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[llvm-project.git] / clang / docs / LibTooling.rst
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2 LibTooling
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5 LibTooling is a library to support writing standalone tools based on Clang.
6 This document will provide a basic walkthrough of how to write a tool using
7 LibTooling.
9 For the information on how to setup Clang Tooling for LLVM see
10 :doc:`HowToSetupToolingForLLVM`
12 Introduction
13 ------------
15 Tools built with LibTooling, like Clang Plugins, run ``FrontendActions`` over
16 code.
18 ..  See FIXME for a tutorial on how to write FrontendActions.
20 In this tutorial, we'll demonstrate the different ways of running Clang's
21 ``SyntaxOnlyAction``, which runs a quick syntax check, over a bunch of code.
23 Parsing a code snippet in memory
24 --------------------------------
26 If you ever wanted to run a ``FrontendAction`` over some sample code, for
27 example to unit test parts of the Clang AST, ``runToolOnCode`` is what you
28 looked for.  Let me give you an example:
30 .. code-block:: c++
32   #include "clang/Tooling/Tooling.h"
34   TEST(runToolOnCode, CanSyntaxCheckCode) {
35     // runToolOnCode returns whether the action was correctly run over the
36     // given code.
37     EXPECT_TRUE(runToolOnCode(std::make_unique<clang::SyntaxOnlyAction>(), "class X {};"));
38   }
40 Writing a standalone tool
41 -------------------------
43 Once you unit tested your ``FrontendAction`` to the point where it cannot
44 possibly break, it's time to create a standalone tool.  For a standalone tool
45 to run clang, it first needs to figure out what command line arguments to use
46 for a specified file.  To that end we create a ``CompilationDatabase``.  There
47 are different ways to create a compilation database, and we need to support all
48 of them depending on command-line options.  There's the ``CommonOptionsParser``
49 class that takes the responsibility to parse command-line parameters related to
50 compilation databases and inputs, so that all tools share the implementation.
52 Parsing common tools options
53 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
55 ``CompilationDatabase`` can be read from a build directory or the command line.
56 Using ``CommonOptionsParser`` allows for explicit specification of a compile
57 command line, specification of build path using the ``-p`` command-line option,
58 and automatic location of the compilation database using source files paths.
60 .. code-block:: c++
62   #include "clang/Tooling/CommonOptionsParser.h"
63   #include "llvm/Support/CommandLine.h"
65   using namespace clang::tooling;
66   using namespace llvm;
68   // Apply a custom category to all command-line options so that they are the
69   // only ones displayed.
70   static cl::OptionCategory MyToolCategory("my-tool options");
72   int main(int argc, const char **argv) {
73     // CommonOptionsParser::create will parse arguments and create a
74     // CompilationDatabase.
75     auto ExpectedParser = CommonOptionsParser::create(argc, argv, MyToolCategory);
76     if (!ExpectedParser) {
77       // Fail gracefully for unsupported options.
78       llvm::errs() << ExpectedParser.takeError();
79       return 1;
80     }
81     CommonOptionsParser& OptionsParser = ExpectedParser.get();
83     // Use OptionsParser.getCompilations() and OptionsParser.getSourcePathList()
84     // to retrieve CompilationDatabase and the list of input file paths.
85   }
87 Creating and running a ClangTool
88 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
90 Once we have a ``CompilationDatabase``, we can create a ``ClangTool`` and run
91 our ``FrontendAction`` over some code.  For example, to run the
92 ``SyntaxOnlyAction`` over the files "a.cc" and "b.cc" one would write:
94 .. code-block:: c++
96   // A clang tool can run over a number of sources in the same process...
97   std::vector<std::string> Sources;
98   Sources.push_back("a.cc");
99   Sources.push_back("b.cc");
101   // We hand the CompilationDatabase we created and the sources to run over into
102   // the tool constructor.
103   ClangTool Tool(OptionsParser.getCompilations(), Sources);
105   // The ClangTool needs a new FrontendAction for each translation unit we run
106   // on.  Thus, it takes a FrontendActionFactory as parameter.  To create a
107   // FrontendActionFactory from a given FrontendAction type, we call
108   // newFrontendActionFactory<clang::SyntaxOnlyAction>().
109   int result = Tool.run(newFrontendActionFactory<clang::SyntaxOnlyAction>().get());
111 Putting it together --- the first tool
112 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
114 Now we combine the two previous steps into our first real tool.  A more advanced
115 version of this example tool is also checked into the clang tree at
116 ``tools/clang-check/ClangCheck.cpp``.
118 .. code-block:: c++
120   // Declares clang::SyntaxOnlyAction.
121   #include "clang/Frontend/FrontendActions.h"
122   #include "clang/Tooling/CommonOptionsParser.h"
123   #include "clang/Tooling/Tooling.h"
124   // Declares llvm::cl::extrahelp.
125   #include "llvm/Support/CommandLine.h"
127   using namespace clang::tooling;
128   using namespace llvm;
130   // Apply a custom category to all command-line options so that they are the
131   // only ones displayed.
132   static cl::OptionCategory MyToolCategory("my-tool options");
134   // CommonOptionsParser declares HelpMessage with a description of the common
135   // command-line options related to the compilation database and input files.
136   // It's nice to have this help message in all tools.
137   static cl::extrahelp CommonHelp(CommonOptionsParser::HelpMessage);
139   // A help message for this specific tool can be added afterwards.
140   static cl::extrahelp MoreHelp("\nMore help text...\n");
142   int main(int argc, const char **argv) {
143     auto ExpectedParser = CommonOptionsParser::create(argc, argv, MyToolCategory);
144     if (!ExpectedParser) {
145       llvm::errs() << ExpectedParser.takeError();
146       return 1;
147     }
148     CommonOptionsParser& OptionsParser = ExpectedParser.get();
149     ClangTool Tool(OptionsParser.getCompilations(),
150                    OptionsParser.getSourcePathList());
151     return Tool.run(newFrontendActionFactory<clang::SyntaxOnlyAction>().get());
152   }
154 Running the tool on some code
155 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
157 When you check out and build clang, clang-check is already built and available
158 to you in bin/clang-check inside your build directory.
160 You can run clang-check on a file in the llvm repository by specifying all the
161 needed parameters after a "``--``" separator:
163 .. code-block:: bash
165   $ cd /path/to/source/llvm
166   $ export BD=/path/to/build/llvm
167   $ $BD/bin/clang-check tools/clang/tools/clang-check/ClangCheck.cpp -- \
168         clang++ -D__STDC_CONSTANT_MACROS -D__STDC_LIMIT_MACROS \
169         -Itools/clang/include -I$BD/include -Iinclude \
170         -Itools/clang/lib/Headers -c
172 As an alternative, you can also configure cmake to output a compile command
173 database into its build directory:
175 .. code-block:: bash
177   # Alternatively to calling cmake, use ccmake, toggle to advanced mode and
178   # set the parameter CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS from the UI.
179   $ cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON .
181 This creates a file called ``compile_commands.json`` in the build directory.
182 Now you can run :program:`clang-check` over files in the project by specifying
183 the build path as first argument and some source files as further positional
184 arguments:
186 .. code-block:: bash
188   $ cd /path/to/source/llvm
189   $ export BD=/path/to/build/llvm
190   $ $BD/bin/clang-check -p $BD tools/clang/tools/clang-check/ClangCheck.cpp
193 .. _libtooling_builtin_includes:
195 Builtin includes
196 ^^^^^^^^^^^^^^^^
198 Clang tools need their builtin headers and search for them the same way Clang
199 does.  Thus, the default location to look for builtin headers is in a path
200 ``$(dirname /path/to/tool)/../lib/clang/3.3/include`` relative to the tool
201 binary.  This works out-of-the-box for tools running from llvm's toplevel
202 binary directory after building clang-resource-headers, or if the tool is
203 running from the binary directory of a clang install next to the clang binary.
205 Tips: if your tool fails to find ``stddef.h`` or similar headers, call the tool
206 with ``-v`` and look at the search paths it looks through.
208 Linking
209 ^^^^^^^
211 For a list of libraries to link, look at one of the tools' CMake files (for
212 example `clang-check/CMakeList.txt
213 <https://github.com/llvm/llvm-project/blob/main/clang/tools/clang-check/CMakeLists.txt>`_).