Recommit "rL366894: [yaml2obj] - Allow custom fields for the SHT_UNDEF sections."
[llvm-complete.git] / docs / GettingStarted.rst
blob5f95095c7191468c11a5360acfbbd71ba0f9642a
1 ====================================
2 Getting Started with the LLVM System
3 ====================================
5 .. contents::
6    :local:
8 Overview
9 ========
11 Welcome to the LLVM project! In order to get started, you first need to know
12 some basic information.
14 First, the LLVM project has multiple components. The core of the project is
15 itself called "LLVM". This contains all of the tools, libraries, and header
16 files needed to process an intermediate representation and convert it into
17 object files.  It contains an assembler, disassembler, bitcode analyzer and
18 bitcode optimizer.  It also contains basic regression tests.
20 Another piece is the `Clang <http://clang.llvm.org/>`_ front end.  This
21 component compiles C, C++, Objective C, and Objective C++ code into LLVM bitcode
22 -- and from there into object files, using LLVM.
24 There are other components as well:
25 the `libc++ C++ standard library <https://libcxx.llvm.org>`_,
26 the `LLD linker <https://lld.llvm.org>`_, and more.
28 Getting Started Quickly (A Summary)
29 ===================================
31 The LLVM Getting Started documentation may be out of date.  So, the `Clang
32 Getting Started <http://clang.llvm.org/get_started.html>`_ page might also be a
33 good place to start.
35 Here's the short story for getting up and running quickly with LLVM:
37 #. Read the documentation.
38 #. Read the documentation.
39 #. Remember that you were warned twice about reading the documentation.
41 #. Checkout LLVM (including related subprojects like Clang):
43    * ``git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git``
44    * Or, on windows, ``git clone --config core.autocrlf=false
45      https://github.com/llvm/llvm-project.git``
47 #. Configure and build LLVM and Clang:.
49    * ``cd llvm-project``
50    * ``mkdir build``
51    * ``cd build``
52    * ``cmake -G <generator> [options] ../llvm``
54      Some common generators are:
56      * ``Ninja`` --- for generating `Ninja <https://ninja-build.org>`_
57        build files. Most llvm developers use Ninja.
58      * ``Unix Makefiles`` --- for generating make-compatible parallel makefiles.
59      * ``Visual Studio`` --- for generating Visual Studio projects and
60        solutions.
61      * ``Xcode`` --- for generating Xcode projects.
63      Some Common options:
65      * ``-DLLVM_ENABLE_PROJECTS='...'`` --- semicolon-separated list of the LLVM
66        subprojects you'd like to additionally build. Can include any of: clang,
67        clang-tools-extra, libcxx, libcxxabi, libunwind, lldb, compiler-rt, lld,
68        polly, or debuginfo-tests.
70        For example, to build LLVM, Clang, libcxx, and libcxxabi, use
71        ``-DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi"``.
73      * ``-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=directory`` --- Specify for *directory* the full
74        pathname of where you want the LLVM tools and libraries to be installed
75        (default ``/usr/local``).
77      * ``-DCMAKE_BUILD_TYPE=type`` --- Valid options for *type* are Debug,
78        Release, RelWithDebInfo, and MinSizeRel. Default is Debug.
80      * ``-DLLVM_ENABLE_ASSERTIONS=On`` --- Compile with assertion checks enabled
81        (default is Yes for Debug builds, No for all other build types).
83    * Run your build tool of choice!
85      * The default target (i.e. ``ninja`` or ``make``) will build all of LLVM.
87      * The ``check-all`` target (i.e. ``ninja check-all``) will run the
88        regression tests to ensure everything is in working order.
90      * CMake will generate build targets for each tool and library, and most
91        LLVM sub-projects generate their own ``check-<project>`` target.
93      * Running a serial build will be *slow*.  Make sure you run a parallel
94        build. That's already done by default in Ninja; for ``make``, use
95        ``make -j NNN`` (with an appropriate value of NNN, e.g. number of CPUs
96        you have.)
98    * For more information see `CMake <CMake.html>`_
100    * If you get an "internal compiler error (ICE)" or test failures, see
101      `below`_.
103 Consult the `Getting Started with LLVM`_ section for detailed information on
104 configuring and compiling LLVM.  Go to `Directory Layout`_ to learn about the
105 layout of the source code tree.
107 Requirements
108 ============
110 Before you begin to use the LLVM system, review the requirements given below.
111 This may save you some trouble by knowing ahead of time what hardware and
112 software you will need.
114 Hardware
115 --------
117 LLVM is known to work on the following host platforms:
119 ================== ===================== =============
120 OS                 Arch                  Compilers
121 ================== ===================== =============
122 Linux              x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
123 Linux              amd64                 GCC, Clang
124 Linux              ARM                   GCC, Clang
125 Linux              PowerPC               GCC, Clang
126 Solaris            V9 (Ultrasparc)       GCC
127 FreeBSD            x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
128 FreeBSD            amd64                 GCC, Clang
129 NetBSD             x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
130 NetBSD             amd64                 GCC, Clang
131 macOS\ :sup:`2`    PowerPC               GCC
132 macOS              x86                   GCC, Clang
133 Cygwin/Win32       x86\ :sup:`1, 3`      GCC
134 Windows            x86\ :sup:`1`         Visual Studio
135 Windows x64        x86-64                Visual Studio
136 ================== ===================== =============
138 .. note::
140   #. Code generation supported for Pentium processors and up
141   #. Code generation supported for 32-bit ABI only
142   #. To use LLVM modules on Win32-based system, you may configure LLVM
143      with ``-DBUILD_SHARED_LIBS=On``.
145 Note that Debug builds require a lot of time and disk space.  An LLVM-only build
146 will need about 1-3 GB of space.  A full build of LLVM and Clang will need around
147 15-20 GB of disk space.  The exact space requirements will vary by system.  (It
148 is so large because of all the debugging information and the fact that the
149 libraries are statically linked into multiple tools).
151 If you are space-constrained, you can build only selected tools or only
152 selected targets.  The Release build requires considerably less space.
154 The LLVM suite *may* compile on other platforms, but it is not guaranteed to do
155 so.  If compilation is successful, the LLVM utilities should be able to
156 assemble, disassemble, analyze, and optimize LLVM bitcode.  Code generation
157 should work as well, although the generated native code may not work on your
158 platform.
160 Software
161 --------
163 Compiling LLVM requires that you have several software packages installed. The
164 table below lists those required packages. The Package column is the usual name
165 for the software package that LLVM depends on. The Version column provides
166 "known to work" versions of the package. The Notes column describes how LLVM
167 uses the package and provides other details.
169 =========================================================== ============ ==========================================
170 Package                                                     Version      Notes
171 =========================================================== ============ ==========================================
172 `GNU Make <http://savannah.gnu.org/projects/make>`_         3.79, 3.79.1 Makefile/build processor
173 `GCC <http://gcc.gnu.org/>`_                                >=5.1.0      C/C++ compiler\ :sup:`1`
174 `python <http://www.python.org/>`_                          >=2.7        Automated test suite\ :sup:`2`
175 `zlib <http://zlib.net>`_                                   >=1.2.3.4    Compression library\ :sup:`3`
176 =========================================================== ============ ==========================================
178 .. note::
180    #. Only the C and C++ languages are needed so there's no need to build the
181       other languages for LLVM's purposes. See `below` for specific version
182       info.
183    #. Only needed if you want to run the automated test suite in the
184       ``llvm/test`` directory.
185    #. Optional, adds compression / uncompression capabilities to selected LLVM
186       tools.
188 Additionally, your compilation host is expected to have the usual plethora of
189 Unix utilities. Specifically:
191 * **ar** --- archive library builder
192 * **bzip2** --- bzip2 command for distribution generation
193 * **bunzip2** --- bunzip2 command for distribution checking
194 * **chmod** --- change permissions on a file
195 * **cat** --- output concatenation utility
196 * **cp** --- copy files
197 * **date** --- print the current date/time
198 * **echo** --- print to standard output
199 * **egrep** --- extended regular expression search utility
200 * **find** --- find files/dirs in a file system
201 * **grep** --- regular expression search utility
202 * **gzip** --- gzip command for distribution generation
203 * **gunzip** --- gunzip command for distribution checking
204 * **install** --- install directories/files
205 * **mkdir** --- create a directory
206 * **mv** --- move (rename) files
207 * **ranlib** --- symbol table builder for archive libraries
208 * **rm** --- remove (delete) files and directories
209 * **sed** --- stream editor for transforming output
210 * **sh** --- Bourne shell for make build scripts
211 * **tar** --- tape archive for distribution generation
212 * **test** --- test things in file system
213 * **unzip** --- unzip command for distribution checking
214 * **zip** --- zip command for distribution generation
216 .. _below:
217 .. _check here:
219 Host C++ Toolchain, both Compiler and Standard Library
220 ------------------------------------------------------
222 LLVM is very demanding of the host C++ compiler, and as such tends to expose
223 bugs in the compiler. We also attempt to follow improvements and developments in
224 the C++ language and library reasonably closely. As such, we require a modern
225 host C++ toolchain, both compiler and standard library, in order to build LLVM.
227 LLVM is written using the subset of C++ documented in :doc:`coding
228 standards<CodingStandards>`. To enforce this language version, we check the most
229 popular host toolchains for specific minimum versions in our build systems:
231 * Clang 3.5
232 * Apple Clang 6.0
233 * GCC 5.1
234 * Visual Studio 2017
236 The below versions currently soft-error as we transition to the new compiler
237 versions listed above. The LLVM codebase is currently known to compile correctly
238 with the following compilers, though this will change in the near future:
240 * Clang 3.1
241 * Apple Clang 3.1
242 * GCC 4.8
243 * Visual Studio 2017
245 Anything older than these toolchains *may* work, but will require forcing the
246 build system with a special option and is not really a supported host platform.
247 Also note that older versions of these compilers have often crashed or
248 miscompiled LLVM.
250 For less widely used host toolchains such as ICC or xlC, be aware that a very
251 recent version may be required to support all of the C++ features used in LLVM.
253 We track certain versions of software that are *known* to fail when used as
254 part of the host toolchain. These even include linkers at times.
256 **GNU ld 2.16.X**. Some 2.16.X versions of the ld linker will produce very long
257 warning messages complaining that some "``.gnu.linkonce.t.*``" symbol was
258 defined in a discarded section. You can safely ignore these messages as they are
259 erroneous and the linkage is correct.  These messages disappear using ld 2.17.
261 **GNU binutils 2.17**: Binutils 2.17 contains `a bug
262 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=3111>`__ which causes huge link
263 times (minutes instead of seconds) when building LLVM.  We recommend upgrading
264 to a newer version (2.17.50.0.4 or later).
266 **GNU Binutils 2.19.1 Gold**: This version of Gold contained `a bug
267 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=9836>`__ which causes
268 intermittent failures when building LLVM with position independent code.  The
269 symptom is an error about cyclic dependencies.  We recommend upgrading to a
270 newer version of Gold.
272 Getting a Modern Host C++ Toolchain
273 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
275 This section mostly applies to Linux and older BSDs. On macOS, you should
276 have a sufficiently modern Xcode, or you will likely need to upgrade until you
277 do. Windows does not have a "system compiler", so you must install either Visual
278 Studio 2017 or a recent version of mingw64. FreeBSD 10.0 and newer have a modern
279 Clang as the system compiler.
281 However, some Linux distributions and some other or older BSDs sometimes have
282 extremely old versions of GCC. These steps attempt to help you upgrade you
283 compiler even on such a system. However, if at all possible, we encourage you
284 to use a recent version of a distribution with a modern system compiler that
285 meets these requirements. Note that it is tempting to install a prior
286 version of Clang and libc++ to be the host compiler, however libc++ was not
287 well tested or set up to build on Linux until relatively recently. As
288 a consequence, this guide suggests just using libstdc++ and a modern GCC as the
289 initial host in a bootstrap, and then using Clang (and potentially libc++).
291 The first step is to get a recent GCC toolchain installed. The most common
292 distribution on which users have struggled with the version requirements is
293 Ubuntu Precise, 12.04 LTS. For this distribution, one easy option is to install
294 the `toolchain testing PPA`_ and use it to install a modern GCC. There is
295 a really nice discussions of this on the `ask ubuntu stack exchange`_ and a
296 `github gist`_ with updated commands. However, not all users can use PPAs and
297 there are many other distributions, so it may be necessary (or just useful, if
298 you're here you *are* doing compiler development after all) to build and install
299 GCC from source. It is also quite easy to do these days.
301 .. _toolchain testing PPA:
302   https://launchpad.net/~ubuntu-toolchain-r/+archive/test
303 .. _ask ubuntu stack exchange:
304   https://askubuntu.com/questions/466651/how-do-i-use-the-latest-gcc-on-ubuntu/581497#58149
305 .. _github gist:
306   https://gist.github.com/application2000/73fd6f4bf1be6600a2cf9f56315a2d91
308 Easy steps for installing GCC 5.1.0:
310 .. code-block:: console
312   % gcc_version=5.1.0
313   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2
314   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig
315   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gnu-keyring.gpg
316   % signature_invalid=`gpg --verify --no-default-keyring --keyring ./gnu-keyring.gpg gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig`
317   % if [ $signature_invalid ]; then echo "Invalid signature" ; exit 1 ; fi
318   % tar -xvjf gcc-${gcc_version}.tar.bz2
319   % cd gcc-${gcc_version}
320   % ./contrib/download_prerequisites
321   % cd ..
322   % mkdir gcc-${gcc_version}-build
323   % cd gcc-${gcc_version}-build
324   % $PWD/../gcc-${gcc_version}/configure --prefix=$HOME/toolchains --enable-languages=c,c++
325   % make -j$(nproc)
326   % make install
328 For more details, check out the excellent `GCC wiki entry`_, where I got most
329 of this information from.
331 .. _GCC wiki entry:
332   https://gcc.gnu.org/wiki/InstallingGCC
334 Once you have a GCC toolchain, configure your build of LLVM to use the new
335 toolchain for your host compiler and C++ standard library. Because the new
336 version of libstdc++ is not on the system library search path, you need to pass
337 extra linker flags so that it can be found at link time (``-L``) and at runtime
338 (``-rpath``). If you are using CMake, this invocation should produce working
339 binaries:
341 .. code-block:: console
343   % mkdir build
344   % cd build
345   % CC=$HOME/toolchains/bin/gcc CXX=$HOME/toolchains/bin/g++ \
346     cmake .. -DCMAKE_CXX_LINK_FLAGS="-Wl,-rpath,$HOME/toolchains/lib64 -L$HOME/toolchains/lib64"
348 If you fail to set rpath, most LLVM binaries will fail on startup with a message
349 from the loader similar to ``libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.20' not
350 found``. This means you need to tweak the -rpath linker flag.
352 When you build Clang, you will need to give *it* access to modern C++
353 standard library in order to use it as your new host in part of a bootstrap.
354 There are two easy ways to do this, either build (and install) libc++ along
355 with Clang and then use it with the ``-stdlib=libc++`` compile and link flag,
356 or install Clang into the same prefix (``$HOME/toolchains`` above) as GCC.
357 Clang will look within its own prefix for libstdc++ and use it if found. You
358 can also add an explicit prefix for Clang to look in for a GCC toolchain with
359 the ``--gcc-toolchain=/opt/my/gcc/prefix`` flag, passing it to both compile and
360 link commands when using your just-built-Clang to bootstrap.
362 .. _Getting Started with LLVM:
364 Getting Started with LLVM
365 =========================
367 The remainder of this guide is meant to get you up and running with LLVM and to
368 give you some basic information about the LLVM environment.
370 The later sections of this guide describe the `general layout`_ of the LLVM
371 source tree, a `simple example`_ using the LLVM tool chain, and `links`_ to find
372 more information about LLVM or to get help via e-mail.
374 Terminology and Notation
375 ------------------------
377 Throughout this manual, the following names are used to denote paths specific to
378 the local system and working environment.  *These are not environment variables
379 you need to set but just strings used in the rest of this document below*.  In
380 any of the examples below, simply replace each of these names with the
381 appropriate pathname on your local system.  All these paths are absolute:
383 ``SRC_ROOT``
385   This is the top level directory of the LLVM source tree.
387 ``OBJ_ROOT``
389   This is the top level directory of the LLVM object tree (i.e. the tree where
390   object files and compiled programs will be placed.  It can be the same as
391   SRC_ROOT).
393 Unpacking the LLVM Archives
394 ---------------------------
396 If you have the LLVM distribution, you will need to unpack it before you can
397 begin to compile it.  LLVM is distributed as a number of different
398 subprojects. Each one has its own download which is a TAR archive that is
399 compressed with the gzip program.
401 The files are as follows, with *x.y* marking the version number:
403 ``llvm-x.y.tar.gz``
405   Source release for the LLVM libraries and tools.
407 ``cfe-x.y.tar.gz``
409   Source release for the Clang frontend.
411 .. _checkout:
413 Checkout LLVM from Git
414 ----------------------
416 You can also checkout the source code for LLVM from Git. While the LLVM
417 project's official source-code repository is Subversion, we are in the process
418 of migrating to git. We currently recommend that all developers use Git for
419 day-to-day development.
421 .. note::
423   Passing ``--config core.autocrlf=false`` should not be required in
424   the future after we adjust the .gitattribute settings correctly, but
425   is required for Windows users at the time of this writing.
427 Simply run:
429 .. code-block:: console
431   % git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
433 or on Windows,
435 .. code-block:: console
437   % git clone --config core.autocrlf=false https://github.com/llvm/llvm-project.git
439 This will create an '``llvm-project``' directory in the current directory and
440 fully populate it with all of the source code, test directories, and local
441 copies of documentation files for LLVM and all the related subprojects. Note
442 that unlike the tarballs, which contain each subproject in a separate file, the
443 git repository contains all of the projects together.
445 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
446 you can check out a tag after cloning the repository. E.g., `git checkout
447 llvmorg-6.0.1` inside the ``llvm-project`` directory created by the above
448 command.  Use `git tag -l` to list all of them.
450 Sending patches
451 ^^^^^^^^^^^^^^^
453 Please read `Developer Policy <DeveloperPolicy.html#one-off-patches>`_, too.
455 We don't currently accept github pull requests, so you'll need to send patches
456 either via emailing to llvm-commits, or, preferably, via :ref:`Phabricator
457 <phabricator-reviews>`.
459 You'll generally want to make sure your branch has a single commit,
460 corresponding to the review you wish to send, up-to-date with the upstream
461 ``origin/master`` branch, and doesn't contain merges. Once you have that, you
462 can use ``git show`` or ``git format-patch`` to output the diff, and attach it
463 to a Phabricator review (or to an email message).
465 However, using the "Arcanist" tool is often easier. After `installing
466 arcanist`_, you can upload the latest commit using:
468 .. code-block:: console
470   % arc diff HEAD~1
472 Additionally, before sending a patch for review, please also try to ensure it's
473 formatted properly. We use ``clang-format`` for this, which has git integration
474 through the ``git-clang-format`` script. On some systems, it may already be
475 installed (or be installable via your package manager). If so, you can simply
476 run it -- the following command will format only the code changed in the most
477 recent commit:
479 .. code-block:: console
481   % git clang-format HEAD~1
483 Note that this modifies the files, but doesn't commit them -- you'll likely want
484 to run
486 .. code-block:: console
488   % git commit --amend -a
490 in order to update the last commit with all pending changes.
492 .. note::
493   If you don't already have ``clang-format`` or ``git clang-format`` installed
494   on your system, the ``clang-format`` binary will be built alongside clang, and
495   the git integration can be run from
496   ``clang/tools/clang-format/git-clang-format``.
499 .. _commit_from_git:
501 For developers to commit changes from Git
502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
504 A helper script is provided in ``llvm/utils/git-svn/git-llvm``. After you add it
505 to your path, you can push committed changes upstream with ``git llvm
506 push``. While this creates a Subversion checkout and patches it under the hood,
507 it does not require you to have interaction with it.
509 .. code-block:: console
511   % export PATH=$PATH:$TOP_LEVEL_DIR/llvm-project/llvm/utils/git-svn/
512   % git llvm push
514 Within a couple minutes after pushing to subversion, the svn commit will have
515 been converted back to a Git commit, and made its way into the official Git
516 repository. At that point, ``git pull`` should get back the changes as they were
517 committed.
519 You'll likely want to ``git pull --rebase`` to get the official git commit
520 downloaded back to your repository. The SVN revision numbers of each commit can
521 be found at the end of the commit message, e.g. ``llvm-svn: 350914``.
523 You may also find the ``-n`` flag useful, like ``git llvm push -n``. This runs
524 through all the steps of committing _without_ actually doing the commit, and
525 tell you what it would have done. That can be useful if you're unsure whether
526 the right thing will happen.
528 Reverting a change when using Git
529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
531 If you're using Git and need to revert a patch, Git needs to be supplied a
532 commit hash, not an svn revision. To make things easier, you can use
533 ``git llvm revert`` to revert with either an SVN revision or a Git hash instead.
535 Additionally, you can first run with ``git llvm revert -n`` to print which Git
536 commands will run, without doing anything.
538 Running ``git llvm revert`` will only revert things in your local repository. To
539 push the revert upstream, you still need to run ``git llvm push`` as described
540 earlier.
542 .. code-block:: console
544   % git llvm revert rNNNNNN       # Revert by SVN id
545   % git llvm revert abcdef123456  # Revert by Git commit hash
546   % git llvm revert -n rNNNNNN    # Print the commands without doing anything
548 Checkout via SVN (deprecated)
549 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
551 Until we have fully migrated to Git, you may also get a fresh copy of
552 the code from the official Subversion repository.
554 * ``cd where-you-want-llvm-to-live``
555 * Read-Only: ``svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
556 * Read-Write: ``svn co https://user@llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
558 This will create an '``llvm``' directory in the current directory and fully
559 populate it with the LLVM source code, Makefiles, test directories, and local
560 copies of documentation files.
562 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
563 you can check it out from the '``tags``' directory (instead of '``trunk``'). The
564 following releases are located in the following subdirectories of the '``tags``'
565 directory:
567 * Release 3.5.0 and later: **RELEASE_350/final** and so on
568 * Release 2.9 through 3.4: **RELEASE_29/final** and so on
569 * Release 1.1 through 2.8: **RELEASE_11** and so on
570 * Release 1.0: **RELEASE_1**
572 Local LLVM Configuration
573 ------------------------
575 Once checked out repository, the LLVM suite source code must be configured
576 before being built. This process uses CMake.  Unlinke the normal ``configure``
577 script, CMake generates the build files in whatever format you request as well
578 as various ``*.inc`` files, and ``llvm/include/Config/config.h``.
580 Variables are passed to ``cmake`` on the command line using the format
581 ``-D<variable name>=<value>``. The following variables are some common options
582 used by people developing LLVM.
584 +-------------------------+----------------------------------------------------+
585 | Variable                | Purpose                                            |
586 +=========================+====================================================+
587 | CMAKE_C_COMPILER        | Tells ``cmake`` which C compiler to use. By        |
588 |                         | default, this will be /usr/bin/cc.                 |
589 +-------------------------+----------------------------------------------------+
590 | CMAKE_CXX_COMPILER      | Tells ``cmake`` which C++ compiler to use. By      |
591 |                         | default, this will be /usr/bin/c++.                |
592 +-------------------------+----------------------------------------------------+
593 | CMAKE_BUILD_TYPE        | Tells ``cmake`` what type of build you are trying  |
594 |                         | to generate files for. Valid options are Debug,    |
595 |                         | Release, RelWithDebInfo, and MinSizeRel. Default   |
596 |                         | is Debug.                                          |
597 +-------------------------+----------------------------------------------------+
598 | CMAKE_INSTALL_PREFIX    | Specifies the install directory to target when     |
599 |                         | running the install action of the build files.     |
600 +-------------------------+----------------------------------------------------+
601 | PYTHON_EXECUTABLE       | Forces CMake to use a specific Python version by   |
602 |                         | passing a path to a Python interpreter. By default |
603 |                         | the Python version of the interpreter in your PATH |
604 |                         | is used.                                           |
605 +-------------------------+----------------------------------------------------+
606 | LLVM_TARGETS_TO_BUILD   | A semicolon delimited list controlling which       |
607 |                         | targets will be built and linked into llvm.        |
608 |                         | The default list is defined as                     |
609 |                         | ``LLVM_ALL_TARGETS``, and can be set to include    |
610 |                         | out-of-tree targets. The default value includes:   |
611 |                         | ``AArch64, AMDGPU, ARM, BPF, Hexagon, Mips,        |
612 |                         | MSP430, NVPTX, PowerPC, Sparc, SystemZ, X86,       |
613 |                         | XCore``.                                           |
614 |                         |                                                    |
615 +-------------------------+----------------------------------------------------+
616 | LLVM_ENABLE_DOXYGEN     | Build doxygen-based documentation from the source  |
617 |                         | code This is disabled by default because it is     |
618 |                         | slow and generates a lot of output.                |
619 +-------------------------+----------------------------------------------------+
620 | LLVM_ENABLE_PROJECTS    | A semicolon-delimited list selecting which of the  |
621 |                         | other LLVM subprojects to additionally build. (Only|
622 |                         | effective when using a side-by-side project layout |
623 |                         | e.g. via git). The default list is empty. Can      |
624 |                         | include: clang, libcxx, libcxxabi, libunwind, lldb,|
625 |                         | compiler-rt, lld, polly, or debuginfo-tests.       |
626 +-------------------------+----------------------------------------------------+
627 | LLVM_ENABLE_SPHINX      | Build sphinx-based documentation from the source   |
628 |                         | code. This is disabled by default because it is    |
629 |                         | slow and generates a lot of output. Sphinx version |
630 |                         | 1.5 or later recommended.                          |
631 +-------------------------+----------------------------------------------------+
632 | LLVM_BUILD_LLVM_DYLIB   | Generate libLLVM.so. This library contains a       |
633 |                         | default set of LLVM components that can be         |
634 |                         | overridden with ``LLVM_DYLIB_COMPONENTS``. The     |
635 |                         | default contains most of LLVM and is defined in    |
636 |                         | ``tools/llvm-shlib/CMakelists.txt``.               |
637 +-------------------------+----------------------------------------------------+
638 | LLVM_OPTIMIZED_TABLEGEN | Builds a release tablegen that gets used during    |
639 |                         | the LLVM build. This can dramatically speed up     |
640 |                         | debug builds.                                      |
641 +-------------------------+----------------------------------------------------+
643 To configure LLVM, follow these steps:
645 #. Change directory into the object root directory:
647    .. code-block:: console
649      % cd OBJ_ROOT
651 #. Run the ``cmake``:
653    .. code-block:: console
655      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/install/path
656        [other options] SRC_ROOT
658 Compiling the LLVM Suite Source Code
659 ------------------------------------
661 Unlike with autotools, with CMake your build type is defined at configuration.
662 If you want to change your build type, you can re-run cmake with the following
663 invocation:
665    .. code-block:: console
667      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=type SRC_ROOT
669 Between runs, CMake preserves the values set for all options. CMake has the
670 following build types defined:
672 Debug
674   These builds are the default. The build system will compile the tools and
675   libraries unoptimized, with debugging information, and asserts enabled.
677 Release
679   For these builds, the build system will compile the tools and libraries
680   with optimizations enabled and not generate debug info. CMakes default
681   optimization level is -O3. This can be configured by setting the
682   ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE`` variable on the CMake command line.
684 RelWithDebInfo
686   These builds are useful when debugging. They generate optimized binaries with
687   debug information. CMakes default optimization level is -O2. This can be
688   configured by setting the ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO`` variable on the
689   CMake command line.
691 Once you have LLVM configured, you can build it by entering the *OBJ_ROOT*
692 directory and issuing the following command:
694 .. code-block:: console
696   % make
698 If the build fails, please `check here`_ to see if you are using a version of
699 GCC that is known not to compile LLVM.
701 If you have multiple processors in your machine, you may wish to use some of the
702 parallel build options provided by GNU Make.  For example, you could use the
703 command:
705 .. code-block:: console
707   % make -j2
709 There are several special targets which are useful when working with the LLVM
710 source code:
712 ``make clean``
714   Removes all files generated by the build.  This includes object files,
715   generated C/C++ files, libraries, and executables.
717 ``make install``
719   Installs LLVM header files, libraries, tools, and documentation in a hierarchy
720   under ``$PREFIX``, specified with ``CMAKE_INSTALL_PREFIX``, which
721   defaults to ``/usr/local``.
723 ``make docs-llvm-html``
725   If configured with ``-DLLVM_ENABLE_SPHINX=On``, this will generate a directory
726   at ``OBJ_ROOT/docs/html`` which contains the HTML formatted documentation.
728 Cross-Compiling LLVM
729 --------------------
731 It is possible to cross-compile LLVM itself. That is, you can create LLVM
732 executables and libraries to be hosted on a platform different from the platform
733 where they are built (a Canadian Cross build). To generate build files for
734 cross-compiling CMake provides a variable ``CMAKE_TOOLCHAIN_FILE`` which can
735 define compiler flags and variables used during the CMake test operations.
737 The result of such a build is executables that are not runnable on the build
738 host but can be executed on the target. As an example the following CMake
739 invocation can generate build files targeting iOS. This will work on macOS
740 with the latest Xcode:
742 .. code-block:: console
744   % cmake -G "Ninja" -DCMAKE_OSX_ARCHITECTURES="armv7;armv7s;arm64"
745     -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=<PATH_TO_LLVM>/cmake/platforms/iOS.cmake
746     -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_BUILD_RUNTIME=Off -DLLVM_INCLUDE_TESTS=Off
747     -DLLVM_INCLUDE_EXAMPLES=Off -DLLVM_ENABLE_BACKTRACES=Off [options]
748     <PATH_TO_LLVM>
750 Note: There are some additional flags that need to be passed when building for
751 iOS due to limitations in the iOS SDK.
753 Check :doc:`HowToCrossCompileLLVM` and `Clang docs on how to cross-compile in general
754 <http://clang.llvm.org/docs/CrossCompilation.html>`_ for more information
755 about cross-compiling.
757 The Location of LLVM Object Files
758 ---------------------------------
760 The LLVM build system is capable of sharing a single LLVM source tree among
761 several LLVM builds.  Hence, it is possible to build LLVM for several different
762 platforms or configurations using the same source tree.
764 * Change directory to where the LLVM object files should live:
766   .. code-block:: console
768     % cd OBJ_ROOT
770 * Run ``cmake``:
772   .. code-block:: console
774     % cmake -G "Unix Makefiles" SRC_ROOT
776 The LLVM build will create a structure underneath *OBJ_ROOT* that matches the
777 LLVM source tree. At each level where source files are present in the source
778 tree there will be a corresponding ``CMakeFiles`` directory in the *OBJ_ROOT*.
779 Underneath that directory there is another directory with a name ending in
780 ``.dir`` under which you'll find object files for each source.
782 For example:
784   .. code-block:: console
786     % cd llvm_build_dir
787     % find lib/Support/ -name APFloat*
788     lib/Support/CMakeFiles/LLVMSupport.dir/APFloat.cpp.o
790 Optional Configuration Items
791 ----------------------------
793 If you're running on a Linux system that supports the `binfmt_misc
794 <http://en.wikipedia.org/wiki/binfmt_misc>`_
795 module, and you have root access on the system, you can set your system up to
796 execute LLVM bitcode files directly. To do this, use commands like this (the
797 first command may not be required if you are already using the module):
799 .. code-block:: console
801   % mount -t binfmt_misc none /proc/sys/fs/binfmt_misc
802   % echo ':llvm:M::BC::/path/to/lli:' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
803   % chmod u+x hello.bc   (if needed)
804   % ./hello.bc
806 This allows you to execute LLVM bitcode files directly.  On Debian, you can also
807 use this command instead of the 'echo' command above:
809 .. code-block:: console
811   % sudo update-binfmts --install llvm /path/to/lli --magic 'BC'
813 .. _Program Layout:
814 .. _general layout:
816 Directory Layout
817 ================
819 One useful source of information about the LLVM source base is the LLVM `doxygen
820 <http://www.doxygen.org/>`_ documentation available at
821 `<http://llvm.org/doxygen/>`_.  The following is a brief introduction to code
822 layout:
824 ``llvm/examples``
825 -----------------
827 Simple examples using the LLVM IR and JIT.
829 ``llvm/include``
830 ----------------
832 Public header files exported from the LLVM library. The three main subdirectories:
834 ``llvm/include/llvm``
836   All LLVM-specific header files, and  subdirectories for different portions of
837   LLVM: ``Analysis``, ``CodeGen``, ``Target``, ``Transforms``, etc...
839 ``llvm/include/llvm/Support``
841   Generic support libraries provided with LLVM but not necessarily specific to
842   LLVM. For example, some C++ STL utilities and a Command Line option processing
843   library store header files here.
845 ``llvm/include/llvm/Config``
847   Header files configured by ``cmake``.  They wrap "standard" UNIX and
848   C header files.  Source code can include these header files which
849   automatically take care of the conditional #includes that ``cmake``
850   generates.
852 ``llvm/lib``
853 ------------
855 Most source files are here. By putting code in libraries, LLVM makes it easy to
856 share code among the `tools`_.
858 ``llvm/lib/IR/``
860   Core LLVM source files that implement core classes like Instruction and
861   BasicBlock.
863 ``llvm/lib/AsmParser/``
865   Source code for the LLVM assembly language parser library.
867 ``llvm/lib/Bitcode/``
869   Code for reading and writing bitcode.
871 ``llvm/lib/Analysis/``
873   A variety of program analyses, such as Call Graphs, Induction Variables,
874   Natural Loop Identification, etc.
876 ``llvm/lib/Transforms/``
878   IR-to-IR program transformations, such as Aggressive Dead Code Elimination,
879   Sparse Conditional Constant Propagation, Inlining, Loop Invariant Code Motion,
880   Dead Global Elimination, and many others.
882 ``llvm/lib/Target/``
884   Files describing target architectures for code generation.  For example,
885   ``llvm/lib/Target/X86`` holds the X86 machine description.
887 ``llvm/lib/CodeGen/``
889   The major parts of the code generator: Instruction Selector, Instruction
890   Scheduling, and Register Allocation.
892 ``llvm/lib/MC/``
894   (FIXME: T.B.D.)  ....?
896 ``llvm/lib/ExecutionEngine/``
898   Libraries for directly executing bitcode at runtime in interpreted and
899   JIT-compiled scenarios.
901 ``llvm/lib/Support/``
903   Source code that corresponding to the header files in ``llvm/include/ADT/``
904   and ``llvm/include/Support/``.
906 ``llvm/projects``
907 -----------------
909 Projects not strictly part of LLVM but shipped with LLVM. This is also the
910 directory for creating your own LLVM-based projects which leverage the LLVM
911 build system.
913 ``llvm/test``
914 -------------
916 Feature and regression tests and other sanity checks on LLVM infrastructure. These
917 are intended to run quickly and cover a lot of territory without being exhaustive.
919 ``test-suite``
920 --------------
922 A comprehensive correctness, performance, and benchmarking test suite
923 for LLVM.  This comes in a ``separate git repository
924 <https://github.com/llvm/llvm-test-suite>``, because it contains a
925 large amount of third-party code under a variety of licenses. For
926 details see the :doc:`Testing Guide <TestingGuide>` document.
928 .. _tools:
930 ``llvm/tools``
931 --------------
933 Executables built out of the libraries
934 above, which form the main part of the user interface.  You can always get help
935 for a tool by typing ``tool_name -help``.  The following is a brief introduction
936 to the most important tools.  More detailed information is in
937 the `Command Guide <CommandGuide/index.html>`_.
939 ``bugpoint``
941   ``bugpoint`` is used to debug optimization passes or code generation backends
942   by narrowing down the given test case to the minimum number of passes and/or
943   instructions that still cause a problem, whether it is a crash or
944   miscompilation. See `<HowToSubmitABug.html>`_ for more information on using
945   ``bugpoint``.
947 ``llvm-ar``
949   The archiver produces an archive containing the given LLVM bitcode files,
950   optionally with an index for faster lookup.
952 ``llvm-as``
954   The assembler transforms the human readable LLVM assembly to LLVM bitcode.
956 ``llvm-dis``
958   The disassembler transforms the LLVM bitcode to human readable LLVM assembly.
960 ``llvm-link``
962   ``llvm-link``, not surprisingly, links multiple LLVM modules into a single
963   program.
965 ``lli``
967   ``lli`` is the LLVM interpreter, which can directly execute LLVM bitcode
968   (although very slowly...). For architectures that support it (currently x86,
969   Sparc, and PowerPC), by default, ``lli`` will function as a Just-In-Time
970   compiler (if the functionality was compiled in), and will execute the code
971   *much* faster than the interpreter.
973 ``llc``
975   ``llc`` is the LLVM backend compiler, which translates LLVM bitcode to a
976   native code assembly file.
978 ``opt``
980   ``opt`` reads LLVM bitcode, applies a series of LLVM to LLVM transformations
981   (which are specified on the command line), and outputs the resultant
982   bitcode.   '``opt -help``'  is a good way to get a list of the
983   program transformations available in LLVM.
985   ``opt`` can also  run a specific analysis on an input LLVM bitcode
986   file and print  the results.  Primarily useful for debugging
987   analyses, or familiarizing yourself with what an analysis does.
989 ``llvm/utils``
990 --------------
992 Utilities for working with LLVM source code; some are part of the build process
993 because they are code generators for parts of the infrastructure.
996 ``codegen-diff``
998   ``codegen-diff`` finds differences between code that LLC
999   generates and code that LLI generates. This is useful if you are
1000   debugging one of them, assuming that the other generates correct output. For
1001   the full user manual, run ```perldoc codegen-diff'``.
1003 ``emacs/``
1005    Emacs and XEmacs syntax highlighting  for LLVM   assembly files and TableGen
1006    description files.  See the ``README`` for information on using them.
1008 ``getsrcs.sh``
1010   Finds and outputs all non-generated source files,
1011   useful if one wishes to do a lot of development across directories
1012   and does not want to find each file. One way to use it is to run,
1013   for example: ``xemacs `utils/getsources.sh``` from the top of the LLVM source
1014   tree.
1016 ``llvmgrep``
1018   Performs an ``egrep -H -n`` on each source file in LLVM and
1019   passes to it a regular expression provided on ``llvmgrep``'s command
1020   line. This is an efficient way of searching the source base for a
1021   particular regular expression.
1023 ``TableGen/``
1025   Contains the tool used to generate register
1026   descriptions, instruction set descriptions, and even assemblers from common
1027   TableGen description files.
1029 ``vim/``
1031   vim syntax-highlighting for LLVM assembly files
1032   and TableGen description files. See the    ``README`` for how to use them.
1034 .. _simple example:
1036 An Example Using the LLVM Tool Chain
1037 ====================================
1039 This section gives an example of using LLVM with the Clang front end.
1041 Example with clang
1042 ------------------
1044 #. First, create a simple C file, name it 'hello.c':
1046    .. code-block:: c
1048      #include <stdio.h>
1050      int main() {
1051        printf("hello world\n");
1052        return 0;
1053      }
1055 #. Next, compile the C file into a native executable:
1057    .. code-block:: console
1059      % clang hello.c -o hello
1061    .. note::
1063      Clang works just like GCC by default.  The standard -S and -c arguments
1064      work as usual (producing a native .s or .o file, respectively).
1066 #. Next, compile the C file into an LLVM bitcode file:
1068    .. code-block:: console
1070      % clang -O3 -emit-llvm hello.c -c -o hello.bc
1072    The -emit-llvm option can be used with the -S or -c options to emit an LLVM
1073    ``.ll`` or ``.bc`` file (respectively) for the code.  This allows you to use
1074    the `standard LLVM tools <CommandGuide/index.html>`_ on the bitcode file.
1076 #. Run the program in both forms. To run the program, use:
1078    .. code-block:: console
1080       % ./hello
1082    and
1084    .. code-block:: console
1086      % lli hello.bc
1088    The second examples shows how to invoke the LLVM JIT, :doc:`lli
1089    <CommandGuide/lli>`.
1091 #. Use the ``llvm-dis`` utility to take a look at the LLVM assembly code:
1093    .. code-block:: console
1095      % llvm-dis < hello.bc | less
1097 #. Compile the program to native assembly using the LLC code generator:
1099    .. code-block:: console
1101      % llc hello.bc -o hello.s
1103 #. Assemble the native assembly language file into a program:
1105    .. code-block:: console
1107      % /opt/SUNWspro/bin/cc -xarch=v9 hello.s -o hello.native   # On Solaris
1109      % gcc hello.s -o hello.native                              # On others
1111 #. Execute the native code program:
1113    .. code-block:: console
1115      % ./hello.native
1117    Note that using clang to compile directly to native code (i.e. when the
1118    ``-emit-llvm`` option is not present) does steps 6/7/8 for you.
1120 Common Problems
1121 ===============
1123 If you are having problems building or using LLVM, or if you have any other
1124 general questions about LLVM, please consult the `Frequently Asked
1125 Questions <FAQ.html>`_ page.
1127 .. _links:
1129 Links
1130 =====
1132 This document is just an **introduction** on how to use LLVM to do some simple
1133 things... there are many more interesting and complicated things that you can do
1134 that aren't documented here (but we'll gladly accept a patch if you want to
1135 write something up!).  For more information about LLVM, check out:
1137 * `LLVM Homepage <http://llvm.org/>`_
1138 * `LLVM Doxygen Tree <http://llvm.org/doxygen/>`_
1139 * `Starting a Project that Uses LLVM <http://llvm.org/docs/Projects.html>`_
1141 .. _installing arcanist: https://secure.phabricator.com/book/phabricator/article/arcanist_quick_start/