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Vendor import of clang trunk r290819:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / docs / CommandGuide / clang.rst
1 clang - the Clang C, C++, and Objective-C compiler
2 ==================================================
3
4 SYNOPSIS
5 --------
6
7 :program:`clang` [*options*] *filename ...*
8
9 DESCRIPTION
10 -----------
11
12 :program:`clang` is a C, C++, and Objective-C compiler which encompasses
13 preprocessing, parsing, optimization, code generation, assembly, and linking.
14 Depending on which high-level mode setting is passed, Clang will stop before
15 doing a full link.  While Clang is highly integrated, it is important to
16 understand the stages of compilation, to understand how to invoke it.  These
17 stages are:
18
19 Driver
20     The clang executable is actually a small driver which controls the overall
21     execution of other tools such as the compiler, assembler and linker.
22     Typically you do not need to interact with the driver, but you
23     transparently use it to run the other tools.
24
25 Preprocessing
26     This stage handles tokenization of the input source file, macro expansion,
27     #include expansion and handling of other preprocessor directives.  The
28     output of this stage is typically called a ".i" (for C), ".ii" (for C++),
29     ".mi" (for Objective-C), or ".mii" (for Objective-C++) file.
30
31 Parsing and Semantic Analysis
32     This stage parses the input file, translating preprocessor tokens into a
33     parse tree.  Once in the form of a parse tree, it applies semantic
34     analysis to compute types for expressions as well and determine whether
35     the code is well formed. This stage is responsible for generating most of
36     the compiler warnings as well as parse errors. The output of this stage is
37     an "Abstract Syntax Tree" (AST).
38
39 Code Generation and Optimization
40     This stage translates an AST into low-level intermediate code (known as
41     "LLVM IR") and ultimately to machine code.  This phase is responsible for
42     optimizing the generated code and handling target-specific code generation.
43     The output of this stage is typically called a ".s" file or "assembly" file.
44
45     Clang also supports the use of an integrated assembler, in which the code
46     generator produces object files directly. This avoids the overhead of
47     generating the ".s" file and of calling the target assembler.
48
49 Assembler
50     This stage runs the target assembler to translate the output of the
51     compiler into a target object file. The output of this stage is typically
52     called a ".o" file or "object" file.
53
54 Linker
55     This stage runs the target linker to merge multiple object files into an
56     executable or dynamic library. The output of this stage is typically called
57     an "a.out", ".dylib" or ".so" file.
58
59 :program:`Clang Static Analyzer`
60
61 The Clang Static Analyzer is a tool that scans source code to try to find bugs
62 through code analysis.  This tool uses many parts of Clang and is built into
63 the same driver.  Please see <http://clang-analyzer.llvm.org> for more details
64 on how to use the static analyzer.
65
66 OPTIONS
67 -------
68
69 Stage Selection Options
70 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
71
72 .. option:: -E
73
74  Run the preprocessor stage.
75
76 .. option:: -fsyntax-only
77
78  Run the preprocessor, parser and type checking stages.
79
80 .. option:: -S
81
82  Run the previous stages as well as LLVM generation and optimization stages
83  and target-specific code generation, producing an assembly file.
84
85 .. option:: -c
86
87  Run all of the above, plus the assembler, generating a target ".o" object file.
88
89 .. option:: no stage selection option
90
91  If no stage selection option is specified, all stages above are run, and the
92  linker is run to combine the results into an executable or shared library.
93
94 Language Selection and Mode Options
95 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
96
97 .. option:: -x <language>
98
99  Treat subsequent input files as having type language.
100
101 .. option:: -std=<language>
102
103  Specify the language standard to compile for.
104
105 .. option:: -stdlib=<library>
106
107  Specify the C++ standard library to use; supported options are libstdc++ and
108  libc++. If not specified, platform default will be used.
109
110 .. option:: -rtlib=<library>
111
112  Specify the compiler runtime library to use; supported options are libgcc and
113  compiler-rt. If not specified, platform default will be used.
114
115 .. option:: -ansi
116
117  Same as -std=c89.
118
119 .. option:: -ObjC, -ObjC++
120
121  Treat source input files as Objective-C and Object-C++ inputs respectively.
122
123 .. option:: -trigraphs
124
125  Enable trigraphs.
126
127 .. option:: -ffreestanding
128
129  Indicate that the file should be compiled for a freestanding, not a hosted,
130  environment.
131
132 .. option:: -fno-builtin
133
134  Disable special handling and optimizations of builtin functions like
135  :c:func:`strlen` and :c:func:`malloc`.
136
137 .. option:: -fmath-errno
138
139  Indicate that math functions should be treated as updating :c:data:`errno`.
140
141 .. option:: -fpascal-strings
142
143  Enable support for Pascal-style strings with "\\pfoo".
144
145 .. option:: -fms-extensions
146
147  Enable support for Microsoft extensions.
148
149 .. option:: -fmsc-version=
150
151  Set _MSC_VER. Defaults to 1300 on Windows. Not set otherwise.
152
153 .. option:: -fborland-extensions
154
155  Enable support for Borland extensions.
156
157 .. option:: -fwritable-strings
158
159  Make all string literals default to writable.  This disables uniquing of
160  strings and other optimizations.
161
162 .. option:: -flax-vector-conversions
163
164  Allow loose type checking rules for implicit vector conversions.
165
166 .. option:: -fblocks
167
168  Enable the "Blocks" language feature.
169
170 .. option:: -fobjc-abi-version=version
171
172  Select the Objective-C ABI version to use. Available versions are 1 (legacy
173  "fragile" ABI), 2 (non-fragile ABI 1), and 3 (non-fragile ABI 2).
174
175 .. option:: -fobjc-nonfragile-abi-version=<version>
176
177  Select the Objective-C non-fragile ABI version to use by default. This will
178  only be used as the Objective-C ABI when the non-fragile ABI is enabled
179  (either via :option:`-fobjc-nonfragile-abi`, or because it is the platform
180  default).
181
182 .. option:: -fobjc-nonfragile-abi, -fno-objc-nonfragile-abi
183
184  Enable use of the Objective-C non-fragile ABI. On platforms for which this is
185  the default ABI, it can be disabled with :option:`-fno-objc-nonfragile-abi`.
186
187 Target Selection Options
188 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
189
190 Clang fully supports cross compilation as an inherent part of its design.
191 Depending on how your version of Clang is configured, it may have support for a
192 number of cross compilers, or may only support a native target.
193
194 .. option:: -arch <architecture>
195
196   Specify the architecture to build for.
197
198 .. option:: -mmacosx-version-min=<version>
199
200   When building for Mac OS X, specify the minimum version supported by your
201   application.
202
203 .. option:: -miphoneos-version-min
204
205   When building for iPhone OS, specify the minimum version supported by your
206   application.
207
208 .. option:: -march=<cpu>
209
210   Specify that Clang should generate code for a specific processor family
211   member and later.  For example, if you specify -march=i486, the compiler is
212   allowed to generate instructions that are valid on i486 and later processors,
213   but which may not exist on earlier ones.
214
215
216 Code Generation Options
217 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
218
219 .. option:: -O0, -O1, -O2, -O3, -Ofast, -Os, -Oz, -Og, -O, -O4
220
221   Specify which optimization level to use:
222
223     :option:`-O0` Means "no optimization": this level compiles the fastest and
224     generates the most debuggable code.
225
226     :option:`-O1` Somewhere between :option:`-O0` and :option:`-O2`.
227
228     :option:`-O2` Moderate level of optimization which enables most
229     optimizations.
230
231     :option:`-O3` Like :option:`-O2`, except that it enables optimizations that
232     take longer to perform or that may generate larger code (in an attempt to
233     make the program run faster).
234
235     :option:`-Ofast` Enables all the optimizations from :option:`-O3` along
236     with other aggressive optimizations that may violate strict compliance with
237     language standards.
238
239     :option:`-Os` Like :option:`-O2` with extra optimizations to reduce code
240     size.
241
242     :option:`-Oz` Like :option:`-Os` (and thus :option:`-O2`), but reduces code
243     size further.
244
245     :option:`-Og` Like :option:`-O1`. In future versions, this option might 
246     disable different optimizations in order to improve debuggability.
247
248     :option:`-O` Equivalent to :option:`-O2`.
249
250     :option:`-O4` and higher
251
252       Currently equivalent to :option:`-O3`
253
254 .. option:: -g, -gline-tables-only, -gmodules
255
256   Control debug information output.  Note that Clang debug information works
257   best at :option:`-O0`.  When more than one option starting with `-g` is
258   specified, the last one wins:
259
260     :option:`-g` Generate debug information.
261
262     :option:`-gline-tables-only` Generate only line table debug information. This
263     allows for symbolicated backtraces with inlining information, but does not
264     include any information about variables, their locations or types.
265
266     :option:`-gmodules` Generate debug information that contains external
267     references to types defined in Clang modules or precompiled headers instead
268     of emitting redundant debug type information into every object file.  This
269     option transparently switches the Clang module format to object file
270     containers that hold the Clang module together with the debug information.
271     When compiling a program that uses Clang modules or precompiled headers,
272     this option produces complete debug information with faster compile
273     times and much smaller object files.
274
275     This option should not be used when building static libraries for
276     distribution to other machines because the debug info will contain
277     references to the module cache on the machine the object files in the
278     library were built on.
279
280 .. option:: -fstandalone-debug -fno-standalone-debug
281
282   Clang supports a number of optimizations to reduce the size of debug
283   information in the binary. They work based on the assumption that the
284   debug type information can be spread out over multiple compilation units.
285   For instance, Clang will not emit type definitions for types that are not
286   needed by a module and could be replaced with a forward declaration.
287   Further, Clang will only emit type info for a dynamic C++ class in the
288   module that contains the vtable for the class.
289
290   The :option:`-fstandalone-debug` option turns off these optimizations.
291   This is useful when working with 3rd-party libraries that don't come with
292   debug information.  This is the default on Darwin.  Note that Clang will
293   never emit type information for types that are not referenced at all by the
294   program.
295
296 .. option:: -fexceptions
297
298   Enable generation of unwind information. This allows exceptions to be thrown
299   through Clang compiled stack frames.  This is on by default in x86-64.
300
301 .. option:: -ftrapv
302
303   Generate code to catch integer overflow errors.  Signed integer overflow is
304   undefined in C. With this flag, extra code is generated to detect this and
305   abort when it happens.
306
307 .. option:: -fvisibility
308
309   This flag sets the default visibility level.
310
311 .. option:: -fcommon, -fno-common
312
313   This flag specifies that variables without initializers get common linkage.
314   It can be disabled with :option:`-fno-common`.
315
316 .. option:: -ftls-model=<model>
317
318   Set the default thread-local storage (TLS) model to use for thread-local
319   variables. Valid values are: "global-dynamic", "local-dynamic",
320   "initial-exec" and "local-exec". The default is "global-dynamic". The default
321   model can be overridden with the tls_model attribute. The compiler will try
322   to choose a more efficient model if possible.
323
324 .. option:: -flto, -flto=full, -flto=thin, -emit-llvm
325
326   Generate output files in LLVM formats, suitable for link time optimization.
327   When used with :option:`-S` this generates LLVM intermediate language
328   assembly files, otherwise this generates LLVM bitcode format object files
329   (which may be passed to the linker depending on the stage selection options).
330
331   The default for :option:`-flto` is "full", in which the
332   LLVM bitcode is suitable for monolithic Link Time Optimization (LTO), where
333   the linker merges all such modules into a single combined module for
334   optimization. With "thin", :doc:`ThinLTO <../ThinLTO>`
335   compilation is invoked instead.
336
337 Driver Options
338 ~~~~~~~~~~~~~~
339
340 .. option:: -###
341
342   Print (but do not run) the commands to run for this compilation.
343
344 .. option:: --help
345
346   Display available options.
347
348 .. option:: -Qunused-arguments
349
350   Do not emit any warnings for unused driver arguments.
351
352 .. option:: -Wa,<args>
353
354   Pass the comma separated arguments in args to the assembler.
355
356 .. option:: -Wl,<args>
357
358   Pass the comma separated arguments in args to the linker.
359
360 .. option:: -Wp,<args>
361
362   Pass the comma separated arguments in args to the preprocessor.
363
364 .. option:: -Xanalyzer <arg>
365
366   Pass arg to the static analyzer.
367
368 .. option:: -Xassembler <arg>
369
370   Pass arg to the assembler.
371
372 .. option:: -Xlinker <arg>
373
374   Pass arg to the linker.
375
376 .. option:: -Xpreprocessor <arg>
377
378   Pass arg to the preprocessor.
379
380 .. option:: -o <file>
381
382   Write output to file.
383
384 .. option:: -print-file-name=<file>
385
386   Print the full library path of file.
387
388 .. option:: -print-libgcc-file-name
389
390   Print the library path for the currently used compiler runtime library
391   ("libgcc.a" or "libclang_rt.builtins.*.a").
392
393 .. option:: -print-prog-name=<name>
394
395   Print the full program path of name.
396
397 .. option:: -print-search-dirs
398
399   Print the paths used for finding libraries and programs.
400
401 .. option:: -save-temps
402
403   Save intermediate compilation results.
404
405 .. option:: -save-stats, -save-stats=cwd, -save-stats=obj
406
407   Save internal code generation (LLVM) statistics to a file in the current
408   directory (:option:`-save-stats`/"-save-stats=cwd") or the directory
409   of the output file ("-save-state=obj").
410
411 .. option:: -integrated-as, -no-integrated-as
412
413   Used to enable and disable, respectively, the use of the integrated
414   assembler. Whether the integrated assembler is on by default is target
415   dependent.
416
417 .. option:: -time
418
419   Time individual commands.
420
421 .. option:: -ftime-report
422
423   Print timing summary of each stage of compilation.
424
425 .. option:: -v
426
427   Show commands to run and use verbose output.
428
429
430 Diagnostics Options
431 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
432
433 .. option:: -fshow-column, -fshow-source-location, -fcaret-diagnostics, -fdiagnostics-fixit-info, -fdiagnostics-parseable-fixits, -fdiagnostics-print-source-range-info, -fprint-source-range-info, -fdiagnostics-show-option, -fmessage-length
434
435   These options control how Clang prints out information about diagnostics
436   (errors and warnings). Please see the Clang User's Manual for more information.
437
438 Preprocessor Options
439 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
440
441 .. option:: -D<macroname>=<value>
442
443   Adds an implicit #define into the predefines buffer which is read before the
444   source file is preprocessed.
445
446 .. option:: -U<macroname>
447
448   Adds an implicit #undef into the predefines buffer which is read before the
449   source file is preprocessed.
450
451 .. option:: -include <filename>
452
453   Adds an implicit #include into the predefines buffer which is read before the
454   source file is preprocessed.
455
456 .. option:: -I<directory>
457
458   Add the specified directory to the search path for include files.
459
460 .. option:: -F<directory>
461
462   Add the specified directory to the search path for framework include files.
463
464 .. option:: -nostdinc
465
466   Do not search the standard system directories or compiler builtin directories
467   for include files.
468
469 .. option:: -nostdlibinc
470
471   Do not search the standard system directories for include files, but do
472   search compiler builtin include directories.
473
474 .. option:: -nobuiltininc
475
476   Do not search clang's builtin directory for include files.
477
478
479 ENVIRONMENT
480 -----------
481
482 .. envvar:: TMPDIR, TEMP, TMP
483
484   These environment variables are checked, in order, for the location to write
485   temporary files used during the compilation process.
486
487 .. envvar:: CPATH
488
489   If this environment variable is present, it is treated as a delimited list of
490   paths to be added to the default system include path list. The delimiter is
491   the platform dependent delimiter, as used in the PATH environment variable.
492
493   Empty components in the environment variable are ignored.
494
495 .. envvar:: C_INCLUDE_PATH, OBJC_INCLUDE_PATH, CPLUS_INCLUDE_PATH, OBJCPLUS_INCLUDE_PATH
496
497   These environment variables specify additional paths, as for :envvar:`CPATH`, which are
498   only used when processing the appropriate language.
499
500 .. envvar:: MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET
501
502   If :option:`-mmacosx-version-min` is unspecified, the default deployment
503   target is read from this environment variable. This option only affects
504   Darwin targets.
505
506 BUGS
507 ----
508
509 To report bugs, please visit <http://llvm.org/bugs/>.  Most bug reports should
510 include preprocessed source files (use the :option:`-E` option) and the full
511 output of the compiler, along with information to reproduce.
512
513 SEE ALSO
514 --------
515
516 :manpage:`as(1)`, :manpage:`ld(1)`
517