Clang] Fix expansion of response files in -Wp after integrated-cc1 change
[llvm-project.git] / llvm / docs / GettingStarted.rst
blob8a5476fd924f848a43316c4c52ebbf67491c0e7d
1 ====================================
2 Getting Started with the LLVM System
3 ====================================
5 .. contents::
6    :local:
8 Overview
9 ========
11 Welcome to the LLVM project!
13 The LLVM project has multiple components. The core of the project is
14 itself called "LLVM". This contains all of the tools, libraries, and header
15 files needed to process intermediate representations and converts it into
16 object files.  Tools include an assembler, disassembler, bitcode analyzer, and
17 bitcode optimizer.  It also contains basic regression tests.
19 C-like languages use the `Clang <http://clang.llvm.org/>`_ front end.  This
20 component compiles C, C++, Objective C, and Objective C++ code into LLVM bitcode
21 -- and from there into object files, using LLVM.
23 Other components include:
24 the `libc++ C++ standard library <https://libcxx.llvm.org>`_,
25 the `LLD linker <https://lld.llvm.org>`_, and more.
27 Getting the Source Code and Building LLVM
28 =========================================
30 The LLVM Getting Started documentation may be out of date.  The `Clang
31 Getting Started <http://clang.llvm.org/get_started.html>`_ page might have more
32 accurate information.
34 This is an example workflow and configuration to get and build the LLVM source:
36 #. Checkout LLVM (including related subprojects like Clang):
38    * ``git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git``
39    * Or, on windows, ``git clone --config core.autocrlf=false
40      https://github.com/llvm/llvm-project.git``
42 #. Configure and build LLVM and Clang:.
44    * ``cd llvm-project``
45    * ``mkdir build``
46    * ``cd build``
47    * ``cmake -G <generator> [options] ../llvm``
49      Some common generators are:
51      * ``Ninja`` --- for generating `Ninja <https://ninja-build.org>`_
52        build files. Most llvm developers use Ninja.
53      * ``Unix Makefiles`` --- for generating make-compatible parallel makefiles.
54      * ``Visual Studio`` --- for generating Visual Studio projects and
55        solutions.
56      * ``Xcode`` --- for generating Xcode projects.
58      Some Common options:
60      * ``-DLLVM_ENABLE_PROJECTS='...'`` --- semicolon-separated list of the LLVM
61        subprojects you'd like to additionally build. Can include any of: clang,
62        clang-tools-extra, libcxx, libcxxabi, libunwind, lldb, compiler-rt, lld,
63        polly, or debuginfo-tests.
65        For example, to build LLVM, Clang, libcxx, and libcxxabi, use
66        ``-DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi"``.
68      * ``-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=directory`` --- Specify for *directory* the full
69        pathname of where you want the LLVM tools and libraries to be installed
70        (default ``/usr/local``).
72      * ``-DCMAKE_BUILD_TYPE=type`` --- Valid options for *type* are Debug,
73        Release, RelWithDebInfo, and MinSizeRel. Default is Debug.
75      * ``-DLLVM_ENABLE_ASSERTIONS=On`` --- Compile with assertion checks enabled
76        (default is Yes for Debug builds, No for all other build types).
78    * Run your build tool of choice!
80      * The default target (i.e. ``ninja`` or ``make``) will build all of LLVM.
82      * The ``check-all`` target (i.e. ``ninja check-all``) will run the
83        regression tests to ensure everything is in working order.
85      * CMake will generate build targets for each tool and library, and most
86        LLVM sub-projects generate their own ``check-<project>`` target.
88      * Running a serial build will be *slow*.  To improve speed, try running a
89        parallel build. That's done by default in Ninja; for ``make``, use
90        ``make -j NNN`` (NNN is the number of parallel jobs, use e.g. number of
91        CPUs you have.)
93    * For more information see `CMake <CMake.html>`__
95    * If you get an "internal compiler error (ICE)" or test failures, see
96      `below`_.
98 Consult the `Getting Started with LLVM`_ section for detailed information on
99 configuring and compiling LLVM.  Go to `Directory Layout`_ to learn about the
100 layout of the source code tree.
102 Requirements
103 ============
105 Before you begin to use the LLVM system, review the requirements given below.
106 This may save you some trouble by knowing ahead of time what hardware and
107 software you will need.
109 Hardware
110 --------
112 LLVM is known to work on the following host platforms:
114 ================== ===================== =============
115 OS                 Arch                  Compilers
116 ================== ===================== =============
117 Linux              x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
118 Linux              amd64                 GCC, Clang
119 Linux              ARM                   GCC, Clang
120 Linux              Mips                  GCC, Clang
121 Linux              PowerPC               GCC, Clang
122 Solaris            V9 (Ultrasparc)       GCC
123 FreeBSD            x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
124 FreeBSD            amd64                 GCC, Clang
125 NetBSD             x86\ :sup:`1`         GCC, Clang
126 NetBSD             amd64                 GCC, Clang
127 macOS\ :sup:`2`    PowerPC               GCC
128 macOS              x86                   GCC, Clang
129 Cygwin/Win32       x86\ :sup:`1, 3`      GCC
130 Windows            x86\ :sup:`1`         Visual Studio
131 Windows x64        x86-64                Visual Studio
132 ================== ===================== =============
134 .. note::
136   #. Code generation supported for Pentium processors and up
137   #. Code generation supported for 32-bit ABI only
138   #. To use LLVM modules on Win32-based system, you may configure LLVM
139      with ``-DBUILD_SHARED_LIBS=On``.
141 Note that Debug builds require a lot of time and disk space.  An LLVM-only build
142 will need about 1-3 GB of space.  A full build of LLVM and Clang will need around
143 15-20 GB of disk space.  The exact space requirements will vary by system.  (It
144 is so large because of all the debugging information and the fact that the
145 libraries are statically linked into multiple tools).
147 If you are space-constrained, you can build only selected tools or only
148 selected targets.  The Release build requires considerably less space.
150 The LLVM suite *may* compile on other platforms, but it is not guaranteed to do
151 so.  If compilation is successful, the LLVM utilities should be able to
152 assemble, disassemble, analyze, and optimize LLVM bitcode.  Code generation
153 should work as well, although the generated native code may not work on your
154 platform.
156 Software
157 --------
159 Compiling LLVM requires that you have several software packages installed. The
160 table below lists those required packages. The Package column is the usual name
161 for the software package that LLVM depends on. The Version column provides
162 "known to work" versions of the package. The Notes column describes how LLVM
163 uses the package and provides other details.
165 =========================================================== ============ ==========================================
166 Package                                                     Version      Notes
167 =========================================================== ============ ==========================================
168 `CMake <http://cmake.org/>`__                               >=3.4.3      Makefile/workspace generator
169 `GCC <http://gcc.gnu.org/>`_                                >=5.1.0      C/C++ compiler\ :sup:`1`
170 `python <http://www.python.org/>`_                          >=2.7        Automated test suite\ :sup:`2`
171 `zlib <http://zlib.net>`_                                   >=1.2.3.4    Compression library\ :sup:`3`
172 `GNU Make <http://savannah.gnu.org/projects/make>`_         3.79, 3.79.1 Makefile/build processor\ :sup:`4`
173 =========================================================== ============ ==========================================
175 .. note::
177    #. Only the C and C++ languages are needed so there's no need to build the
178       other languages for LLVM's purposes. See `below` for specific version
179       info.
180    #. Only needed if you want to run the automated test suite in the
181       ``llvm/test`` directory.
182    #. Optional, adds compression / uncompression capabilities to selected LLVM
183       tools.
184    #. Optional, you can use any other build tool supported by CMake.
186 Additionally, your compilation host is expected to have the usual plethora of
187 Unix utilities. Specifically:
189 * **ar** --- archive library builder
190 * **bzip2** --- bzip2 command for distribution generation
191 * **bunzip2** --- bunzip2 command for distribution checking
192 * **chmod** --- change permissions on a file
193 * **cat** --- output concatenation utility
194 * **cp** --- copy files
195 * **date** --- print the current date/time
196 * **echo** --- print to standard output
197 * **egrep** --- extended regular expression search utility
198 * **find** --- find files/dirs in a file system
199 * **grep** --- regular expression search utility
200 * **gzip** --- gzip command for distribution generation
201 * **gunzip** --- gunzip command for distribution checking
202 * **install** --- install directories/files
203 * **mkdir** --- create a directory
204 * **mv** --- move (rename) files
205 * **ranlib** --- symbol table builder for archive libraries
206 * **rm** --- remove (delete) files and directories
207 * **sed** --- stream editor for transforming output
208 * **sh** --- Bourne shell for make build scripts
209 * **tar** --- tape archive for distribution generation
210 * **test** --- test things in file system
211 * **unzip** --- unzip command for distribution checking
212 * **zip** --- zip command for distribution generation
214 .. _below:
215 .. _check here:
217 Host C++ Toolchain, both Compiler and Standard Library
218 ------------------------------------------------------
220 LLVM is very demanding of the host C++ compiler, and as such tends to expose
221 bugs in the compiler. We also attempt to follow improvements and developments in
222 the C++ language and library reasonably closely. As such, we require a modern
223 host C++ toolchain, both compiler and standard library, in order to build LLVM.
225 LLVM is written using the subset of C++ documented in :doc:`coding
226 standards<CodingStandards>`. To enforce this language version, we check the most
227 popular host toolchains for specific minimum versions in our build systems:
229 * Clang 3.5
230 * Apple Clang 6.0
231 * GCC 5.1
232 * Visual Studio 2017
234 Anything older than these toolchains *may* work, but will require forcing the
235 build system with a special option and is not really a supported host platform.
236 Also note that older versions of these compilers have often crashed or
237 miscompiled LLVM.
239 For less widely used host toolchains such as ICC or xlC, be aware that a very
240 recent version may be required to support all of the C++ features used in LLVM.
242 We track certain versions of software that are *known* to fail when used as
243 part of the host toolchain. These even include linkers at times.
245 **GNU ld 2.16.X**. Some 2.16.X versions of the ld linker will produce very long
246 warning messages complaining that some "``.gnu.linkonce.t.*``" symbol was
247 defined in a discarded section. You can safely ignore these messages as they are
248 erroneous and the linkage is correct.  These messages disappear using ld 2.17.
250 **GNU binutils 2.17**: Binutils 2.17 contains `a bug
251 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=3111>`__ which causes huge link
252 times (minutes instead of seconds) when building LLVM.  We recommend upgrading
253 to a newer version (2.17.50.0.4 or later).
255 **GNU Binutils 2.19.1 Gold**: This version of Gold contained `a bug
256 <http://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=9836>`__ which causes
257 intermittent failures when building LLVM with position independent code.  The
258 symptom is an error about cyclic dependencies.  We recommend upgrading to a
259 newer version of Gold.
261 Getting a Modern Host C++ Toolchain
262 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
264 This section mostly applies to Linux and older BSDs. On macOS, you should
265 have a sufficiently modern Xcode, or you will likely need to upgrade until you
266 do. Windows does not have a "system compiler", so you must install either Visual
267 Studio 2017 or a recent version of mingw64. FreeBSD 10.0 and newer have a modern
268 Clang as the system compiler.
270 However, some Linux distributions and some other or older BSDs sometimes have
271 extremely old versions of GCC. These steps attempt to help you upgrade you
272 compiler even on such a system. However, if at all possible, we encourage you
273 to use a recent version of a distribution with a modern system compiler that
274 meets these requirements. Note that it is tempting to install a prior
275 version of Clang and libc++ to be the host compiler, however libc++ was not
276 well tested or set up to build on Linux until relatively recently. As
277 a consequence, this guide suggests just using libstdc++ and a modern GCC as the
278 initial host in a bootstrap, and then using Clang (and potentially libc++).
280 The first step is to get a recent GCC toolchain installed. The most common
281 distribution on which users have struggled with the version requirements is
282 Ubuntu Precise, 12.04 LTS. For this distribution, one easy option is to install
283 the `toolchain testing PPA`_ and use it to install a modern GCC. There is
284 a really nice discussions of this on the `ask ubuntu stack exchange`_ and a
285 `github gist`_ with updated commands. However, not all users can use PPAs and
286 there are many other distributions, so it may be necessary (or just useful, if
287 you're here you *are* doing compiler development after all) to build and install
288 GCC from source. It is also quite easy to do these days.
290 .. _toolchain testing PPA:
291   https://launchpad.net/~ubuntu-toolchain-r/+archive/test
292 .. _ask ubuntu stack exchange:
293   https://askubuntu.com/questions/466651/how-do-i-use-the-latest-gcc-on-ubuntu/581497#58149
294 .. _github gist:
295   https://gist.github.com/application2000/73fd6f4bf1be6600a2cf9f56315a2d91
297 Easy steps for installing GCC 5.1.0:
299 .. code-block:: console
301   % gcc_version=5.1.0
302   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2
303   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-${gcc_version}/gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig
304   % wget https://ftp.gnu.org/gnu/gnu-keyring.gpg
305   % signature_invalid=`gpg --verify --no-default-keyring --keyring ./gnu-keyring.gpg gcc-${gcc_version}.tar.bz2.sig`
306   % if [ $signature_invalid ]; then echo "Invalid signature" ; exit 1 ; fi
307   % tar -xvjf gcc-${gcc_version}.tar.bz2
308   % cd gcc-${gcc_version}
309   % ./contrib/download_prerequisites
310   % cd ..
311   % mkdir gcc-${gcc_version}-build
312   % cd gcc-${gcc_version}-build
313   % $PWD/../gcc-${gcc_version}/configure --prefix=$HOME/toolchains --enable-languages=c,c++
314   % make -j$(nproc)
315   % make install
317 For more details, check out the excellent `GCC wiki entry`_, where I got most
318 of this information from.
320 .. _GCC wiki entry:
321   https://gcc.gnu.org/wiki/InstallingGCC
323 Once you have a GCC toolchain, configure your build of LLVM to use the new
324 toolchain for your host compiler and C++ standard library. Because the new
325 version of libstdc++ is not on the system library search path, you need to pass
326 extra linker flags so that it can be found at link time (``-L``) and at runtime
327 (``-rpath``). If you are using CMake, this invocation should produce working
328 binaries:
330 .. code-block:: console
332   % mkdir build
333   % cd build
334   % CC=$HOME/toolchains/bin/gcc CXX=$HOME/toolchains/bin/g++ \
335     cmake .. -DCMAKE_CXX_LINK_FLAGS="-Wl,-rpath,$HOME/toolchains/lib64 -L$HOME/toolchains/lib64"
337 If you fail to set rpath, most LLVM binaries will fail on startup with a message
338 from the loader similar to ``libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.20' not
339 found``. This means you need to tweak the -rpath linker flag.
341 When you build Clang, you will need to give *it* access to modern C++
342 standard library in order to use it as your new host in part of a bootstrap.
343 There are two easy ways to do this, either build (and install) libc++ along
344 with Clang and then use it with the ``-stdlib=libc++`` compile and link flag,
345 or install Clang into the same prefix (``$HOME/toolchains`` above) as GCC.
346 Clang will look within its own prefix for libstdc++ and use it if found. You
347 can also add an explicit prefix for Clang to look in for a GCC toolchain with
348 the ``--gcc-toolchain=/opt/my/gcc/prefix`` flag, passing it to both compile and
349 link commands when using your just-built-Clang to bootstrap.
351 .. _Getting Started with LLVM:
353 Getting Started with LLVM
354 =========================
356 The remainder of this guide is meant to get you up and running with LLVM and to
357 give you some basic information about the LLVM environment.
359 The later sections of this guide describe the `general layout`_ of the LLVM
360 source tree, a `simple example`_ using the LLVM tool chain, and `links`_ to find
361 more information about LLVM or to get help via e-mail.
363 Terminology and Notation
364 ------------------------
366 Throughout this manual, the following names are used to denote paths specific to
367 the local system and working environment.  *These are not environment variables
368 you need to set but just strings used in the rest of this document below*.  In
369 any of the examples below, simply replace each of these names with the
370 appropriate pathname on your local system.  All these paths are absolute:
372 ``SRC_ROOT``
374   This is the top level directory of the LLVM source tree.
376 ``OBJ_ROOT``
378   This is the top level directory of the LLVM object tree (i.e. the tree where
379   object files and compiled programs will be placed.  It can be the same as
380   SRC_ROOT).
382 Unpacking the LLVM Archives
383 ---------------------------
385 If you have the LLVM distribution, you will need to unpack it before you can
386 begin to compile it.  LLVM is distributed as a number of different
387 subprojects. Each one has its own download which is a TAR archive that is
388 compressed with the gzip program.
390 The files are as follows, with *x.y* marking the version number:
392 ``llvm-x.y.tar.gz``
394   Source release for the LLVM libraries and tools.
396 ``cfe-x.y.tar.gz``
398   Source release for the Clang frontend.
400 .. _checkout:
402 Checkout LLVM from Git
403 ----------------------
405 You can also checkout the source code for LLVM from Git. While the LLVM
406 project's official source-code repository is Subversion, we are in the process
407 of migrating to git. We currently recommend that all developers use Git for
408 day-to-day development.
410 .. note::
412   Passing ``--config core.autocrlf=false`` should not be required in
413   the future after we adjust the .gitattribute settings correctly, but
414   is required for Windows users at the time of this writing.
416 Simply run:
418 .. code-block:: console
420   % git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
422 or on Windows,
424 .. code-block:: console
426   % git clone --config core.autocrlf=false https://github.com/llvm/llvm-project.git
428 This will create an '``llvm-project``' directory in the current directory and
429 fully populate it with all of the source code, test directories, and local
430 copies of documentation files for LLVM and all the related subprojects. Note
431 that unlike the tarballs, which contain each subproject in a separate file, the
432 git repository contains all of the projects together.
434 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
435 you can check out a tag after cloning the repository. E.g., `git checkout
436 llvmorg-6.0.1` inside the ``llvm-project`` directory created by the above
437 command.  Use `git tag -l` to list all of them.
439 Sending patches
440 ^^^^^^^^^^^^^^^
442 Please read `Developer Policy <DeveloperPolicy.html#one-off-patches>`_, too.
444 We don't currently accept github pull requests, so you'll need to send patches
445 either via emailing to llvm-commits, or, preferably, via :ref:`Phabricator
446 <phabricator-reviews>`.
448 You'll generally want to make sure your branch has a single commit,
449 corresponding to the review you wish to send, up-to-date with the upstream
450 ``origin/master`` branch, and doesn't contain merges. Once you have that, you
451 can use ``git show`` or ``git format-patch`` to output the diff, and attach it
452 to a Phabricator review (or to an email message).
454 However, using the "Arcanist" tool is often easier. After `installing
455 arcanist`_, you can upload the latest commit using:
457 .. code-block:: console
459   % arc diff HEAD~1
461 Additionally, before sending a patch for review, please also try to ensure it's
462 formatted properly. We use ``clang-format`` for this, which has git integration
463 through the ``git-clang-format`` script. On some systems, it may already be
464 installed (or be installable via your package manager). If so, you can simply
465 run it -- the following command will format only the code changed in the most
466 recent commit:
468 .. code-block:: console
470   % git clang-format HEAD~1
472 Note that this modifies the files, but doesn't commit them -- you'll likely want
473 to run
475 .. code-block:: console
477   % git commit --amend -a
479 in order to update the last commit with all pending changes.
481 .. note::
482   If you don't already have ``clang-format`` or ``git clang-format`` installed
483   on your system, the ``clang-format`` binary will be built alongside clang, and
484   the git integration can be run from
485   ``clang/tools/clang-format/git-clang-format``.
488 .. _commit_from_git:
490 For developers to commit changes from Git
491 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
493 Once a patch is reviewed, you should rebase it, re-test locally, and commit the
494 changes to LLVM's master branch. This is done using `git push` if you have the
495 required access rights. See `committing a change
496 <Phabricator.html#committing-a-change>`_ for Phabricator based commits or
497 `obtaining commit access <DeveloperPolicy.html#obtaining-commit-access>`_
498 for commit access.
500 LLVM currently has a linear-history policy, which means that merge commits are
501 not allowed. The `llvm-project` repo on github is configured to reject pushes
502 that include merges, so the `git rebase` step above is required.
504 Reverting a change
505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
507 When reverting changes using git, the default message will say "This reverts
508 commit XYZ". Leave this at the end of the commit message, but add some details
509 before it as to why the commit is being reverted. A brief explanation and/or
510 links to bots that demonstrate the problem are sufficient.
512 Checkout via SVN (deprecated)
513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
515 The SVN repository is no longer updated, but it is still available for now. If
516 you need to check the code out of SVN rather than git for some reason, you can
517 do it like so:
519 * ``cd where-you-want-llvm-to-live``
520 * Read-Only: ``svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
521 * Read-Write: ``svn co https://user@llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk llvm``
523 This will create an '``llvm``' directory in the current directory and fully
524 populate it with the LLVM source code, Makefiles, test directories, and local
525 copies of documentation files.
527 If you want to get a specific release (as opposed to the most recent revision),
528 you can check it out from the '``tags``' directory (instead of '``trunk``'). The
529 following releases are located in the following subdirectories of the '``tags``'
530 directory:
532 * Release 3.5.0 and later: **RELEASE_350/final** and so on
533 * Release 2.9 through 3.4: **RELEASE_29/final** and so on
534 * Release 1.1 through 2.8: **RELEASE_11** and so on
535 * Release 1.0: **RELEASE_1**
537 Local LLVM Configuration
538 ------------------------
540 Once checked out repository, the LLVM suite source code must be configured
541 before being built. This process uses CMake.  Unlinke the normal ``configure``
542 script, CMake generates the build files in whatever format you request as well
543 as various ``*.inc`` files, and ``llvm/include/Config/config.h``.
545 Variables are passed to ``cmake`` on the command line using the format
546 ``-D<variable name>=<value>``. The following variables are some common options
547 used by people developing LLVM.
549 +-------------------------+----------------------------------------------------+
550 | Variable                | Purpose                                            |
551 +=========================+====================================================+
552 | CMAKE_C_COMPILER        | Tells ``cmake`` which C compiler to use. By        |
553 |                         | default, this will be /usr/bin/cc.                 |
554 +-------------------------+----------------------------------------------------+
555 | CMAKE_CXX_COMPILER      | Tells ``cmake`` which C++ compiler to use. By      |
556 |                         | default, this will be /usr/bin/c++.                |
557 +-------------------------+----------------------------------------------------+
558 | CMAKE_BUILD_TYPE        | Tells ``cmake`` what type of build you are trying  |
559 |                         | to generate files for. Valid options are Debug,    |
560 |                         | Release, RelWithDebInfo, and MinSizeRel. Default   |
561 |                         | is Debug.                                          |
562 +-------------------------+----------------------------------------------------+
563 | CMAKE_INSTALL_PREFIX    | Specifies the install directory to target when     |
564 |                         | running the install action of the build files.     |
565 +-------------------------+----------------------------------------------------+
566 | PYTHON_EXECUTABLE       | Forces CMake to use a specific Python version by   |
567 |                         | passing a path to a Python interpreter. By default |
568 |                         | the Python version of the interpreter in your PATH |
569 |                         | is used.                                           |
570 +-------------------------+----------------------------------------------------+
571 | LLVM_TARGETS_TO_BUILD   | A semicolon delimited list controlling which       |
572 |                         | targets will be built and linked into llvm.        |
573 |                         | The default list is defined as                     |
574 |                         | ``LLVM_ALL_TARGETS``, and can be set to include    |
575 |                         | out-of-tree targets. The default value includes:   |
576 |                         | ``AArch64, AMDGPU, ARM, BPF, Hexagon, Mips,        |
577 |                         | MSP430, NVPTX, PowerPC, Sparc, SystemZ, X86,       |
578 |                         | XCore``.                                           |
579 |                         |                                                    |
580 +-------------------------+----------------------------------------------------+
581 | LLVM_ENABLE_DOXYGEN     | Build doxygen-based documentation from the source  |
582 |                         | code This is disabled by default because it is     |
583 |                         | slow and generates a lot of output.                |
584 +-------------------------+----------------------------------------------------+
585 | LLVM_ENABLE_PROJECTS    | A semicolon-delimited list selecting which of the  |
586 |                         | other LLVM subprojects to additionally build. (Only|
587 |                         | effective when using a side-by-side project layout |
588 |                         | e.g. via git). The default list is empty. Can      |
589 |                         | include: clang, libcxx, libcxxabi, libunwind, lldb,|
590 |                         | compiler-rt, lld, polly, or debuginfo-tests.       |
591 +-------------------------+----------------------------------------------------+
592 | LLVM_ENABLE_SPHINX      | Build sphinx-based documentation from the source   |
593 |                         | code. This is disabled by default because it is    |
594 |                         | slow and generates a lot of output. Sphinx version |
595 |                         | 1.5 or later recommended.                          |
596 +-------------------------+----------------------------------------------------+
597 | LLVM_BUILD_LLVM_DYLIB   | Generate libLLVM.so. This library contains a       |
598 |                         | default set of LLVM components that can be         |
599 |                         | overridden with ``LLVM_DYLIB_COMPONENTS``. The     |
600 |                         | default contains most of LLVM and is defined in    |
601 |                         | ``tools/llvm-shlib/CMakelists.txt``. This option is|
602 |                         | not available on Windows.                          |
603 +-------------------------+----------------------------------------------------+
604 | LLVM_OPTIMIZED_TABLEGEN | Builds a release tablegen that gets used during    |
605 |                         | the LLVM build. This can dramatically speed up     |
606 |                         | debug builds.                                      |
607 +-------------------------+----------------------------------------------------+
609 To configure LLVM, follow these steps:
611 #. Change directory into the object root directory:
613    .. code-block:: console
615      % cd OBJ_ROOT
617 #. Run the ``cmake``:
619    .. code-block:: console
621      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/install/path
622        [other options] SRC_ROOT
624 Compiling the LLVM Suite Source Code
625 ------------------------------------
627 Unlike with autotools, with CMake your build type is defined at configuration.
628 If you want to change your build type, you can re-run cmake with the following
629 invocation:
631    .. code-block:: console
633      % cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=type SRC_ROOT
635 Between runs, CMake preserves the values set for all options. CMake has the
636 following build types defined:
638 Debug
640   These builds are the default. The build system will compile the tools and
641   libraries unoptimized, with debugging information, and asserts enabled.
643 Release
645   For these builds, the build system will compile the tools and libraries
646   with optimizations enabled and not generate debug info. CMakes default
647   optimization level is -O3. This can be configured by setting the
648   ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE`` variable on the CMake command line.
650 RelWithDebInfo
652   These builds are useful when debugging. They generate optimized binaries with
653   debug information. CMakes default optimization level is -O2. This can be
654   configured by setting the ``CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO`` variable on the
655   CMake command line.
657 Once you have LLVM configured, you can build it by entering the *OBJ_ROOT*
658 directory and issuing the following command:
660 .. code-block:: console
662   % make
664 If the build fails, please `check here`_ to see if you are using a version of
665 GCC that is known not to compile LLVM.
667 If you have multiple processors in your machine, you may wish to use some of the
668 parallel build options provided by GNU Make.  For example, you could use the
669 command:
671 .. code-block:: console
673   % make -j2
675 There are several special targets which are useful when working with the LLVM
676 source code:
678 ``make clean``
680   Removes all files generated by the build.  This includes object files,
681   generated C/C++ files, libraries, and executables.
683 ``make install``
685   Installs LLVM header files, libraries, tools, and documentation in a hierarchy
686   under ``$PREFIX``, specified with ``CMAKE_INSTALL_PREFIX``, which
687   defaults to ``/usr/local``.
689 ``make docs-llvm-html``
691   If configured with ``-DLLVM_ENABLE_SPHINX=On``, this will generate a directory
692   at ``OBJ_ROOT/docs/html`` which contains the HTML formatted documentation.
694 Cross-Compiling LLVM
695 --------------------
697 It is possible to cross-compile LLVM itself. That is, you can create LLVM
698 executables and libraries to be hosted on a platform different from the platform
699 where they are built (a Canadian Cross build). To generate build files for
700 cross-compiling CMake provides a variable ``CMAKE_TOOLCHAIN_FILE`` which can
701 define compiler flags and variables used during the CMake test operations.
703 The result of such a build is executables that are not runnable on the build
704 host but can be executed on the target. As an example the following CMake
705 invocation can generate build files targeting iOS. This will work on macOS
706 with the latest Xcode:
708 .. code-block:: console
710   % cmake -G "Ninja" -DCMAKE_OSX_ARCHITECTURES="armv7;armv7s;arm64"
711     -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=<PATH_TO_LLVM>/cmake/platforms/iOS.cmake
712     -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_BUILD_RUNTIME=Off -DLLVM_INCLUDE_TESTS=Off
713     -DLLVM_INCLUDE_EXAMPLES=Off -DLLVM_ENABLE_BACKTRACES=Off [options]
714     <PATH_TO_LLVM>
716 Note: There are some additional flags that need to be passed when building for
717 iOS due to limitations in the iOS SDK.
719 Check :doc:`HowToCrossCompileLLVM` and `Clang docs on how to cross-compile in general
720 <http://clang.llvm.org/docs/CrossCompilation.html>`_ for more information
721 about cross-compiling.
723 The Location of LLVM Object Files
724 ---------------------------------
726 The LLVM build system is capable of sharing a single LLVM source tree among
727 several LLVM builds.  Hence, it is possible to build LLVM for several different
728 platforms or configurations using the same source tree.
730 * Change directory to where the LLVM object files should live:
732   .. code-block:: console
734     % cd OBJ_ROOT
736 * Run ``cmake``:
738   .. code-block:: console
740     % cmake -G "Unix Makefiles" SRC_ROOT
742 The LLVM build will create a structure underneath *OBJ_ROOT* that matches the
743 LLVM source tree. At each level where source files are present in the source
744 tree there will be a corresponding ``CMakeFiles`` directory in the *OBJ_ROOT*.
745 Underneath that directory there is another directory with a name ending in
746 ``.dir`` under which you'll find object files for each source.
748 For example:
750   .. code-block:: console
752     % cd llvm_build_dir
753     % find lib/Support/ -name APFloat*
754     lib/Support/CMakeFiles/LLVMSupport.dir/APFloat.cpp.o
756 Optional Configuration Items
757 ----------------------------
759 If you're running on a Linux system that supports the `binfmt_misc
760 <http://en.wikipedia.org/wiki/binfmt_misc>`_
761 module, and you have root access on the system, you can set your system up to
762 execute LLVM bitcode files directly. To do this, use commands like this (the
763 first command may not be required if you are already using the module):
765 .. code-block:: console
767   % mount -t binfmt_misc none /proc/sys/fs/binfmt_misc
768   % echo ':llvm:M::BC::/path/to/lli:' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
769   % chmod u+x hello.bc   (if needed)
770   % ./hello.bc
772 This allows you to execute LLVM bitcode files directly.  On Debian, you can also
773 use this command instead of the 'echo' command above:
775 .. code-block:: console
777   % sudo update-binfmts --install llvm /path/to/lli --magic 'BC'
779 .. _Program Layout:
780 .. _general layout:
782 Directory Layout
783 ================
785 One useful source of information about the LLVM source base is the LLVM `doxygen
786 <http://www.doxygen.org/>`_ documentation available at
787 `<http://llvm.org/doxygen/>`_.  The following is a brief introduction to code
788 layout:
790 ``llvm/examples``
791 -----------------
793 Simple examples using the LLVM IR and JIT.
795 ``llvm/include``
796 ----------------
798 Public header files exported from the LLVM library. The three main subdirectories:
800 ``llvm/include/llvm``
802   All LLVM-specific header files, and  subdirectories for different portions of
803   LLVM: ``Analysis``, ``CodeGen``, ``Target``, ``Transforms``, etc...
805 ``llvm/include/llvm/Support``
807   Generic support libraries provided with LLVM but not necessarily specific to
808   LLVM. For example, some C++ STL utilities and a Command Line option processing
809   library store header files here.
811 ``llvm/include/llvm/Config``
813   Header files configured by ``cmake``.  They wrap "standard" UNIX and
814   C header files.  Source code can include these header files which
815   automatically take care of the conditional #includes that ``cmake``
816   generates.
818 ``llvm/lib``
819 ------------
821 Most source files are here. By putting code in libraries, LLVM makes it easy to
822 share code among the `tools`_.
824 ``llvm/lib/IR/``
826   Core LLVM source files that implement core classes like Instruction and
827   BasicBlock.
829 ``llvm/lib/AsmParser/``
831   Source code for the LLVM assembly language parser library.
833 ``llvm/lib/Bitcode/``
835   Code for reading and writing bitcode.
837 ``llvm/lib/Analysis/``
839   A variety of program analyses, such as Call Graphs, Induction Variables,
840   Natural Loop Identification, etc.
842 ``llvm/lib/Transforms/``
844   IR-to-IR program transformations, such as Aggressive Dead Code Elimination,
845   Sparse Conditional Constant Propagation, Inlining, Loop Invariant Code Motion,
846   Dead Global Elimination, and many others.
848 ``llvm/lib/Target/``
850   Files describing target architectures for code generation.  For example,
851   ``llvm/lib/Target/X86`` holds the X86 machine description.
853 ``llvm/lib/CodeGen/``
855   The major parts of the code generator: Instruction Selector, Instruction
856   Scheduling, and Register Allocation.
858 ``llvm/lib/MC/``
860   (FIXME: T.B.D.)  ....?
862 ``llvm/lib/ExecutionEngine/``
864   Libraries for directly executing bitcode at runtime in interpreted and
865   JIT-compiled scenarios.
867 ``llvm/lib/Support/``
869   Source code that corresponding to the header files in ``llvm/include/ADT/``
870   and ``llvm/include/Support/``.
872 ``llvm/projects``
873 -----------------
875 Projects not strictly part of LLVM but shipped with LLVM. This is also the
876 directory for creating your own LLVM-based projects which leverage the LLVM
877 build system.
879 ``llvm/test``
880 -------------
882 Feature and regression tests and other sanity checks on LLVM infrastructure. These
883 are intended to run quickly and cover a lot of territory without being exhaustive.
885 ``test-suite``
886 --------------
888 A comprehensive correctness, performance, and benchmarking test suite
889 for LLVM.  This comes in a ``separate git repository
890 <https://github.com/llvm/llvm-test-suite>``, because it contains a
891 large amount of third-party code under a variety of licenses. For
892 details see the :doc:`Testing Guide <TestingGuide>` document.
894 .. _tools:
896 ``llvm/tools``
897 --------------
899 Executables built out of the libraries
900 above, which form the main part of the user interface.  You can always get help
901 for a tool by typing ``tool_name -help``.  The following is a brief introduction
902 to the most important tools.  More detailed information is in
903 the `Command Guide <CommandGuide/index.html>`_.
905 ``bugpoint``
907   ``bugpoint`` is used to debug optimization passes or code generation backends
908   by narrowing down the given test case to the minimum number of passes and/or
909   instructions that still cause a problem, whether it is a crash or
910   miscompilation. See `<HowToSubmitABug.html>`_ for more information on using
911   ``bugpoint``.
913 ``llvm-ar``
915   The archiver produces an archive containing the given LLVM bitcode files,
916   optionally with an index for faster lookup.
918 ``llvm-as``
920   The assembler transforms the human readable LLVM assembly to LLVM bitcode.
922 ``llvm-dis``
924   The disassembler transforms the LLVM bitcode to human readable LLVM assembly.
926 ``llvm-link``
928   ``llvm-link``, not surprisingly, links multiple LLVM modules into a single
929   program.
931 ``lli``
933   ``lli`` is the LLVM interpreter, which can directly execute LLVM bitcode
934   (although very slowly...). For architectures that support it (currently x86,
935   Sparc, and PowerPC), by default, ``lli`` will function as a Just-In-Time
936   compiler (if the functionality was compiled in), and will execute the code
937   *much* faster than the interpreter.
939 ``llc``
941   ``llc`` is the LLVM backend compiler, which translates LLVM bitcode to a
942   native code assembly file.
944 ``opt``
946   ``opt`` reads LLVM bitcode, applies a series of LLVM to LLVM transformations
947   (which are specified on the command line), and outputs the resultant
948   bitcode.   '``opt -help``'  is a good way to get a list of the
949   program transformations available in LLVM.
951   ``opt`` can also  run a specific analysis on an input LLVM bitcode
952   file and print  the results.  Primarily useful for debugging
953   analyses, or familiarizing yourself with what an analysis does.
955 ``llvm/utils``
956 --------------
958 Utilities for working with LLVM source code; some are part of the build process
959 because they are code generators for parts of the infrastructure.
962 ``codegen-diff``
964   ``codegen-diff`` finds differences between code that LLC
965   generates and code that LLI generates. This is useful if you are
966   debugging one of them, assuming that the other generates correct output. For
967   the full user manual, run ```perldoc codegen-diff'``.
969 ``emacs/``
971    Emacs and XEmacs syntax highlighting  for LLVM   assembly files and TableGen
972    description files.  See the ``README`` for information on using them.
974 ``getsrcs.sh``
976   Finds and outputs all non-generated source files,
977   useful if one wishes to do a lot of development across directories
978   and does not want to find each file. One way to use it is to run,
979   for example: ``xemacs `utils/getsources.sh``` from the top of the LLVM source
980   tree.
982 ``llvmgrep``
984   Performs an ``egrep -H -n`` on each source file in LLVM and
985   passes to it a regular expression provided on ``llvmgrep``'s command
986   line. This is an efficient way of searching the source base for a
987   particular regular expression.
989 ``TableGen/``
991   Contains the tool used to generate register
992   descriptions, instruction set descriptions, and even assemblers from common
993   TableGen description files.
995 ``vim/``
997   vim syntax-highlighting for LLVM assembly files
998   and TableGen description files. See the    ``README`` for how to use them.
1000 .. _simple example:
1002 An Example Using the LLVM Tool Chain
1003 ====================================
1005 This section gives an example of using LLVM with the Clang front end.
1007 Example with clang
1008 ------------------
1010 #. First, create a simple C file, name it 'hello.c':
1012    .. code-block:: c
1014      #include <stdio.h>
1016      int main() {
1017        printf("hello world\n");
1018        return 0;
1019      }
1021 #. Next, compile the C file into a native executable:
1023    .. code-block:: console
1025      % clang hello.c -o hello
1027    .. note::
1029      Clang works just like GCC by default.  The standard -S and -c arguments
1030      work as usual (producing a native .s or .o file, respectively).
1032 #. Next, compile the C file into an LLVM bitcode file:
1034    .. code-block:: console
1036      % clang -O3 -emit-llvm hello.c -c -o hello.bc
1038    The -emit-llvm option can be used with the -S or -c options to emit an LLVM
1039    ``.ll`` or ``.bc`` file (respectively) for the code.  This allows you to use
1040    the `standard LLVM tools <CommandGuide/index.html>`_ on the bitcode file.
1042 #. Run the program in both forms. To run the program, use:
1044    .. code-block:: console
1046       % ./hello
1048    and
1050    .. code-block:: console
1052      % lli hello.bc
1054    The second examples shows how to invoke the LLVM JIT, :doc:`lli
1055    <CommandGuide/lli>`.
1057 #. Use the ``llvm-dis`` utility to take a look at the LLVM assembly code:
1059    .. code-block:: console
1061      % llvm-dis < hello.bc | less
1063 #. Compile the program to native assembly using the LLC code generator:
1065    .. code-block:: console
1067      % llc hello.bc -o hello.s
1069 #. Assemble the native assembly language file into a program:
1071    .. code-block:: console
1073      % /opt/SUNWspro/bin/cc -xarch=v9 hello.s -o hello.native   # On Solaris
1075      % gcc hello.s -o hello.native                              # On others
1077 #. Execute the native code program:
1079    .. code-block:: console
1081      % ./hello.native
1083    Note that using clang to compile directly to native code (i.e. when the
1084    ``-emit-llvm`` option is not present) does steps 6/7/8 for you.
1086 Common Problems
1087 ===============
1089 If you are having problems building or using LLVM, or if you have any other
1090 general questions about LLVM, please consult the `Frequently Asked
1091 Questions <FAQ.html>`_ page.
1093 .. _links:
1095 Links
1096 =====
1098 This document is just an **introduction** on how to use LLVM to do some simple
1099 things... there are many more interesting and complicated things that you can do
1100 that aren't documented here (but we'll gladly accept a patch if you want to
1101 write something up!).  For more information about LLVM, check out:
1103 * `LLVM Homepage <http://llvm.org/>`_
1104 * `LLVM Doxygen Tree <http://llvm.org/doxygen/>`_
1105 * `Starting a Project that Uses LLVM <http://llvm.org/docs/Projects.html>`_
1107 .. _installing arcanist: https://secure.phabricator.com/book/phabricator/article/arcanist_quick_start/