[PM] Remove a FIXME comment that was fixed by my recent refactorings:
[oota-llvm.git] / docs / FAQ.rst
1 ================================
2 Frequently Asked Questions (FAQ)
3 ================================
4
5 .. contents::
6    :local:
7
8
9 License
10 =======
11
12 Does the University of Illinois Open Source License really qualify as an "open source" license?
13 -----------------------------------------------------------------------------------------------
14 Yes, the license is `certified
15 <http://www.opensource.org/licenses/UoI-NCSA.php>`_ by the Open Source
16 Initiative (OSI).
17
18
19 Can I modify LLVM source code and redistribute the modified source?
20 -------------------------------------------------------------------
21 Yes.  The modified source distribution must retain the copyright notice and
22 follow the three bulletted conditions listed in the `LLVM license
23 <http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk/LICENSE.TXT>`_.
24
25
26 Can I modify the LLVM source code and redistribute binaries or other tools based on it, without redistributing the source?
27 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
28 Yes. This is why we distribute LLVM under a less restrictive license than GPL,
29 as explained in the first question above.
30
31
32 Source Code
33 ===========
34
35 In what language is LLVM written?
36 ---------------------------------
37 All of the LLVM tools and libraries are written in C++ with extensive use of
38 the STL.
39
40
41 How portable is the LLVM source code?
42 -------------------------------------
43 The LLVM source code should be portable to most modern Unix-like operating
44 systems.  Most of the code is written in standard C++ with operating system
45 services abstracted to a support library.  The tools required to build and
46 test LLVM have been ported to a plethora of platforms.
47
48 Some porting problems may exist in the following areas:
49
50 * The autoconf/makefile build system relies heavily on UNIX shell tools,
51   like the Bourne Shell and sed.  Porting to systems without these tools
52   (MacOS 9, Plan 9) will require more effort.
53
54 What API do I use to store a value to one of the virtual registers in LLVM IR's SSA representation?
55 ---------------------------------------------------------------------------------------------------
56
57 In short: you can't. It's actually kind of a silly question once you grok
58 what's going on. Basically, in code like:
59
60 .. code-block:: llvm
61
62     %result = add i32 %foo, %bar
63
64 , ``%result`` is just a name given to the ``Value`` of the ``add``
65 instruction. In other words, ``%result`` *is* the add instruction. The
66 "assignment" doesn't explicitly "store" anything to any "virtual register";
67 the "``=``" is more like the mathematical sense of equality.
68
69 Longer explanation: In order to generate a textual representation of the
70 IR, some kind of name has to be given to each instruction so that other
71 instructions can textually reference it. However, the isomorphic in-memory
72 representation that you manipulate from C++ has no such restriction since
73 instructions can simply keep pointers to any other ``Value``'s that they
74 reference. In fact, the names of dummy numbered temporaries like ``%1`` are
75 not explicitly represented in the in-memory representation at all (see
76 ``Value::getName()``).
77
78 Build Problems
79 ==============
80
81 When I run configure, it finds the wrong C compiler.
82 ----------------------------------------------------
83 The ``configure`` script attempts to locate first ``gcc`` and then ``cc``,
84 unless it finds compiler paths set in ``CC`` and ``CXX`` for the C and C++
85 compiler, respectively.
86
87 If ``configure`` finds the wrong compiler, either adjust your ``PATH``
88 environment variable or set ``CC`` and ``CXX`` explicitly.
89
90
91 The ``configure`` script finds the right C compiler, but it uses the LLVM tools from a previous build.  What do I do?
92 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
93 The ``configure`` script uses the ``PATH`` to find executables, so if it's
94 grabbing the wrong linker/assembler/etc, there are two ways to fix it:
95
96 #. Adjust your ``PATH`` environment variable so that the correct program
97    appears first in the ``PATH``.  This may work, but may not be convenient
98    when you want them *first* in your path for other work.
99
100 #. Run ``configure`` with an alternative ``PATH`` that is correct. In a
101    Bourne compatible shell, the syntax would be:
102
103 .. code-block:: console
104
105    % PATH=[the path without the bad program] ./configure ...
106
107 This is still somewhat inconvenient, but it allows ``configure`` to do its
108 work without having to adjust your ``PATH`` permanently.
109
110
111 When creating a dynamic library, I get a strange GLIBC error.
112 -------------------------------------------------------------
113 Under some operating systems (i.e. Linux), libtool does not work correctly if
114 GCC was compiled with the ``--disable-shared option``.  To work around this,
115 install your own version of GCC that has shared libraries enabled by default.
116
117
118 I've updated my source tree from Subversion, and now my build is trying to use a file/directory that doesn't exist.
119 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
120 You need to re-run configure in your object directory.  When new Makefiles
121 are added to the source tree, they have to be copied over to the object tree
122 in order to be used by the build.
123
124
125 I've modified a Makefile in my source tree, but my build tree keeps using the old version.  What do I do?
126 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
127 If the Makefile already exists in your object tree, you can just run the
128 following command in the top level directory of your object tree:
129
130 .. code-block:: console
131
132    % ./config.status <relative path to Makefile>;
133
134 If the Makefile is new, you will have to modify the configure script to copy
135 it over.
136
137
138 I've upgraded to a new version of LLVM, and I get strange build errors.
139 -----------------------------------------------------------------------
140 Sometimes, changes to the LLVM source code alters how the build system works.
141 Changes in ``libtool``, ``autoconf``, or header file dependencies are
142 especially prone to this sort of problem.
143
144 The best thing to try is to remove the old files and re-build.  In most cases,
145 this takes care of the problem.  To do this, just type ``make clean`` and then
146 ``make`` in the directory that fails to build.
147
148
149 I've built LLVM and am testing it, but the tests freeze.
150 --------------------------------------------------------
151 This is most likely occurring because you built a profile or release
152 (optimized) build of LLVM and have not specified the same information on the
153 ``gmake`` command line.
154
155 For example, if you built LLVM with the command:
156
157 .. code-block:: console
158
159    % gmake ENABLE_PROFILING=1
160
161 ...then you must run the tests with the following commands:
162
163 .. code-block:: console
164
165    % cd llvm/test
166    % gmake ENABLE_PROFILING=1
167
168 Why do test results differ when I perform different types of builds?
169 --------------------------------------------------------------------
170 The LLVM test suite is dependent upon several features of the LLVM tools and
171 libraries.
172
173 First, the debugging assertions in code are not enabled in optimized or
174 profiling builds.  Hence, tests that used to fail may pass.
175
176 Second, some tests may rely upon debugging options or behavior that is only
177 available in the debug build.  These tests will fail in an optimized or
178 profile build.
179
180
181 Compiling LLVM with GCC 3.3.2 fails, what should I do?
182 ------------------------------------------------------
183 This is `a bug in GCC <http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=13392>`_,
184 and affects projects other than LLVM.  Try upgrading or downgrading your GCC.
185
186
187 Compiling LLVM with GCC succeeds, but the resulting tools do not work, what can be wrong?
188 -----------------------------------------------------------------------------------------
189 Several versions of GCC have shown a weakness in miscompiling the LLVM
190 codebase.  Please consult your compiler version (``gcc --version``) to find
191 out whether it is `broken <GettingStarted.html#brokengcc>`_.  If so, your only
192 option is to upgrade GCC to a known good version.
193
194
195 After Subversion update, rebuilding gives the error "No rule to make target".
196 -----------------------------------------------------------------------------
197 If the error is of the form:
198
199 .. code-block:: console
200
201    gmake[2]: *** No rule to make target `/path/to/somefile',
202                  needed by `/path/to/another/file.d'.
203    Stop.
204
205 This may occur anytime files are moved within the Subversion repository or
206 removed entirely.  In this case, the best solution is to erase all ``.d``
207 files, which list dependencies for source files, and rebuild:
208
209 .. code-block:: console
210
211    % cd $LLVM_OBJ_DIR
212    % rm -f `find . -name \*\.d`
213    % gmake
214
215 In other cases, it may be necessary to run ``make clean`` before rebuilding.
216
217
218 Source Languages
219 ================
220
221 What source languages are supported?
222 ------------------------------------
223 LLVM currently has full support for C and C++ source languages. These are
224 available through both `Clang <http://clang.llvm.org/>`_ and `DragonEgg
225 <http://dragonegg.llvm.org/>`_.
226
227 The PyPy developers are working on integrating LLVM into the PyPy backend so
228 that PyPy language can translate to LLVM.
229
230
231 I'd like to write a self-hosting LLVM compiler. How should I interface with the LLVM middle-end optimizers and back-end code generators?
232 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
233 Your compiler front-end will communicate with LLVM by creating a module in the
234 LLVM intermediate representation (IR) format. Assuming you want to write your
235 language's compiler in the language itself (rather than C++), there are 3
236 major ways to tackle generating LLVM IR from a front-end:
237
238 1. **Call into the LLVM libraries code using your language's FFI (foreign
239    function interface).**
240
241   * *for:* best tracks changes to the LLVM IR, .ll syntax, and .bc format
242
243   * *for:* enables running LLVM optimization passes without a emit/parse
244     overhead
245
246   * *for:* adapts well to a JIT context
247
248   * *against:* lots of ugly glue code to write
249
250 2. **Emit LLVM assembly from your compiler's native language.**
251
252   * *for:* very straightforward to get started
253
254   * *against:* the .ll parser is slower than the bitcode reader when
255     interfacing to the middle end
256
257   * *against:* it may be harder to track changes to the IR
258
259 3. **Emit LLVM bitcode from your compiler's native language.**
260
261   * *for:* can use the more-efficient bitcode reader when interfacing to the
262     middle end
263
264   * *against:* you'll have to re-engineer the LLVM IR object model and bitcode
265     writer in your language
266
267   * *against:* it may be harder to track changes to the IR
268
269 If you go with the first option, the C bindings in include/llvm-c should help
270 a lot, since most languages have strong support for interfacing with C. The
271 most common hurdle with calling C from managed code is interfacing with the
272 garbage collector. The C interface was designed to require very little memory
273 management, and so is straightforward in this regard.
274
275 What support is there for a higher level source language constructs for building a compiler?
276 --------------------------------------------------------------------------------------------
277 Currently, there isn't much. LLVM supports an intermediate representation
278 which is useful for code representation but will not support the high level
279 (abstract syntax tree) representation needed by most compilers. There are no
280 facilities for lexical nor semantic analysis.
281
282
283 I don't understand the ``GetElementPtr`` instruction. Help!
284 -----------------------------------------------------------
285 See `The Often Misunderstood GEP Instruction <GetElementPtr.html>`_.
286
287
288 Using the C and C++ Front Ends
289 ==============================
290
291 Can I compile C or C++ code to platform-independent LLVM bitcode?
292 -----------------------------------------------------------------
293 No. C and C++ are inherently platform-dependent languages. The most obvious
294 example of this is the preprocessor. A very common way that C code is made
295 portable is by using the preprocessor to include platform-specific code. In
296 practice, information about other platforms is lost after preprocessing, so
297 the result is inherently dependent on the platform that the preprocessing was
298 targeting.
299
300 Another example is ``sizeof``. It's common for ``sizeof(long)`` to vary
301 between platforms. In most C front-ends, ``sizeof`` is expanded to a
302 constant immediately, thus hard-wiring a platform-specific detail.
303
304 Also, since many platforms define their ABIs in terms of C, and since LLVM is
305 lower-level than C, front-ends currently must emit platform-specific IR in
306 order to have the result conform to the platform ABI.
307
308
309 Questions about code generated by the demo page
310 ===============================================
311
312 What is this ``llvm.global_ctors`` and ``_GLOBAL__I_a...`` stuff that happens when I ``#include <iostream>``?
313 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------
314 If you ``#include`` the ``<iostream>`` header into a C++ translation unit,
315 the file will probably use the ``std::cin``/``std::cout``/... global objects.
316 However, C++ does not guarantee an order of initialization between static
317 objects in different translation units, so if a static ctor/dtor in your .cpp
318 file used ``std::cout``, for example, the object would not necessarily be
319 automatically initialized before your use.
320
321 To make ``std::cout`` and friends work correctly in these scenarios, the STL
322 that we use declares a static object that gets created in every translation
323 unit that includes ``<iostream>``.  This object has a static constructor
324 and destructor that initializes and destroys the global iostream objects
325 before they could possibly be used in the file.  The code that you see in the
326 ``.ll`` file corresponds to the constructor and destructor registration code.
327
328 If you would like to make it easier to *understand* the LLVM code generated
329 by the compiler in the demo page, consider using ``printf()`` instead of
330 ``iostream``\s to print values.
331
332
333 Where did all of my code go??
334 -----------------------------
335 If you are using the LLVM demo page, you may often wonder what happened to
336 all of the code that you typed in.  Remember that the demo script is running
337 the code through the LLVM optimizers, so if your code doesn't actually do
338 anything useful, it might all be deleted.
339
340 To prevent this, make sure that the code is actually needed.  For example, if
341 you are computing some expression, return the value from the function instead
342 of leaving it in a local variable.  If you really want to constrain the
343 optimizer, you can read from and assign to ``volatile`` global variables.
344
345
346 What is this "``undef``" thing that shows up in my code?
347 --------------------------------------------------------
348 ``undef`` is the LLVM way of representing a value that is not defined.  You
349 can get these if you do not initialize a variable before you use it.  For
350 example, the C function:
351
352 .. code-block:: c
353
354    int X() { int i; return i; }
355
356 Is compiled to "``ret i32 undef``" because "``i``" never has a value specified
357 for it.
358
359
360 Why does instcombine + simplifycfg turn a call to a function with a mismatched calling convention into "unreachable"? Why not make the verifier reject it?
361 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
362 This is a common problem run into by authors of front-ends that are using
363 custom calling conventions: you need to make sure to set the right calling
364 convention on both the function and on each call to the function.  For
365 example, this code:
366
367 .. code-block:: llvm
368
369    define fastcc void @foo() {
370        ret void
371    }
372    define void @bar() {
373        call void @foo()
374        ret void
375    }
376
377 Is optimized to:
378
379 .. code-block:: llvm
380
381    define fastcc void @foo() {
382        ret void
383    }
384    define void @bar() {
385        unreachable
386    }
387
388 ... with "``opt -instcombine -simplifycfg``".  This often bites people because
389 "all their code disappears".  Setting the calling convention on the caller and
390 callee is required for indirect calls to work, so people often ask why not
391 make the verifier reject this sort of thing.
392
393 The answer is that this code has undefined behavior, but it is not illegal.
394 If we made it illegal, then every transformation that could potentially create
395 this would have to ensure that it doesn't, and there is valid code that can
396 create this sort of construct (in dead code).  The sorts of things that can
397 cause this to happen are fairly contrived, but we still need to accept them.
398 Here's an example:
399
400 .. code-block:: llvm
401
402    define fastcc void @foo() {
403        ret void
404    }
405    define internal void @bar(void()* %FP, i1 %cond) {
406        br i1 %cond, label %T, label %F
407    T:
408        call void %FP()
409        ret void
410    F:
411        call fastcc void %FP()
412        ret void
413    }
414    define void @test() {
415        %X = or i1 false, false
416        call void @bar(void()* @foo, i1 %X)
417        ret void
418    }
419
420 In this example, "test" always passes ``@foo``/``false`` into ``bar``, which
421 ensures that it is dynamically called with the right calling conv (thus, the
422 code is perfectly well defined).  If you run this through the inliner, you
423 get this (the explicit "or" is there so that the inliner doesn't dead code
424 eliminate a bunch of stuff):
425
426 .. code-block:: llvm
427
428    define fastcc void @foo() {
429        ret void
430    }
431    define void @test() {
432        %X = or i1 false, false
433        br i1 %X, label %T.i, label %F.i
434    T.i:
435        call void @foo()
436        br label %bar.exit
437    F.i:
438        call fastcc void @foo()
439        br label %bar.exit
440    bar.exit:
441        ret void
442    }
443
444 Here you can see that the inlining pass made an undefined call to ``@foo``
445 with the wrong calling convention.  We really don't want to make the inliner
446 have to know about this sort of thing, so it needs to be valid code.  In this
447 case, dead code elimination can trivially remove the undefined code.  However,
448 if ``%X`` was an input argument to ``@test``, the inliner would produce this:
449
450 .. code-block:: llvm
451
452    define fastcc void @foo() {
453        ret void
454    }
455
456    define void @test(i1 %X) {
457        br i1 %X, label %T.i, label %F.i
458    T.i:
459        call void @foo()
460        br label %bar.exit
461    F.i:
462        call fastcc void @foo()
463        br label %bar.exit
464    bar.exit:
465        ret void
466    }
467
468 The interesting thing about this is that ``%X`` *must* be false for the
469 code to be well-defined, but no amount of dead code elimination will be able
470 to delete the broken call as unreachable.  However, since
471 ``instcombine``/``simplifycfg`` turns the undefined call into unreachable, we
472 end up with a branch on a condition that goes to unreachable: a branch to
473 unreachable can never happen, so "``-inline -instcombine -simplifycfg``" is
474 able to produce:
475
476 .. code-block:: llvm
477
478    define fastcc void @foo() {
479       ret void
480    }
481    define void @test(i1 %X) {
482    F.i:
483       call fastcc void @foo()
484       ret void
485    }