that lives in the 'llvm' namespace.  As such, it is
1054 ok, and actually clearer, for the ``.cpp`` files to have a ``'using namespace
1055 llvm;'`` directive at the top, after the ``#include``\s.  This reduces
1056 indentation in the body of the file for source editors that indent based on
1057 braces, and keeps the conceptual context cleaner.  The general form of this rule
1058 is that any ``.cpp`` file that implements code in any namespace may use that
1059 namespace (and its parents'), but should not use any others.
1060
1061 Provide a Virtual Method Anchor for Classes in Headers
1062 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1063
1064 If a class is defined in a header file and has a vtable (either it has virtual
1065 methods or it derives from classes with virtual methods), it must always have at
1066 least one out-of-line virtual method in the class.  Without this, the compiler
1067 will copy the vtable and RTTI into every ``.o`` file that ``#include``\s the
1068 header, bloating ``.o`` file sizes and increasing link times.
1069
1070 Don't use default labels in fully covered switches over enumerations
1071 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1072
1073 ``-Wswitch`` warns if a switch, without a default label, over an enumeration
1074 does not cover every enumeration value. If you write a default label on a fully
1075 covered switch over an enumeration then the ``-Wswitch`` warning won't fire
1076 when new elements are added to that enumeration. To help avoid adding these
1077 kinds of defaults, Clang has the warning ``-Wcovered-switch-default`` which is
1078 off by default but turned on when building LLVM with a version of Clang that
1079 supports the warning.
1080
1081 A knock-on effect of this stylistic requirement is that when building LLVM with
1082 GCC you may get warnings related to "control may reach end of non-void function"
1083 if you return from each case of a covered switch-over-enum because GCC assumes
1084 that the enum expression may take any representable value, not just those of
1085 individual enumerators. To suppress this warning, use ``llvm_unreachable`` after
1086 the switch.
1087
1088 Use ``LLVM_DELETED_FUNCTION`` to mark uncallable methods
1089 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1090
1091 Prior to C++11, a common pattern to make a class uncopyable was to declare an
1092 unimplemented copy constructor and copy assignment operator and make them
1093 private. This would give a compiler error for accessing a private method or a
1094 linker error because it wasn't implemented.
1095
1096 With C++11, we can mark methods that won't be implemented with ``= delete``.
1097 This will trigger a much better error message and tell the compiler that the
1098 method will never be implemented. This enables other checks like
1099 ``-Wunused-private-field`` to run correctly on classes that contain these
1100 methods.
1101
1102 To maintain compatibility with C++03, ``LLVM_DELETED_FUNCTION`` should be used
1103 which will expand to ``= delete`` if the compiler supports it. These methods
1104 should still be declared private. Example of the uncopyable pattern:
1105
1106 .. code-block:: c++
1107
1108   class DontCopy {
1109   private:
1110     DontCopy(const DontCopy&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
1111     DontCopy &operator =(const DontCopy&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
1112   public:
1113     ...
1114   };
1115
1116 Don't evaluate ``end()`` every time through a loop
1117 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1118
1119 Because C++ doesn't have a standard "``foreach``" loop (though it can be
1120 emulated with macros and may be coming in C++'0x) we end up writing a lot of
1121 loops that manually iterate from begin to end on a variety of containers or
1122 through other data structures.  One common mistake is to write a loop in this
1123 style:
1124
1125 .. code-block:: c++
1126
1127   BasicBlock *BB = ...
1128   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I)
1129     ... use I ...
1130
1131 The problem with this construct is that it evaluates "``BB->end()``" every time
1132 through the loop.  Instead of writing the loop like this, we strongly prefer
1133 loops to be written so that they evaluate it once before the loop starts.  A
1134 convenient way to do this is like so:
1135
1136 .. code-block:: c++
1137
1138   BasicBlock *BB = ...
1139   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
1140     ... use I ...
1141
1142 The observant may quickly point out that these two loops may have different
1143 semantics: if the container (a basic block in this case) is being mutated, then
1144 "``BB->end()``" may change its value every time through the loop and the second
1145 loop may not in fact be correct.  If you actually do depend on this behavior,
1146 please write the loop in the first form and add a comment indicating that you
1147 did it intentionally.
1148
1149 Why do we prefer the second form (when correct)?  Writing the loop in the first
1150 form has two problems. First it may be less efficient than evaluating it at the
1151 start of the loop.  In this case, the cost is probably minor --- a few extra
1152 loads every time through the loop.  However, if the base expression is more
1153 complex, then the cost can rise quickly.  I've seen loops where the end
1154 expression was actually something like: "``SomeMap[X]->end()``" and map lookups
1155 really aren't cheap.  By writing it in the second form consistently, you
1156 eliminate the issue entirely and don't even have to think about it.
1157
1158 The second (even bigger) issue is that writing the loop in the first form hints
1159 to the reader that the loop is mutating the container (a fact that a comment
1160 would handily confirm!).  If you write the loop in the second form, it is
1161 immediately obvious without even looking at the body of the loop that the
1162 container isn't being modified, which makes it easier to read the code and
1163 understand what it does.
1164
1165 While the second form of the loop is a few extra keystrokes, we do strongly
1166 prefer it.
1167
1168 ``#include <iostream>`` is Forbidden
1169 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1170
1171 The use of ``#include <iostream>`` in library files is hereby **forbidden**,
1172 because many common implementations transparently inject a `static constructor`_
1173 into every translation unit that includes it.
1174   
1175 Note that using the other stream headers (``<sstream>`` for example) is not
1176 problematic in this regard --- just ``<iostream>``. However, ``raw_ostream``
1177 provides various APIs that are better performing for almost every use than
1178 ``std::ostream`` style APIs.
1179
1180 .. note::
1181
1182   New code should always use `raw_ostream`_ for writing, or the
1183   ``llvm::MemoryBuffer`` API for reading files.
1184
1185 .. _raw_ostream:
1186
1187 Use ``raw_ostream``
1188 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1189
1190 LLVM includes a lightweight, simple, and efficient stream implementation in
1191 ``llvm/Support/raw_ostream.h``, which provides all of the common features of
1192 ``std::ostream``.  All new code should use ``raw_ostream`` instead of
1193 ``ostream``.
1194
1195 Unlike ``std::ostream``, ``raw_ostream`` is not a template and can be forward
1196 declared as ``class raw_ostream``.  Public headers should generally not include
1197 the ``raw_ostream`` header, but use forward declarations and constant references
1198 to ``raw_ostream`` instances.
1199
1200 Avoid ``std::endl``
1201 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1202
1203 The ``std::endl`` modifier, when used with ``iostreams`` outputs a newline to
1204 the output stream specified.  In addition to doing this, however, it also
1205 flushes the output stream.  In other words, these are equivalent:
1206
1207 .. code-block:: c++
1208
1209   std::cout << std::endl;
1210   std::cout << '\n' << std::flush;
1211
1212 Most of the time, you probably have no reason to flush the output stream, so
1213 it's better to use a literal ``'\n'``.
1214
1215 Don't use ``inline`` when defining a function in a class definition
1216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1217
1218 A member function defined in a class definition is implicitly inline, so don't
1219 put the ``inline`` keyword in this case.
1220
1221 Don't:
1222
1223 .. code-block:: c++
1224
1225   class Foo {
1226   public:
1227     inline void bar() {
1228       // ...
1229     }
1230   };
1231
1232 Do:
1233
1234 .. code-block:: c++
1235
1236   class Foo {
1237   public:
1238     void bar() {
1239       // ...
1240     }
1241   };
1242
1243 Microscopic Details
1244 -------------------
1245
1246 This section describes preferred low-level formatting guidelines along with
1247 reasoning on why we prefer them.
1248
1249 Spaces Before Parentheses
1250 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1251
1252 We prefer to put a space before an open parenthesis only in control flow
1253 statements, but not in normal function call expressions and function-like
1254 macros.  For example, this is good:
1255
1256 .. code-block:: c++
1257
1258   if (X) ...
1259   for (I = 0; I != 100; ++I) ...
1260   while (LLVMRocks) ...
1261
1262   somefunc(42);
1263   assert(3 != 4 && "laws of math are failing me");
1264   
1265   A = foo(42, 92) + bar(X);
1266
1267 and this is bad:
1268
1269 .. code-block:: c++
1270
1271   if(X) ...
1272   for(I = 0; I != 100; ++I) ...
1273   while(LLVMRocks) ...
1274
1275   somefunc (42);
1276   assert (3 != 4 && "laws of math are failing me");
1277   
1278   A = foo (42, 92) + bar (X);
1279
1280 The reason for doing this is not completely arbitrary.  This style makes control
1281 flow operators stand out more, and makes expressions flow better. The function
1282 call operator binds very tightly as a postfix operator.  Putting a space after a
1283 function name (as in the last example) makes it appear that the code might bind
1284 the arguments of the left-hand-side of a binary operator with the argument list
1285 of a function and the name of the right side.  More specifically, it is easy to
1286 misread the "``A``" example as:
1287
1288 .. code-block:: c++
1289
1290   A = foo ((42, 92) + bar) (X);
1291
1292 when skimming through the code.  By avoiding a space in a function, we avoid
1293 this misinterpretation.
1294
1295 Prefer Preincrement
1296 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1297
1298 Hard fast rule: Preincrement (``++X``) may be no slower than postincrement
1299 (``X++``) and could very well be a lot faster than it.  Use preincrementation
1300 whenever possible.
1301
1302 The semantics of postincrement include making a copy of the value being
1303 incremented, returning it, and then preincrementing the "work value".  For
1304 primitive types, this isn't a big deal. But for iterators, it can be a huge
1305 issue (for example, some iterators contains stack and set objects in them...
1306 copying an iterator could invoke the copy ctor's of these as well).  In general,
1307 get in the habit of always using preincrement, and you won't have a problem.
1308
1309
1310 Namespace Indentation
1311 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1312
1313 In general, we strive to reduce indentation wherever possible.  This is useful
1314 because we want code to `fit into 80 columns`_ without wrapping horribly, but
1315 also because it makes it easier to understand the code. To facilitate this and
1316 avoid some insanely deep nesting on occasion, don't indent namespaces. If it
1317 helps readability, feel free to add a comment indicating what namespace is
1318 being closed by a ``}``.  For example:
1319
1320 .. code-block:: c++
1321
1322   namespace llvm {
1323   namespace knowledge {
1324
1325   /// This class represents things that Smith can have an intimate
1326   /// understanding of and contains the data associated with it.
1327   class Grokable {
1328   ...
1329   public:
1330     explicit Grokable() { ... }
1331     virtual ~Grokable() = 0;
1332   
1333     ...
1334
1335   };
1336
1337   } // end namespace knowledge
1338   } // end namespace llvm
1339
1340
1341 Feel free to skip the closing comment when the namespace being closed is
1342 obvious for any reason. For example, the outer-most namespace in a header file
1343 is rarely a source of confusion. But namespaces both anonymous and named in
1344 source files that are being closed half way through the file probably could use
1345 clarification.
1346
1347 .. _static:
1348
1349 Anonymous Namespaces
1350 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1351
1352 After talking about namespaces in general, you may be wondering about anonymous
1353 namespaces in particular.  Anonymous namespaces are a great language feature
1354 that tells the C++ compiler that the contents of the namespace are only visible
1355 within the current translation unit, allowing more aggressive optimization and
1356 eliminating the possibility of symbol name collisions.  Anonymous namespaces are
1357 to C++ as "static" is to C functions and global variables.  While "``static``"
1358 is available in C++, anonymous namespaces are more general: they can make entire
1359 classes private to a file.
1360
1361 The problem with anonymous namespaces is that they naturally want to encourage
1362 indentation of their body, and they reduce locality of reference: if you see a
1363 random function definition in a C++ file, it is easy to see if it is marked
1364 static, but seeing if it is in an anonymous namespace requires scanning a big
1365 chunk of the file.
1366
1367 Because of this, we have a simple guideline: make anonymous namespaces as small
1368 as possible, and only use them for class declarations.  For example, this is
1369 good:
1370
1371 .. code-block:: c++
1372
1373   namespace {
1374   class StringSort {
1375   ...
1376   public:
1377     StringSort(...)
1378     bool operator<(const char *RHS) const;
1379   };
1380   } // end anonymous namespace
1381
1382   static void runHelper() { 
1383     ... 
1384   }
1385
1386   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1387     ...
1388   }
1389
1390 This is bad:
1391
1392 .. code-block:: c++
1393
1394   namespace {
1395
1396   class StringSort {
1397   ...
1398   public:
1399     StringSort(...)
1400     bool operator<(const char *RHS) const;
1401   };
1402
1403   void runHelper() { 
1404     ... 
1405   }
1406
1407   bool StringSort::operator<(const char *RHS) const {
1408     ...
1409   }
1410
1411   } // end anonymous namespace
1412
1413 This is bad specifically because if you're looking at "``runHelper``" in the middle
1414 of a large C++ file, that you have no immediate way to tell if it is local to
1415 the file.  When it is marked static explicitly, this is immediately obvious.
1416 Also, there is no reason to enclose the definition of "``operator<``" in the
1417 namespace just because it was declared there.
1418
1419 See Also
1420 ========
1421
1422 A lot of these comments and recommendations have been culled from other sources.
1423 Two particularly important books for our work are:
1424
1425 #. `Effective C++
1426    <http://www.amazon.com/Effective-Specific-Addison-Wesley-Professional-Computing/dp/0321334876>`_
1427    by Scott Meyers.  Also interesting and useful are "More Effective C++" and
1428    "Effective STL" by the same author.
1429
1430 #. `Large-Scale C++ Software Design
1431    <http://www.amazon.com/Large-Scale-Software-Design-John-Lakos/dp/0201633620/ref=sr_1_1>`_
1432    by John Lakos
1433
1434 If you get some free time, and you haven't read them: do so, you might learn
1435 something.