AMDGPU: add missing llvm.amdgcn.{raw,struct}.buffer.atomic.{inc,dec}
[llvm-core.git] / docs / GettingStarted.rst
blob9825e848a517db8f5cfd74ca95d6d93ca8c2f0ec
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31 The LLVM Getting Started documentation may be out of date.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 `CMake <http://cmake.org/>`_                                >=3.4.3      Makefile/workspace generator
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 `GNU Make <http://savannah.gnu.org/projects/make>`_         3.79, 3.79.1 Makefile/build processor\ :sup:`4`
177 =========================================================== ============ ==========================================
179 .. note::
181    #. Only the C and C++ languages are needed so there's no need to build the
182       other languages for LLVM's purposes. See `below` for specific version
183       info.
184    #. Only needed if you want to run the automated test suite in the
185       ``llvm/test`` directory.
186    #. Optional, adds compression / uncompression capabilities to selected LLVM
187       tools.
188    #. Optional, you can use any other build tool supported by CMake.
190 Additionally, your compilation host is expected to have the usual plethora of
191 Unix utilities. Specifically:
193 * **ar** --- archive library builder
194 * **bzip2** --- bzip2 command for distribution generation
195 * **bunzip2** --- bunzip2 command for distribution checking
196 * **chmod** --- change permissions on a file
197 * **cat** --- output concatenation utility
198 * **cp** --- copy files
199 * **date** --- print the current date/time
200 * **echo** --- print to standard output
201 * **egrep** --- extended regular expression search utility
202 * **find** --- find files/dirs in a file system
203 * **grep** --- regular expression search utility
204 * **gzip** --- gzip command for distribution generation
205 * **gunzip** --- gunzip command for distribution checking
206 * **install** --- install directories/files
207 * **mkdir** --- create a directory
208 * **mv** --- move (rename) files
209 * **ranlib** --- symbol table builder for archive libraries
210 * **rm** --- remove (delete) files and directories
211 * **sed** --- stream editor for transforming output
212 * **sh** --- Bourne shell for make build scripts
213 * **tar** --- tape archive for distribution generation
214 * **test** --- test things in file system
215 * **unzip** --- unzip command for distribution checking
216 * **zip** --- zip command for distribution generation
218 .. _below:
219 .. _check here:
221 Host C++ Toolchain, both Compiler and Standard Library
222 ------------------------------------------------------
224 LLVM is very demanding of the host C++ compiler, and as such tends to expose
225 bugs in the compiler. We also attempt to follow improvements and developments in
226 the C++ language and library reasonably closely. As such, we require a modern
227 host C++ toolchain, both compiler and standard library, in order to build LLVM.
229 LLVM is written using the subset of C++ documented in :doc:`coding
230 standards<CodingStandards>`. To enforce this language version, we check the most
231 popular host toolchains for specific minimum versions in our build systems:
233 * Clang 3.5
234 * Apple Clang 6.0
235 * GCC 5.1
236 * Visual Studio 2017
238 The below versions currently soft-error as we transition to the new compiler
239 versions listed above. The LLVM codebase is currently known to compile correctly
240 with the following compilers, though this will change in the near future:
242 * Clang 3.1
243 * Apple Clang 3.1
244 * GCC 4.8
245 * Visual Studio 2017
247 Anything older than these toolchains *may* work, but will require forcing the
248 build system with a special option and is not really a supported host platform.
249 Also note that older versions of these compilers have often crashed or
250 miscompiled LLVM.
252 For less widely used host toolchains such as ICC or xlC, be aware that a very
253 recent version may be required to support all of the C++ features used in LLVM.
255 We track certain versions of software that are *known* to fail when used as
256 part of the host toolchain. These even include linkers at times.
258 **GNU ld 2.16.X**. Some 2.16.X versions of the ld linker will produce very long
259 warning messages complaining that some "``.gnu.linkonce.t.*``" symbol was
260 defined in a discarded section. You can safely ignore these messages as they are
261 erroneous and the linkage is correct.  These messages disappear using ld 2.17.
263 **GNU binutils 2.17**: Binutils 2.17 contains `a bug
264 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=3111>`__ which causes huge link
265 times (minutes instead of seconds) when building LLVM.  We recommend upgrading
266 to a newer version (2.17.50.0.4 or later).
268 **GNU Binutils 2.19.1 Gold**: This version of Gold contained `a bug
269 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=9836>`__ which causes
270 intermittent failures when building LLVM with position independent code.  The
271 symptom is an error about cyclic dependencies.  We recommend upgrading to a
272 newer version of Gold.
274 Getting a Modern Host C++ Toolchain
275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
277 This section mostly applies to Linux and older BSDs. On macOS, you should
278 have a sufficiently modern Xcode, or you will likely need to upgrade until you
279 do. Windows does not have a "system compiler", so you must install either Visual
280 Studio 2017 or a recent version of mingw64. FreeBSD 10.0 and newer have a modern
281 Clang as the system compiler.
283 However, some Linux distributions and some other or older BSDs sometimes have
284 extremely old versions of GCC. These steps attempt to help you upgrade you
285 compiler even on such a system. However, if at all possible, we encourage you
286 to use a recent version of a distribution with a modern system compiler that
287 meets these requirements. Note that it is tempting to install a prior
288 version of Clang and libc++ to be the host compiler, however libc++ was not
289 well tested or set up to build on Linux until relatively recently. As
290 a consequence, this guide suggests just using libstdc++ and a modern GCC as the
291 initial host in a bootstrap, and then using Clang (and potentially libc++).
293 The first step is to get a recent GCC toolchain installed. The most common
294 distribution on which users have struggled with the version requirements is
295 Ubuntu Precise, 12.04 LTS. For this distribution, one easy option is to install
296 the `toolchain testing PPA`_ and use it to install a modern GCC. There is
297 a really nice discussions of this on the `ask ubuntu stack exchange`_ and a
298 `github gist`_ with updated commands. However, not all users can use PPAs and
299 there are many other distributions, so it may be necessary (or just useful, if
300 you're here you *are* doing compiler development after all) to build and install
301 GCC from source. It is also quite easy to do these days.
303 .. _toolchain testing PPA:
304   https://launchpad.net/~ubuntu-toolchain-r/+archive/test
305 .. _ask ubuntu stack exchange:
306   https://askubuntu.com/questions/466651/how-do-i-use-the-latest-gcc-on-ubuntu/581497#58149
307 .. _github gist:
308   https://gist.github.com/application2000/73fd6f4bf1be6600a2cf9f56315a2d91
310 Easy steps for installing GCC 5.1.0:
312 .. code-block:: console
314   % gcc_version=5.1.0
315   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2
316   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig
317   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gnu-keyring.gpg
318   % signature_invalid=`gpg --verify --no-default-keyring --keyring ./gnu-keyring.gpg gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig`
319   % if [ $signature_invalid ]; then echo "Invalid signature" ; exit 1 ; fi
320   % tar -xvjf gcc-${gcc_version}.tar.bz2
321   % cd gcc-${gcc_version}
322   % ./contrib/download_prerequisites
323   % cd ..
324   % mkdir gcc-${gcc_version}-build
325   % cd gcc-${gcc_version}-build
326   % $PWD/../gcc-${gcc_version}/configure --prefix=$HOME/toolchains --enable-languages=c,c++
327   % make -j$(nproc)
328   % make install
330 For more details, check out the excellent `GCC wiki entry`_, where I got most
331 of this information from.
333 .. _GCC wiki entry:
334   https://gcc.gnu.org/wiki/InstallingGCC
336 Once you have a GCC toolchain, configure your build of LLVM to use the new
337 toolchain for your host compiler and C++ standard library. Because the new
338 version of libstdc++ is not on the system library search path, you need to pass
339 extra linker flags so that it can be found at link time (``-L``) and at runtime
340 (``-rpath``). If you are using CMake, this invocation should produce working
341 binaries:
343 .. code-block:: console
345   % mkdir build
346   % cd build
347   % CC=$HOME/toolchains/bin/gcc CXX=$HOME/toolchains/bin/g++ \
348     cmake .. -DCMAKE_CXX_LINK_FLAGS="-Wl,-rpath,$HOME/toolchains/lib64 -L$HOME/toolchains/lib64"
350 If you fail to set rpath, most LLVM binaries will fail on startup with a message
351 from the loader similar to ``libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.20' not
352 found``. This means you need to tweak the -rpath linker flag.
354 When you build Clang, you will need to give *it* access to modern C++
355 standard library in order to use it as your new host in part of a bootstrap.
356 There are two easy ways to do this, either build (and install) libc++ along
357 with Clang and then use it with the ``-stdlib=libc++`` compile and link flag,
358 or install Clang into the same prefix (``$HOME/toolchains`` above) as GCC.
359 Clang will look within its own prefix for libstdc++ and use it if found. You
360 can also add an explicit prefix for Clang to look in for a GCC toolchain with
361 the ``--gcc-toolchain=/opt/my/gcc/prefix`` flag, passing it to both compile and
362 link commands when using your just-built-Clang to bootstrap.
364 .. _Getting Started with LLVM:
366 Getting Started with LLVM
367 =========================
369 The remainder of this guide is meant to get you up and running with LLVM and to
370 give you some basic information about the LLVM environment.
372 The later sections of this guide describe the `general layout`_ of the LLVM
373 source tree, a `simple example`_ using the LLVM tool chain, and `links`_ to find
374 more information about LLVM or to get help via e-mail.
376 Terminology and Notation
377 ------------------------
379 Throughout this manual, the following names are used to denote paths specific to
380 the local system and working environment.  *These are not environment variables
381 you need to set but just strings used in the rest of this document below*.  In
382 any of the examples below, simply replace each of these names with the
383 appropriate pathname on your local system.  All these paths are absolute:
385 ``SRC_ROOT``
387   This is the top level directory of the LLVM source tree.
389 ``OBJ_ROOT``
391   This is the top level directory of the LLVM object tree (i.e. the tree where
392   object files and compiled programs will be placed.  It can be the same as
393   SRC_ROOT).
395 Unpacking the LLVM Archives
396 ---------------------------
398 If you have the LLVM distribution, you will need to unpack it before you can
399 begin to compile it.  LLVM is distributed as a number of different
400 subprojects. Each one has its own download which is a TAR archive that is
401 compressed with the gzip program.
403 The files are as follows, with *x.y* marking the version number:
405 ``llvm-x.y.tar.gz``
407   Source release for the LLVM libraries and tools.
409 ``cfe-x.y.tar.gz``
411   Source release for the Clang frontend.
413 .. _checkout:
415 Checkout LLVM from Git
416 ----------------------
418 You can also checkout the source code for LLVM from Git. While the LLVM
419 project's official source-code repository is Subversion, we are in the process
420 of migrating to git. We currently recommend that all developers use Git for
421 day-to-day development.
423 .. note::
425   Passing ``--config core.autocrlf=false`` should not be required in
426   the future after we adjust the .gitattribute settings correctly, but
427   is required for Windows users at the time of this writing.
429 Simply run:
431 .. code-block:: console
433   % git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
435 or on Windows,
437 .. code-block:: console
439   % git clone --config core.autocrlf=false https://github.com/llvm/llvm-project.git
441 This will create an '``llvm-project``' directory in the current directory and
442 fully populate it with all of the source code, test directories, and local
443 copies of documentation files for LLVM and all the related subprojects. Note
444 that unlike the tarballs, which contain each subproject in a separate file, the
445 git repository contains all of the projects together.
447 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
448 you can check out a tag after cloning the repository. E.g., `git checkout
449 llvmorg-6.0.1` inside the ``llvm-project`` directory created by the above
450 command.  Use `git tag -l` to list all of them.
452 Sending patches
453 ^^^^^^^^^^^^^^^
455 Please read `Developer Policy <DeveloperPolicy.html#one-off-patches>`_, too.
457 We don't currently accept github pull requests, so you'll need to send patches
458 either via emailing to llvm-commits, or, preferably, via :ref:`Phabricator
459 <phabricator-reviews>`.
461 You'll generally want to make sure your branch has a single commit,
462 corresponding to the review you wish to send, up-to-date with the upstream
463 ``origin/master`` branch, and doesn't contain merges. Once you have that, you
464 can use ``git show`` or ``git format-patch`` to output the diff, and attach it
465 to a Phabricator review (or to an email message).
467 However, using the "Arcanist" tool is often easier. After `installing
468 arcanist`_, you can upload the latest commit using:
470 .. code-block:: console
472   % arc diff HEAD~1
474 Additionally, before sending a patch for review, please also try to ensure it's
475 formatted properly. We use ``clang-format`` for this, which has git integration
476 through the ``git-clang-format`` script. On some systems, it may already be
477 installed (or be installable via your package manager). If so, you can simply
478 run it -- the following command will format only the code changed in the most
479 recent commit:
481 .. code-block:: console
483   % git clang-format HEAD~1
485 Note that this modifies the files, but doesn't commit them -- you'll likely want
486 to run
488 .. code-block:: console
490   % git commit --amend -a
492 in order to update the last commit with all pending changes.
494 .. note::
495   If you don't already have ``clang-format`` or ``git clang-format`` installed
496   on your system, the ``clang-format`` binary will be built alongside clang, and
497   the git integration can be run from
498   ``clang/tools/clang-format/git-clang-format``.
501 .. _commit_from_git:
503 For developers to commit changes from Git
504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
506 A helper script is provided in ``llvm/utils/git-svn/git-llvm``. After you add it
507 to your path, you can push committed changes upstream with ``git llvm
508 push``. While this creates a Subversion checkout and patches it under the hood,
509 it does not require you to have interaction with it.
511 .. code-block:: console
513   % export PATH=$PATH:$TOP_LEVEL_DIR/llvm-project/llvm/utils/git-svn/
514   % git llvm push
516 Within a couple minutes after pushing to subversion, the svn commit will have
517 been converted back to a Git commit, and made its way into the official Git
518 repository. At that point, ``git pull`` should get back the changes as they were
519 committed.
521 You'll likely want to ``git pull --rebase`` to get the official git commit
522 downloaded back to your repository. The SVN revision numbers of each commit can
523 be found at the end of the commit message, e.g. ``llvm-svn: 350914``.
525 You may also find the ``-n`` flag useful, like ``git llvm push -n``. This runs
526 through all the steps of committing _without_ actually doing the commit, and
527 tell you what it would have done. That can be useful if you're unsure whether
528 the right thing will happen.
530 Reverting a change when using Git
531 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
533 If you're using Git and need to revert a patch, Git needs to be supplied a
534 commit hash, not an svn revision. To make things easier, you can use
535 ``git llvm revert`` to revert with either an SVN revision or a Git hash instead.
537 Additionally, you can first run with ``git llvm revert -n`` to print which Git
538 commands will run, without doing anything.
540 Running ``git llvm revert`` will only revert things in your local repository. To
541 push the revert upstream, you still need to run ``git llvm push`` as described
542 earlier.
544 .. code-block:: console
546   % git llvm revert rNNNNNN       # Revert by SVN id
547   % git llvm revert abcdef123456  # Revert by Git commit hash
548   % git llvm revert -n rNNNNNN    # Print the commands without doing anything
550 Checkout via SVN (deprecated)
551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
553 Until we have fully migrated to Git, you may also get a fresh copy of
554 the code from the official Subversion repository.
556 * ``cd where-you-want-llvm-to-live``
557 * Read-Only: ``svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
558 * Read-Write: ``svn co https://user@llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
560 This will create an '``llvm``' directory in the current directory and fully
561 populate it with the LLVM source code, Makefiles, test directories, and local
562 copies of documentation files.
564 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
565 you can check it out from the '``tags``' directory (instead of '``trunk``'). The
566 following releases are located in the following subdirectories of the '``tags``'
567 directory:
569 * Release 3.5.0 and later: **RELEASE_350/final** and so on
570 * Release 2.9 through 3.4: **RELEASE_29/final** and so on
571 * Release 1.1 through 2.8: **RELEASE_11** and so on
572 * Release 1.0: **RELEASE_1**
574 Local LLVM Configuration
575 ------------------------
577 Once checked out repository, the LLVM suite source code must be configured
578 before being built. This process uses CMake.  Unlinke the normal ``configure``
579 script, CMake generates the build files in whatever format you request as well
580 as various ``*.inc`` files, and ``llvm/include/Config/config.h``.
582 Variables are passed to ``cmake`` on the command line using the format
583 ``-D<variable name>=<value>``. The following variables are some common options
584 used by people developing LLVM.
586 +-------------------------+----------------------------------------------------+
587 | Variable                | Purpose                                            |
588 +=========================+====================================================+
589 | CMAKE_C_COMPILER        | Tells ``cmake`` which C compiler to use. By        |
590 |                         | default, this will be /usr/bin/cc.                 |
591 +-------------------------+----------------------------------------------------+
592 | CMAKE_CXX_COMPILER      | Tells ``cmake`` which C++ compiler to use. By      |
593 |                         | default, this will be /usr/bin/c++.                |
594 +-------------------------+----------------------------------------------------+
595 | CMAKE_BUILD_TYPE        | Tells ``cmake`` what type of build you are trying  |
596 |                         | to generate files for. Valid options are Debug,    |
597 |                         | Release, RelWithDebInfo, and MinSizeRel. Default   |
598 |                         | is Debug.                                          |
599 +-------------------------+----------------------------------------------------+
600 | CMAKE_INSTALL_PREFIX    | Specifies the install directory to target when     |
601 |                         | running the install action of the build files.     |
602 +-------------------------+----------------------------------------------------+
603 | PYTHON_EXECUTABLE       | Forces CMake to use a specific Python version by   |
604 |                         | passing a path to a Python interpreter. By default |
605 |                         | the Python version of the interpreter in your PATH |
606 |                         | is used.                                           |
607 +-------------------------+----------------------------------------------------+
608 | LLVM_TARGETS_TO_BUILD   | A semicolon delimited list controlling which       |
609 |                         | targets will be built and linked into llvm.        |
610 |                         | The default list is defined as                     |
611 |                         | ``LLVM_ALL_TARGETS``, and can be set to include    |
612 |                         | out-of-tree targets. The default value includes:   |
613 |                         | ``AArch64, AMDGPU, ARM, BPF, Hexagon, Mips,        |
614 |                         | MSP430, NVPTX, PowerPC, Sparc, SystemZ, X86,       |
615 |                         | XCore``.                                           |
616 |                         |                                                    |
617 +-------------------------+----------------------------------------------------+
618 | LLVM_ENABLE_DOXYGEN     | Build doxygen-based documentation from the source  |
619 |                         | code This is disabled by default because it is     |
620 |                         | slow and generates a lot of output.                |
621 +-------------------------+----------------------------------------------------+
622 | LLVM_ENABLE_PROJECTS    | A semicolon-delimited list selecting which of the  |
623 |                         | other LLVM subprojects to additionally build. (Only|
624 |                         | effective when using a side-by-side project layout |
625 |                         | e.g. via git). The default list is empty. Can      |
626 |                         | include: clang, libcxx, libcxxabi, libunwind, lldb,|
627 |                         | compiler-rt, lld, polly, or debuginfo-tests.       |
628 +-------------------------+----------------------------------------------------+
629 | LLVM_ENABLE_SPHINX      | Build sphinx-based documentation from the source   |
630 |                         | code. This is disabled by default because it is    |
631 |                         | slow and generates a lot of output. Sphinx version |
632 |                         | 1.5 or later recommended.                          |
633 +-------------------------+----------------------------------------------------+
634 | LLVM_BUILD_LLVM_DYLIB   | Generate libLLVM.so. This library contains a       |
635 |                         | default set of LLVM components that can be         |
636 |                         | overridden with ``LLVM_DYLIB_COMPONENTS``. The     |
637 |                         | default contains most of LLVM and is defined in    |
638 |                         | ``tools/llvm-shlib/CMakelists.txt``.               |
639 +-------------------------+----------------------------------------------------+
640 | LLVM_OPTIMIZED_TABLEGEN | Builds a release tablegen that gets used during    |
641 |                         | the LLVM build. This can dramatically speed up     |
642 |                         | debug builds.                                      |
643 +-------------------------+----------------------------------------------------+
645 To configure LLVM, follow these steps:
647 #. Change directory into the object root directory:
649    .. code-block:: console
651      % cd OBJ_ROOT
653 #. Run the ``cmake``:
655    .. code-block:: console
657      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/install/path
658        [other options] SRC_ROOT
660 Compiling the LLVM Suite Source Code
661 ------------------------------------
663 Unlike with autotools, with CMake your build type is defined at configuration.
664 If you want to change your build type, you can re-run cmake with the following
665 invocation:
667    .. code-block:: console
669      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=type SRC_ROOT
671 Between runs, CMake preserves the values set for all options. CMake has the
672 following build types defined:
674 Debug
676   These builds are the default. The build system will compile the tools and
677   libraries unoptimized, with debugging information, and asserts enabled.
679 Release
681   For these builds, the build system will compile the tools and libraries
682   with optimizations enabled and not generate debug info. CMakes default
683   optimization level is -O3. This can be configured by setting the
684   ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE`` variable on the CMake command line.
686 RelWithDebInfo
688   These builds are useful when debugging. They generate optimized binaries with
689   debug information. CMakes default optimization level is -O2. This can be
690   configured by setting the ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO`` variable on the
691   CMake command line.
693 Once you have LLVM configured, you can build it by entering the *OBJ_ROOT*
694 directory and issuing the following command:
696 .. code-block:: console
698   % make
700 If the build fails, please `check here`_ to see if you are using a version of
701 GCC that is known not to compile LLVM.
703 If you have multiple processors in your machine, you may wish to use some of the
704 parallel build options provided by GNU Make.  For example, you could use the
705 command:
707 .. code-block:: console
709   % make -j2
711 There are several special targets which are useful when working with the LLVM
712 source code:
714 ``make clean``
716   Removes all files generated by the build.  This includes object files,
717   generated C/C++ files, libraries, and executables.
719 ``make install``
721   Installs LLVM header files, libraries, tools, and documentation in a hierarchy
722   under ``$PREFIX``, specified with ``CMAKE_INSTALL_PREFIX``, which
723   defaults to ``/usr/local``.
725 ``make docs-llvm-html``
727   If configured with ``-DLLVM_ENABLE_SPHINX=On``, this will generate a directory
728   at ``OBJ_ROOT/docs/html`` which contains the HTML formatted documentation.
730 Cross-Compiling LLVM
731 --------------------
733 It is possible to cross-compile LLVM itself. That is, you can create LLVM
734 executables and libraries to be hosted on a platform different from the platform
735 where they are built (a Canadian Cross build). To generate build files for
736 cross-compiling CMake provides a variable ``CMAKE_TOOLCHAIN_FILE`` which can
737 define compiler flags and variables used during the CMake test operations.
739 The result of such a build is executables that are not runnable on the build
740 host but can be executed on the target. As an example the following CMake
741 invocation can generate build files targeting iOS. This will work on macOS
742 with the latest Xcode:
744 .. code-block:: console
746   % cmake -G "Ninja" -DCMAKE_OSX_ARCHITECTURES="armv7;armv7s;arm64"
747     -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=<PATH_TO_LLVM>/cmake/platforms/iOS.cmake
748     -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_BUILD_RUNTIME=Off -DLLVM_INCLUDE_TESTS=Off
749     -DLLVM_INCLUDE_EXAMPLES=Off -DLLVM_ENABLE_BACKTRACES=Off [options]
750     <PATH_TO_LLVM>
752 Note: There are some additional flags that need to be passed when building for
753 iOS due to limitations in the iOS SDK.
755 Check :doc:`HowToCrossCompileLLVM` and `Clang docs on how to cross-compile in general
756 <http://clang.llvm.org/docs/CrossCompilation.html>`_ for more information
757 about cross-compiling.
759 The Location of LLVM Object Files
760 ---------------------------------
762 The LLVM build system is capable of sharing a single LLVM source tree among
763 several LLVM builds.  Hence, it is possible to build LLVM for several different
764 platforms or configurations using the same source tree.
766 * Change directory to where the LLVM object files should live:
768   .. code-block:: console
770     % cd OBJ_ROOT
772 * Run ``cmake``:
774   .. code-block:: console
776     % cmake -G "Unix Makefiles" SRC_ROOT
778 The LLVM build will create a structure underneath *OBJ_ROOT* that matches the
779 LLVM source tree. At each level where source files are present in the source
780 tree there will be a corresponding ``CMakeFiles`` directory in the *OBJ_ROOT*.
781 Underneath that directory there is another directory with a name ending in
782 ``.dir`` under which you'll find object files for each source.
784 For example:
786   .. code-block:: console
788     % cd llvm_build_dir
789     % find lib/Support/ -name APFloat*
790     lib/Support/CMakeFiles/LLVMSupport.dir/APFloat.cpp.o
792 Optional Configuration Items
793 ----------------------------
795 If you're running on a Linux system that supports the `binfmt_misc
796 <http://en.wikipedia.org/wiki/binfmt_misc>`_
797 module, and you have root access on the system, you can set your system up to
798 execute LLVM bitcode files directly. To do this, use commands like this (the
799 first command may not be required if you are already using the module):
801 .. code-block:: console
803   % mount -t binfmt_misc none /proc/sys/fs/binfmt_misc
804   % echo ':llvm:M::BC::/path/to/lli:' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
805   % chmod u+x hello.bc   (if needed)
806   % ./hello.bc
808 This allows you to execute LLVM bitcode files directly.  On Debian, you can also
809 use this command instead of the 'echo' command above:
811 .. code-block:: console
813   % sudo update-binfmts --install llvm /path/to/lli --magic 'BC'
815 .. _Program Layout:
816 .. _general layout:
818 Directory Layout
819 ================
821 One useful source of information about the LLVM source base is the LLVM `doxygen
822 <http://www.doxygen.org/>`_ documentation available at
823 `<http://llvm.org/doxygen/>`_.  The following is a brief introduction to code
824 layout:
826 ``llvm/examples``
827 -----------------
829 Simple examples using the LLVM IR and JIT.
831 ``llvm/include``
832 ----------------
834 Public header files exported from the LLVM library. The three main subdirectories:
836 ``llvm/include/llvm``
838   All LLVM-specific header files, and  subdirectories for different portions of
839   LLVM: ``Analysis``, ``CodeGen``, ``Target``, ``Transforms``, etc...
841 ``llvm/include/llvm/Support``
843   Generic support libraries provided with LLVM but not necessarily specific to
844   LLVM. For example, some C++ STL utilities and a Command Line option processing
845   library store header files here.
847 ``llvm/include/llvm/Config``
849   Header files configured by ``cmake``.  They wrap "standard" UNIX and
850   C header files.  Source code can include these header files which
851   automatically take care of the conditional #includes that ``cmake``
852   generates.
854 ``llvm/lib``
855 ------------
857 Most source files are here. By putting code in libraries, LLVM makes it easy to
858 share code among the `tools`_.
860 ``llvm/lib/IR/``
862   Core LLVM source files that implement core classes like Instruction and
863   BasicBlock.
865 ``llvm/lib/AsmParser/``
867   Source code for the LLVM assembly language parser library.
869 ``llvm/lib/Bitcode/``
871   Code for reading and writing bitcode.
873 ``llvm/lib/Analysis/``
875   A variety of program analyses, such as Call Graphs, Induction Variables,
876   Natural Loop Identification, etc.
878 ``llvm/lib/Transforms/``
880   IR-to-IR program transformations, such as Aggressive Dead Code Elimination,
881   Sparse Conditional Constant Propagation, Inlining, Loop Invariant Code Motion,
882   Dead Global Elimination, and many others.
884 ``llvm/lib/Target/``
886   Files describing target architectures for code generation.  For example,
887   ``llvm/lib/Target/X86`` holds the X86 machine description.
889 ``llvm/lib/CodeGen/``
891   The major parts of the code generator: Instruction Selector, Instruction
892   Scheduling, and Register Allocation.
894 ``llvm/lib/MC/``
896   (FIXME: T.B.D.)  ....?
898 ``llvm/lib/ExecutionEngine/``
900   Libraries for directly executing bitcode at runtime in interpreted and
901   JIT-compiled scenarios.
903 ``llvm/lib/Support/``
905   Source code that corresponding to the header files in ``llvm/include/ADT/``
906   and ``llvm/include/Support/``.
908 ``llvm/projects``
909 -----------------
911 Projects not strictly part of LLVM but shipped with LLVM. This is also the
912 directory for creating your own LLVM-based projects which leverage the LLVM
913 build system.
915 ``llvm/test``
916 -------------
918 Feature and regression tests and other sanity checks on LLVM infrastructure. These
919 are intended to run quickly and cover a lot of territory without being exhaustive.
921 ``test-suite``
922 --------------
924 A comprehensive correctness, performance, and benchmarking test suite
925 for LLVM.  This comes in a ``separate git repository
926 <https://github.com/llvm/llvm-test-suite>``, because it contains a
927 large amount of third-party code under a variety of licenses. For
928 details see the :doc:`Testing Guide <TestingGuide>` document.
930 .. _tools:
932 ``llvm/tools``
933 --------------
935 Executables built out of the libraries
936 above, which form the main part of the user interface.  You can always get help
937 for a tool by typing ``tool_name -help``.  The following is a brief introduction
938 to the most important tools.  More detailed information is in
939 the `Command Guide <CommandGuide/index.html>`_.
941 ``bugpoint``
943   ``bugpoint`` is used to debug optimization passes or code generation backends
944   by narrowing down the given test case to the minimum number of passes and/or
945   instructions that still cause a problem, whether it is a crash or
946   miscompilation. See `<HowToSubmitABug.html>`_ for more information on using
947   ``bugpoint``.
949 ``llvm-ar``
951   The archiver produces an archive containing the given LLVM bitcode files,
952   optionally with an index for faster lookup.
954 ``llvm-as``
956   The assembler transforms the human readable LLVM assembly to LLVM bitcode.
958 ``llvm-dis``
960   The disassembler transforms the LLVM bitcode to human readable LLVM assembly.
962 ``llvm-link``
964   ``llvm-link``, not surprisingly, links multiple LLVM modules into a single
965   program.
967 ``lli``
969   ``lli`` is the LLVM interpreter, which can directly execute LLVM bitcode
970   (although very slowly...). For architectures that support it (currently x86,
971   Sparc, and PowerPC), by default, ``lli`` will function as a Just-In-Time
972   compiler (if the functionality was compiled in), and will execute the code
973   *much* faster than the interpreter.
975 ``llc``
977   ``llc`` is the LLVM backend compiler, which translates LLVM bitcode to a
978   native code assembly file.
980 ``opt``
982   ``opt`` reads LLVM bitcode, applies a series of LLVM to LLVM transformations
983   (which are specified on the command line), and outputs the resultant
984   bitcode.   '``opt -help``'  is a good way to get a list of the
985   program transformations available in LLVM.
987   ``opt`` can also  run a specific analysis on an input LLVM bitcode
988   file and print  the results.  Primarily useful for debugging
989   analyses, or familiarizing yourself with what an analysis does.
991 ``llvm/utils``
992 --------------
994 Utilities for working with LLVM source code; some are part of the build process
995 because they are code generators for parts of the infrastructure.
998 ``codegen-diff``
1000   ``codegen-diff`` finds differences between code that LLC
1001   generates and code that LLI generates. This is useful if you are
1002   debugging one of them, assuming that the other generates correct output. For
1003   the full user manual, run ```perldoc codegen-diff'``.
1005 ``emacs/``
1007    Emacs and XEmacs syntax highlighting  for LLVM   assembly files and TableGen
1008    description files.  See the ``README`` for information on using them.
1010 ``getsrcs.sh``
1012   Finds and outputs all non-generated source files,
1013   useful if one wishes to do a lot of development across directories
1014   and does not want to find each file. One way to use it is to run,
1015   for example: ``xemacs `utils/getsources.sh``` from the top of the LLVM source
1016   tree.
1018 ``llvmgrep``
1020   Performs an ``egrep -H -n`` on each source file in LLVM and
1021   passes to it a regular expression provided on ``llvmgrep``'s command
1022   line. This is an efficient way of searching the source base for a
1023   particular regular expression.
1025 ``TableGen/``
1027   Contains the tool used to generate register
1028   descriptions, instruction set descriptions, and even assemblers from common
1029   TableGen description files.
1031 ``vim/``
1033   vim syntax-highlighting for LLVM assembly files
1034   and TableGen description files. See the    ``README`` for how to use them.
1036 .. _simple example:
1038 An Example Using the LLVM Tool Chain
1039 ====================================
1041 This section gives an example of using LLVM with the Clang front end.
1043 Example with clang
1044 ------------------
1046 #. First, create a simple C file, name it 'hello.c':
1048    .. code-block:: c
1050      #include <stdio.h>
1052      int main() {
1053        printf("hello world\n");
1054        return 0;
1055      }
1057 #. Next, compile the C file into a native executable:
1059    .. code-block:: console
1061      % clang hello.c -o hello
1063    .. note::
1065      Clang works just like GCC by default.  The standard -S and -c arguments
1066      work as usual (producing a native .s or .o file, respectively).
1068 #. Next, compile the C file into an LLVM bitcode file:
1070    .. code-block:: console
1072      % clang -O3 -emit-llvm hello.c -c -o hello.bc
1074    The -emit-llvm option can be used with the -S or -c options to emit an LLVM
1075    ``.ll`` or ``.bc`` file (respectively) for the code.  This allows you to use
1076    the `standard LLVM tools <CommandGuide/index.html>`_ on the bitcode file.
1078 #. Run the program in both forms. To run the program, use:
1080    .. code-block:: console
1082       % ./hello
1084    and
1086    .. code-block:: console
1088      % lli hello.bc
1090    The second examples shows how to invoke the LLVM JIT, :doc:`lli
1091    <CommandGuide/lli>`.
1093 #. Use the ``llvm-dis`` utility to take a look at the LLVM assembly code:
1095    .. code-block:: console
1097      % llvm-dis < hello.bc | less
1099 #. Compile the program to native assembly using the LLC code generator:
1101    .. code-block:: console
1103      % llc hello.bc -o hello.s
1105 #. Assemble the native assembly language file into a program:
1107    .. code-block:: console
1109      % /opt/SUNWspro/bin/cc -xarch=v9 hello.s -o hello.native   # On Solaris
1111      % gcc hello.s -o hello.native                              # On others
1113 #. Execute the native code program:
1115    .. code-block:: console
1117      % ./hello.native
1119    Note that using clang to compile directly to native code (i.e. when the
1120    ``-emit-llvm`` option is not present) does steps 6/7/8 for you.
1122 Common Problems
1123 ===============
1125 If you are having problems building or using LLVM, or if you have any other
1126 general questions about LLVM, please consult the `Frequently Asked
1127 Questions <FAQ.html>`_ page.
1129 .. _links:
1131 Links
1132 =====
1134 This document is just an **introduction** on how to use LLVM to do some simple
1135 things... there are many more interesting and complicated things that you can do
1136 that aren't documented here (but we'll gladly accept a patch if you want to
1137 write something up!).  For more information about LLVM, check out:
1139 * `LLVM Homepage <http://llvm.org/>`_
1140 * `LLVM Doxygen Tree <http://llvm.org/doxygen/>`_
1141 * `Starting a Project that Uses LLVM <http://llvm.org/docs/Projects.html>`_
1143 .. _installing arcanist: https://secure.phabricator.com/book/phabricator/article/arcanist_quick_start/