OSDN Git Service

Revert r363658 "[SVE][IR] Scalable Vector IR Type with pr42210 fix"
[android-x86/external-llvm.git] / docs / CommandLine.rst
1 ==============================
2 CommandLine 2.0 Library Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7
8 Introduction
9 ============
10
11 This document describes the CommandLine argument processing library.  It will
12 show you how to use it, and what it can do.  The CommandLine library uses a
13 declarative approach to specifying the command line options that your program
14 takes.  By default, these options declarations implicitly hold the value parsed
15 for the option declared (of course this `can be changed`_).
16
17 Although there are a **lot** of command line argument parsing libraries out
18 there in many different languages, none of them fit well with what I needed.  By
19 looking at the features and problems of other libraries, I designed the
20 CommandLine library to have the following features:
21
22 #. Speed: The CommandLine library is very quick and uses little resources.  The
23    parsing time of the library is directly proportional to the number of
24    arguments parsed, not the number of options recognized.  Additionally,
25    command line argument values are captured transparently into user defined
26    global variables, which can be accessed like any other variable (and with the
27    same performance).
28
29 #. Type Safe: As a user of CommandLine, you don't have to worry about
30    remembering the type of arguments that you want (is it an int?  a string? a
31    bool? an enum?) and keep casting it around.  Not only does this help prevent
32    error prone constructs, it also leads to dramatically cleaner source code.
33
34 #. No subclasses required: To use CommandLine, you instantiate variables that
35    correspond to the arguments that you would like to capture, you don't
36    subclass a parser.  This means that you don't have to write **any**
37    boilerplate code.
38
39 #. Globally accessible: Libraries can specify command line arguments that are
40    automatically enabled in any tool that links to the library.  This is
41    possible because the application doesn't have to keep a list of arguments to
42    pass to the parser.  This also makes supporting `dynamically loaded options`_
43    trivial.
44
45 #. Cleaner: CommandLine supports enum and other types directly, meaning that
46    there is less error and more security built into the library.  You don't have
47    to worry about whether your integral command line argument accidentally got
48    assigned a value that is not valid for your enum type.
49
50 #. Powerful: The CommandLine library supports many different types of arguments,
51    from simple `boolean flags`_ to `scalars arguments`_ (`strings`_,
52    `integers`_, `enums`_, `doubles`_), to `lists of arguments`_.  This is
53    possible because CommandLine is...
54
55 #. Extensible: It is very simple to add a new argument type to CommandLine.
56    Simply specify the parser that you want to use with the command line option
57    when you declare it. `Custom parsers`_ are no problem.
58
59 #. Labor Saving: The CommandLine library cuts down on the amount of grunt work
60    that you, the user, have to do.  For example, it automatically provides a
61    ``-help`` option that shows the available command line options for your tool.
62    Additionally, it does most of the basic correctness checking for you.
63
64 #. Capable: The CommandLine library can handle lots of different forms of
65    options often found in real programs.  For example, `positional`_ arguments,
66    ``ls`` style `grouping`_ options (to allow processing '``ls -lad``'
67    naturally), ``ld`` style `prefix`_ options (to parse '``-lmalloc
68    -L/usr/lib``'), and interpreter style options.
69
70 This document will hopefully let you jump in and start using CommandLine in your
71 utility quickly and painlessly.  Additionally it should be a simple reference
72 manual to figure out how stuff works.
73
74 Quick Start Guide
75 =================
76
77 This section of the manual runs through a simple CommandLine'ification of a
78 basic compiler tool.  This is intended to show you how to jump into using the
79 CommandLine library in your own program, and show you some of the cool things it
80 can do.
81
82 To start out, you need to include the CommandLine header file into your program:
83
84 .. code-block:: c++
85
86   #include "llvm/Support/CommandLine.h"
87
88 Additionally, you need to add this as the first line of your main program:
89
90 .. code-block:: c++
91
92   int main(int argc, char **argv) {
93     cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv);
94     ...
95   }
96
97 ... which actually parses the arguments and fills in the variable declarations.
98
99 Now that you are ready to support command line arguments, we need to tell the
100 system which ones we want, and what type of arguments they are.  The CommandLine
101 library uses a declarative syntax to model command line arguments with the
102 global variable declarations that capture the parsed values.  This means that
103 for every command line option that you would like to support, there should be a
104 global variable declaration to capture the result.  For example, in a compiler,
105 we would like to support the Unix-standard '``-o <filename>``' option to specify
106 where to put the output.  With the CommandLine library, this is represented like
107 this:
108
109 .. _scalars arguments:
110 .. _here:
111
112 .. code-block:: c++
113
114   cl::opt<string> OutputFilename("o", cl::desc("Specify output filename"), cl::value_desc("filename"));
115
116 This declares a global variable "``OutputFilename``" that is used to capture the
117 result of the "``o``" argument (first parameter).  We specify that this is a
118 simple scalar option by using the "``cl::opt``" template (as opposed to the
119 "``cl::list``" template), and tell the CommandLine library that the data
120 type that we are parsing is a string.
121
122 The second and third parameters (which are optional) are used to specify what to
123 output for the "``-help``" option.  In this case, we get a line that looks like
124 this:
125
126 ::
127
128   USAGE: compiler [options]
129
130   OPTIONS:
131     -h                - Alias for -help
132     -help             - display available options (-help-hidden for more)
133     -o <filename>     - Specify output filename
134
135 Because we specified that the command line option should parse using the
136 ``string`` data type, the variable declared is automatically usable as a real
137 string in all contexts that a normal C++ string object may be used.  For
138 example:
139
140 .. code-block:: c++
141
142   ...
143   std::ofstream Output(OutputFilename.c_str());
144   if (Output.good()) ...
145   ...
146
147 There are many different options that you can use to customize the command line
148 option handling library, but the above example shows the general interface to
149 these options.  The options can be specified in any order, and are specified
150 with helper functions like `cl::desc(...)`_, so there are no positional
151 dependencies to remember.  The available options are discussed in detail in the
152 `Reference Guide`_.
153
154 Continuing the example, we would like to have our compiler take an input
155 filename as well as an output filename, but we do not want the input filename to
156 be specified with a hyphen (ie, not ``-filename.c``).  To support this style of
157 argument, the CommandLine library allows for `positional`_ arguments to be
158 specified for the program.  These positional arguments are filled with command
159 line parameters that are not in option form.  We use this feature like this:
160
161 .. code-block:: c++
162
163
164   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::init("-"));
165
166 This declaration indicates that the first positional argument should be treated
167 as the input filename.  Here we use the `cl::init`_ option to specify an initial
168 value for the command line option, which is used if the option is not specified
169 (if you do not specify a `cl::init`_ modifier for an option, then the default
170 constructor for the data type is used to initialize the value).  Command line
171 options default to being optional, so if we would like to require that the user
172 always specify an input filename, we would add the `cl::Required`_ flag, and we
173 could eliminate the `cl::init`_ modifier, like this:
174
175 .. code-block:: c++
176
177   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::Required);
178
179 Again, the CommandLine library does not require the options to be specified in
180 any particular order, so the above declaration is equivalent to:
181
182 .. code-block:: c++
183
184   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::Required, cl::desc("<input file>"));
185
186 By simply adding the `cl::Required`_ flag, the CommandLine library will
187 automatically issue an error if the argument is not specified, which shifts all
188 of the command line option verification code out of your application into the
189 library.  This is just one example of how using flags can alter the default
190 behaviour of the library, on a per-option basis.  By adding one of the
191 declarations above, the ``-help`` option synopsis is now extended to:
192
193 ::
194
195   USAGE: compiler [options] <input file>
196
197   OPTIONS:
198     -h                - Alias for -help
199     -help             - display available options (-help-hidden for more)
200     -o <filename>     - Specify output filename
201
202 ... indicating that an input filename is expected.
203
204 Boolean Arguments
205 -----------------
206
207 In addition to input and output filenames, we would like the compiler example to
208 support three boolean flags: "``-f``" to force writing binary output to a
209 terminal, "``--quiet``" to enable quiet mode, and "``-q``" for backwards
210 compatibility with some of our users.  We can support these by declaring options
211 of boolean type like this:
212
213 .. code-block:: c++
214
215   cl::opt<bool> Force ("f", cl::desc("Enable binary output on terminals"));
216   cl::opt<bool> Quiet ("quiet", cl::desc("Don't print informational messages"));
217   cl::opt<bool> Quiet2("q", cl::desc("Don't print informational messages"), cl::Hidden);
218
219 This does what you would expect: it declares three boolean variables
220 ("``Force``", "``Quiet``", and "``Quiet2``") to recognize these options.  Note
221 that the "``-q``" option is specified with the "`cl::Hidden`_" flag.  This
222 modifier prevents it from being shown by the standard "``-help``" output (note
223 that it is still shown in the "``-help-hidden``" output).
224
225 The CommandLine library uses a `different parser`_ for different data types.
226 For example, in the string case, the argument passed to the option is copied
227 literally into the content of the string variable... we obviously cannot do that
228 in the boolean case, however, so we must use a smarter parser.  In the case of
229 the boolean parser, it allows no options (in which case it assigns the value of
230 true to the variable), or it allows the values "``true``" or "``false``" to be
231 specified, allowing any of the following inputs:
232
233 ::
234
235   compiler -f          # No value, 'Force' == true
236   compiler -f=true     # Value specified, 'Force' == true
237   compiler -f=TRUE     # Value specified, 'Force' == true
238   compiler -f=FALSE    # Value specified, 'Force' == false
239
240 ... you get the idea.  The `bool parser`_ just turns the string values into
241 boolean values, and rejects things like '``compiler -f=foo``'.  Similarly, the
242 `float`_, `double`_, and `int`_ parsers work like you would expect, using the
243 '``strtol``' and '``strtod``' C library calls to parse the string value into the
244 specified data type.
245
246 With the declarations above, "``compiler -help``" emits this:
247
248 ::
249
250   USAGE: compiler [options] <input file>
251
252   OPTIONS:
253     -f     - Enable binary output on terminals
254     -o     - Override output filename
255     -quiet - Don't print informational messages
256     -help  - display available options (-help-hidden for more)
257
258 and "``compiler -help-hidden``" prints this:
259
260 ::
261
262   USAGE: compiler [options] <input file>
263
264   OPTIONS:
265     -f     - Enable binary output on terminals
266     -o     - Override output filename
267     -q     - Don't print informational messages
268     -quiet - Don't print informational messages
269     -help  - display available options (-help-hidden for more)
270
271 This brief example has shown you how to use the '`cl::opt`_' class to parse
272 simple scalar command line arguments.  In addition to simple scalar arguments,
273 the CommandLine library also provides primitives to support CommandLine option
274 `aliases`_, and `lists`_ of options.
275
276 .. _aliases:
277
278 Argument Aliases
279 ----------------
280
281 So far, the example works well, except for the fact that we need to check the
282 quiet condition like this now:
283
284 .. code-block:: c++
285
286   ...
287     if (!Quiet && !Quiet2) printInformationalMessage(...);
288   ...
289
290 ... which is a real pain!  Instead of defining two values for the same
291 condition, we can use the "`cl::alias`_" class to make the "``-q``" option an
292 **alias** for the "``-quiet``" option, instead of providing a value itself:
293
294 .. code-block:: c++
295
296   cl::opt<bool> Force ("f", cl::desc("Overwrite output files"));
297   cl::opt<bool> Quiet ("quiet", cl::desc("Don't print informational messages"));
298   cl::alias     QuietA("q", cl::desc("Alias for -quiet"), cl::aliasopt(Quiet));
299
300 The third line (which is the only one we modified from above) defines a "``-q``"
301 alias that updates the "``Quiet``" variable (as specified by the `cl::aliasopt`_
302 modifier) whenever it is specified.  Because aliases do not hold state, the only
303 thing the program has to query is the ``Quiet`` variable now.  Another nice
304 feature of aliases is that they automatically hide themselves from the ``-help``
305 output (although, again, they are still visible in the ``-help-hidden output``).
306
307 Now the application code can simply use:
308
309 .. code-block:: c++
310
311   ...
312     if (!Quiet) printInformationalMessage(...);
313   ...
314
315 ... which is much nicer!  The "`cl::alias`_" can be used to specify an
316 alternative name for any variable type, and has many uses.
317
318 .. _unnamed alternatives using the generic parser:
319
320 Selecting an alternative from a set of possibilities
321 ----------------------------------------------------
322
323 So far we have seen how the CommandLine library handles builtin types like
324 ``std::string``, ``bool`` and ``int``, but how does it handle things it doesn't
325 know about, like enums or '``int*``'s?
326
327 The answer is that it uses a table-driven generic parser (unless you specify
328 your own parser, as described in the `Extension Guide`_).  This parser maps
329 literal strings to whatever type is required, and requires you to tell it what
330 this mapping should be.
331
332 Let's say that we would like to add four optimization levels to our optimizer,
333 using the standard flags "``-g``", "``-O0``", "``-O1``", and "``-O2``".  We
334 could easily implement this with boolean options like above, but there are
335 several problems with this strategy:
336
337 #. A user could specify more than one of the options at a time, for example,
338    "``compiler -O3 -O2``".  The CommandLine library would not be able to catch
339    this erroneous input for us.
340
341 #. We would have to test 4 different variables to see which ones are set.
342
343 #. This doesn't map to the numeric levels that we want... so we cannot easily
344    see if some level >= "``-O1``" is enabled.
345
346 To cope with these problems, we can use an enum value, and have the CommandLine
347 library fill it in with the appropriate level directly, which is used like this:
348
349 .. code-block:: c++
350
351   enum OptLevel {
352     g, O1, O2, O3
353   };
354
355   cl::opt<OptLevel> OptimizationLevel(cl::desc("Choose optimization level:"),
356     cl::values(
357       clEnumVal(g , "No optimizations, enable debugging"),
358       clEnumVal(O1, "Enable trivial optimizations"),
359       clEnumVal(O2, "Enable default optimizations"),
360       clEnumVal(O3, "Enable expensive optimizations")));
361
362   ...
363     if (OptimizationLevel >= O2) doPartialRedundancyElimination(...);
364   ...
365
366 This declaration defines a variable "``OptimizationLevel``" of the
367 "``OptLevel``" enum type.  This variable can be assigned any of the values that
368 are listed in the declaration.  The CommandLine library enforces that
369 the user can only specify one of the options, and it ensure that only valid enum
370 values can be specified.  The "``clEnumVal``" macros ensure that the command
371 line arguments matched the enum values.  With this option added, our help output
372 now is:
373
374 ::
375
376   USAGE: compiler [options] <input file>
377
378   OPTIONS:
379     Choose optimization level:
380       -g          - No optimizations, enable debugging
381       -O1         - Enable trivial optimizations
382       -O2         - Enable default optimizations
383       -O3         - Enable expensive optimizations
384     -f            - Enable binary output on terminals
385     -help         - display available options (-help-hidden for more)
386     -o <filename> - Specify output filename
387     -quiet        - Don't print informational messages
388
389 In this case, it is sort of awkward that flag names correspond directly to enum
390 names, because we probably don't want a enum definition named "``g``" in our
391 program.  Because of this, we can alternatively write this example like this:
392
393 .. code-block:: c++
394
395   enum OptLevel {
396     Debug, O1, O2, O3
397   };
398
399   cl::opt<OptLevel> OptimizationLevel(cl::desc("Choose optimization level:"),
400     cl::values(
401      clEnumValN(Debug, "g", "No optimizations, enable debugging"),
402       clEnumVal(O1        , "Enable trivial optimizations"),
403       clEnumVal(O2        , "Enable default optimizations"),
404       clEnumVal(O3        , "Enable expensive optimizations")));
405
406   ...
407     if (OptimizationLevel == Debug) outputDebugInfo(...);
408   ...
409
410 By using the "``clEnumValN``" macro instead of "``clEnumVal``", we can directly
411 specify the name that the flag should get.  In general a direct mapping is nice,
412 but sometimes you can't or don't want to preserve the mapping, which is when you
413 would use it.
414
415 Named Alternatives
416 ------------------
417
418 Another useful argument form is a named alternative style.  We shall use this
419 style in our compiler to specify different debug levels that can be used.
420 Instead of each debug level being its own switch, we want to support the
421 following options, of which only one can be specified at a time:
422 "``--debug-level=none``", "``--debug-level=quick``",
423 "``--debug-level=detailed``".  To do this, we use the exact same format as our
424 optimization level flags, but we also specify an option name.  For this case,
425 the code looks like this:
426
427 .. code-block:: c++
428
429   enum DebugLev {
430     nodebuginfo, quick, detailed
431   };
432
433   // Enable Debug Options to be specified on the command line
434   cl::opt<DebugLev> DebugLevel("debug_level", cl::desc("Set the debugging level:"),
435     cl::values(
436       clEnumValN(nodebuginfo, "none", "disable debug information"),
437        clEnumVal(quick,               "enable quick debug information"),
438        clEnumVal(detailed,            "enable detailed debug information")));
439
440 This definition defines an enumerated command line variable of type "``enum
441 DebugLev``", which works exactly the same way as before.  The difference here is
442 just the interface exposed to the user of your program and the help output by
443 the "``-help``" option:
444
445 ::
446
447   USAGE: compiler [options] <input file>
448
449   OPTIONS:
450     Choose optimization level:
451       -g          - No optimizations, enable debugging
452       -O1         - Enable trivial optimizations
453       -O2         - Enable default optimizations
454       -O3         - Enable expensive optimizations
455     -debug_level  - Set the debugging level:
456       =none       - disable debug information
457       =quick      - enable quick debug information
458       =detailed   - enable detailed debug information
459     -f            - Enable binary output on terminals
460     -help         - display available options (-help-hidden for more)
461     -o <filename> - Specify output filename
462     -quiet        - Don't print informational messages
463
464 Again, the only structural difference between the debug level declaration and
465 the optimization level declaration is that the debug level declaration includes
466 an option name (``"debug_level"``), which automatically changes how the library
467 processes the argument.  The CommandLine library supports both forms so that you
468 can choose the form most appropriate for your application.
469
470 .. _lists:
471
472 Parsing a list of options
473 -------------------------
474
475 Now that we have the standard run-of-the-mill argument types out of the way,
476 lets get a little wild and crazy.  Lets say that we want our optimizer to accept
477 a **list** of optimizations to perform, allowing duplicates.  For example, we
478 might want to run: "``compiler -dce -constprop -inline -dce -strip``".  In this
479 case, the order of the arguments and the number of appearances is very
480 important.  This is what the "``cl::list``" template is for.  First, start by
481 defining an enum of the optimizations that you would like to perform:
482
483 .. code-block:: c++
484
485   enum Opts {
486     // 'inline' is a C++ keyword, so name it 'inlining'
487     dce, constprop, inlining, strip
488   };
489
490 Then define your "``cl::list``" variable:
491
492 .. code-block:: c++
493
494   cl::list<Opts> OptimizationList(cl::desc("Available Optimizations:"),
495     cl::values(
496       clEnumVal(dce               , "Dead Code Elimination"),
497       clEnumVal(constprop         , "Constant Propagation"),
498      clEnumValN(inlining, "inline", "Procedure Integration"),
499       clEnumVal(strip             , "Strip Symbols")));
500
501 This defines a variable that is conceptually of the type
502 "``std::vector<enum Opts>``".  Thus, you can access it with standard vector
503 methods:
504
505 .. code-block:: c++
506
507   for (unsigned i = 0; i != OptimizationList.size(); ++i)
508     switch (OptimizationList[i])
509        ...
510
511 ... to iterate through the list of options specified.
512
513 Note that the "``cl::list``" template is completely general and may be used with
514 any data types or other arguments that you can use with the "``cl::opt``"
515 template.  One especially useful way to use a list is to capture all of the
516 positional arguments together if there may be more than one specified.  In the
517 case of a linker, for example, the linker takes several '``.o``' files, and
518 needs to capture them into a list.  This is naturally specified as:
519
520 .. code-block:: c++
521
522   ...
523   cl::list<std::string> InputFilenames(cl::Positional, cl::desc("<Input files>"), cl::OneOrMore);
524   ...
525
526 This variable works just like a "``vector<string>``" object.  As such, accessing
527 the list is simple, just like above.  In this example, we used the
528 `cl::OneOrMore`_ modifier to inform the CommandLine library that it is an error
529 if the user does not specify any ``.o`` files on our command line.  Again, this
530 just reduces the amount of checking we have to do.
531
532 Collecting options as a set of flags
533 ------------------------------------
534
535 Instead of collecting sets of options in a list, it is also possible to gather
536 information for enum values in a **bit vector**.  The representation used by the
537 `cl::bits`_ class is an ``unsigned`` integer.  An enum value is represented by a
538 0/1 in the enum's ordinal value bit position. 1 indicating that the enum was
539 specified, 0 otherwise.  As each specified value is parsed, the resulting enum's
540 bit is set in the option's bit vector:
541
542 .. code-block:: c++
543
544   bits |= 1 << (unsigned)enum;
545
546 Options that are specified multiple times are redundant.  Any instances after
547 the first are discarded.
548
549 Reworking the above list example, we could replace `cl::list`_ with `cl::bits`_:
550
551 .. code-block:: c++
552
553   cl::bits<Opts> OptimizationBits(cl::desc("Available Optimizations:"),
554     cl::values(
555       clEnumVal(dce               , "Dead Code Elimination"),
556       clEnumVal(constprop         , "Constant Propagation"),
557      clEnumValN(inlining, "inline", "Procedure Integration"),
558       clEnumVal(strip             , "Strip Symbols")));
559
560 To test to see if ``constprop`` was specified, we can use the ``cl:bits::isSet``
561 function:
562
563 .. code-block:: c++
564
565   if (OptimizationBits.isSet(constprop)) {
566     ...
567   }
568
569 It's also possible to get the raw bit vector using the ``cl::bits::getBits``
570 function:
571
572 .. code-block:: c++
573
574   unsigned bits = OptimizationBits.getBits();
575
576 Finally, if external storage is used, then the location specified must be of
577 **type** ``unsigned``. In all other ways a `cl::bits`_ option is equivalent to a
578 `cl::list`_ option.
579
580 .. _additional extra text:
581
582 Adding freeform text to help output
583 -----------------------------------
584
585 As our program grows and becomes more mature, we may decide to put summary
586 information about what it does into the help output.  The help output is styled
587 to look similar to a Unix ``man`` page, providing concise information about a
588 program.  Unix ``man`` pages, however often have a description about what the
589 program does.  To add this to your CommandLine program, simply pass a third
590 argument to the `cl::ParseCommandLineOptions`_ call in main.  This additional
591 argument is then printed as the overview information for your program, allowing
592 you to include any additional information that you want.  For example:
593
594 .. code-block:: c++
595
596   int main(int argc, char **argv) {
597     cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, " CommandLine compiler example\n\n"
598                                 "  This program blah blah blah...\n");
599     ...
600   }
601
602 would yield the help output:
603
604 ::
605
606   **OVERVIEW: CommandLine compiler example
607
608     This program blah blah blah...**
609
610   USAGE: compiler [options] <input file>
611
612   OPTIONS:
613     ...
614     -help             - display available options (-help-hidden for more)
615     -o <filename>     - Specify output filename
616
617 .. _grouping options into categories:
618
619 Grouping options into categories
620 --------------------------------
621
622 If our program has a large number of options it may become difficult for users
623 of our tool to navigate the output of ``-help``. To alleviate this problem we
624 can put our options into categories. This can be done by declaring option
625 categories (`cl::OptionCategory`_ objects) and then placing our options into
626 these categories using the `cl::cat`_ option attribute. For example:
627
628 .. code-block:: c++
629
630   cl::OptionCategory StageSelectionCat("Stage Selection Options",
631                                        "These control which stages are run.");
632
633   cl::opt<bool> Preprocessor("E",cl::desc("Run preprocessor stage."),
634                              cl::cat(StageSelectionCat));
635
636   cl::opt<bool> NoLink("c",cl::desc("Run all stages except linking."),
637                        cl::cat(StageSelectionCat));
638
639 The output of ``-help`` will become categorized if an option category is
640 declared. The output looks something like ::
641
642   OVERVIEW: This is a small program to demo the LLVM CommandLine API
643   USAGE: Sample [options]
644
645   OPTIONS:
646
647     General options:
648
649       -help              - Display available options (-help-hidden for more)
650       -help-list         - Display list of available options (-help-list-hidden for more)
651
652
653     Stage Selection Options:
654     These control which stages are run.
655
656       -E                 - Run preprocessor stage.
657       -c                 - Run all stages except linking.
658
659 In addition to the behaviour of ``-help`` changing when an option category is
660 declared, the command line option ``-help-list`` becomes visible which will
661 print the command line options as uncategorized list.
662
663 Note that Options that are not explicitly categorized will be placed in the
664 ``cl::GeneralCategory`` category.
665
666 .. _Reference Guide:
667
668 Reference Guide
669 ===============
670
671 Now that you know the basics of how to use the CommandLine library, this section
672 will give you the detailed information you need to tune how command line options
673 work, as well as information on more "advanced" command line option processing
674 capabilities.
675
676 .. _positional:
677 .. _positional argument:
678 .. _Positional Arguments:
679 .. _Positional arguments section:
680 .. _positional options:
681
682 Positional Arguments
683 --------------------
684
685 Positional arguments are those arguments that are not named, and are not
686 specified with a hyphen.  Positional arguments should be used when an option is
687 specified by its position alone.  For example, the standard Unix ``grep`` tool
688 takes a regular expression argument, and an optional filename to search through
689 (which defaults to standard input if a filename is not specified).  Using the
690 CommandLine library, this would be specified as:
691
692 .. code-block:: c++
693
694   cl::opt<string> Regex   (cl::Positional, cl::desc("<regular expression>"), cl::Required);
695   cl::opt<string> Filename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::init("-"));
696
697 Given these two option declarations, the ``-help`` output for our grep
698 replacement would look like this:
699
700 ::
701
702   USAGE: spiffygrep [options] <regular expression> <input file>
703
704   OPTIONS:
705     -help - display available options (-help-hidden for more)
706
707 ... and the resultant program could be used just like the standard ``grep``
708 tool.
709
710 Positional arguments are sorted by their order of construction.  This means that
711 command line options will be ordered according to how they are listed in a .cpp
712 file, but will not have an ordering defined if the positional arguments are
713 defined in multiple .cpp files.  The fix for this problem is simply to define
714 all of your positional arguments in one .cpp file.
715
716 Specifying positional options with hyphens
717 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
718
719 Sometimes you may want to specify a value to your positional argument that
720 starts with a hyphen (for example, searching for '``-foo``' in a file).  At
721 first, you will have trouble doing this, because it will try to find an argument
722 named '``-foo``', and will fail (and single quotes will not save you).  Note
723 that the system ``grep`` has the same problem:
724
725 ::
726
727   $ spiffygrep '-foo' test.txt
728   Unknown command line argument '-foo'.  Try: spiffygrep -help'
729
730   $ grep '-foo' test.txt
731   grep: illegal option -- f
732   grep: illegal option -- o
733   grep: illegal option -- o
734   Usage: grep -hblcnsviw pattern file . . .
735
736 The solution for this problem is the same for both your tool and the system
737 version: use the '``--``' marker.  When the user specifies '``--``' on the
738 command line, it is telling the program that all options after the '``--``'
739 should be treated as positional arguments, not options.  Thus, we can use it
740 like this:
741
742 ::
743
744   $ spiffygrep -- -foo test.txt
745     ...output...
746
747 Determining absolute position with getPosition()
748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
749
750 Sometimes an option can affect or modify the meaning of another option. For
751 example, consider ``gcc``'s ``-x LANG`` option. This tells ``gcc`` to ignore the
752 suffix of subsequent positional arguments and force the file to be interpreted
753 as if it contained source code in language ``LANG``. In order to handle this
754 properly, you need to know the absolute position of each argument, especially
755 those in lists, so their interaction(s) can be applied correctly. This is also
756 useful for options like ``-llibname`` which is actually a positional argument
757 that starts with a dash.
758
759 So, generally, the problem is that you have two ``cl::list`` variables that
760 interact in some way. To ensure the correct interaction, you can use the
761 ``cl::list::getPosition(optnum)`` method. This method returns the absolute
762 position (as found on the command line) of the ``optnum`` item in the
763 ``cl::list``.
764
765 The idiom for usage is like this:
766
767 .. code-block:: c++
768
769   static cl::list<std::string> Files(cl::Positional, cl::OneOrMore);
770   static cl::list<std::string> Libraries("l", cl::ZeroOrMore);
771
772   int main(int argc, char**argv) {
773     // ...
774     std::vector<std::string>::iterator fileIt = Files.begin();
775     std::vector<std::string>::iterator libIt  = Libraries.begin();
776     unsigned libPos = 0, filePos = 0;
777     while ( 1 ) {
778       if ( libIt != Libraries.end() )
779         libPos = Libraries.getPosition( libIt - Libraries.begin() );
780       else
781         libPos = 0;
782       if ( fileIt != Files.end() )
783         filePos = Files.getPosition( fileIt - Files.begin() );
784       else
785         filePos = 0;
786
787       if ( filePos != 0 && (libPos == 0 || filePos < libPos) ) {
788         // Source File Is next
789         ++fileIt;
790       }
791       else if ( libPos != 0 && (filePos == 0 || libPos < filePos) ) {
792         // Library is next
793         ++libIt;
794       }
795       else
796         break; // we're done with the list
797     }
798   }
799
800 Note that, for compatibility reasons, the ``cl::opt`` also supports an
801 ``unsigned getPosition()`` option that will provide the absolute position of
802 that option. You can apply the same approach as above with a ``cl::opt`` and a
803 ``cl::list`` option as you can with two lists.
804
805 .. _interpreter style options:
806 .. _cl::ConsumeAfter:
807 .. _this section for more information:
808
809 The ``cl::ConsumeAfter`` modifier
810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
811
812 The ``cl::ConsumeAfter`` `formatting option`_ is used to construct programs that
813 use "interpreter style" option processing.  With this style of option
814 processing, all arguments specified after the last positional argument are
815 treated as special interpreter arguments that are not interpreted by the command
816 line argument.
817
818 As a concrete example, lets say we are developing a replacement for the standard
819 Unix Bourne shell (``/bin/sh``).  To run ``/bin/sh``, first you specify options
820 to the shell itself (like ``-x`` which turns on trace output), then you specify
821 the name of the script to run, then you specify arguments to the script.  These
822 arguments to the script are parsed by the Bourne shell command line option
823 processor, but are not interpreted as options to the shell itself.  Using the
824 CommandLine library, we would specify this as:
825
826 .. code-block:: c++
827
828   cl::opt<string> Script(cl::Positional, cl::desc("<input script>"), cl::init("-"));
829   cl::list<string>  Argv(cl::ConsumeAfter, cl::desc("<program arguments>..."));
830   cl::opt<bool>    Trace("x", cl::desc("Enable trace output"));
831
832 which automatically provides the help output:
833
834 ::
835
836   USAGE: spiffysh [options] <input script> <program arguments>...
837
838   OPTIONS:
839     -help - display available options (-help-hidden for more)
840     -x    - Enable trace output
841
842 At runtime, if we run our new shell replacement as ```spiffysh -x test.sh -a -x
843 -y bar``', the ``Trace`` variable will be set to true, the ``Script`` variable
844 will be set to "``test.sh``", and the ``Argv`` list will contain ``["-a", "-x",
845 "-y", "bar"]``, because they were specified after the last positional argument
846 (which is the script name).
847
848 There are several limitations to when ``cl::ConsumeAfter`` options can be
849 specified.  For example, only one ``cl::ConsumeAfter`` can be specified per
850 program, there must be at least one `positional argument`_ specified, there must
851 not be any `cl::list`_ positional arguments, and the ``cl::ConsumeAfter`` option
852 should be a `cl::list`_ option.
853
854 .. _can be changed:
855 .. _Internal vs External Storage:
856
857 Internal vs External Storage
858 ----------------------------
859
860 By default, all command line options automatically hold the value that they
861 parse from the command line.  This is very convenient in the common case,
862 especially when combined with the ability to define command line options in the
863 files that use them.  This is called the internal storage model.
864
865 Sometimes, however, it is nice to separate the command line option processing
866 code from the storage of the value parsed.  For example, lets say that we have a
867 '``-debug``' option that we would like to use to enable debug information across
868 the entire body of our program.  In this case, the boolean value controlling the
869 debug code should be globally accessible (in a header file, for example) yet the
870 command line option processing code should not be exposed to all of these
871 clients (requiring lots of .cpp files to ``#include CommandLine.h``).
872
873 To do this, set up your .h file with your option, like this for example:
874
875 .. code-block:: c++
876
877   // DebugFlag.h - Get access to the '-debug' command line option
878   //
879
880   // DebugFlag - This boolean is set to true if the '-debug' command line option
881   // is specified.  This should probably not be referenced directly, instead, use
882   // the DEBUG macro below.
883   //
884   extern bool DebugFlag;
885
886   // DEBUG macro - This macro should be used by code to emit debug information.
887   // In the '-debug' option is specified on the command line, and if this is a
888   // debug build, then the code specified as the option to the macro will be
889   // executed.  Otherwise it will not be.
890   #ifdef NDEBUG
891   #define LLVM_DEBUG(X)
892   #else
893   #define LLVM_DEBUG(X) do { if (DebugFlag) { X; } } while (0)
894   #endif
895
896 This allows clients to blissfully use the ``LLVM_DEBUG()`` macro, or the
897 ``DebugFlag`` explicitly if they want to.  Now we just need to be able to set
898 the ``DebugFlag`` boolean when the option is set.  To do this, we pass an
899 additional argument to our command line argument processor, and we specify where
900 to fill in with the `cl::location`_ attribute:
901
902 .. code-block:: c++
903
904   bool DebugFlag;                  // the actual value
905   static cl::opt<bool, true>       // The parser
906   Debug("debug", cl::desc("Enable debug output"), cl::Hidden, cl::location(DebugFlag));
907
908 In the above example, we specify "``true``" as the second argument to the
909 `cl::opt`_ template, indicating that the template should not maintain a copy of
910 the value itself.  In addition to this, we specify the `cl::location`_
911 attribute, so that ``DebugFlag`` is automatically set.
912
913 Option Attributes
914 -----------------
915
916 This section describes the basic attributes that you can specify on options.
917
918 * The option name attribute (which is required for all options, except
919   `positional options`_) specifies what the option name is.  This option is
920   specified in simple double quotes:
921
922   .. code-block:: c++
923
924     cl::opt<bool> Quiet("quiet");
925
926 .. _cl::desc(...):
927
928 * The **cl::desc** attribute specifies a description for the option to be
929   shown in the ``-help`` output for the program. This attribute supports
930   multi-line descriptions with lines separated by '\n'.
931
932 .. _cl::value_desc:
933
934 * The **cl::value_desc** attribute specifies a string that can be used to
935   fine tune the ``-help`` output for a command line option.  Look `here`_ for an
936   example.
937
938 .. _cl::init:
939
940 * The **cl::init** attribute specifies an initial value for a `scalar`_
941   option.  If this attribute is not specified then the command line option value
942   defaults to the value created by the default constructor for the
943   type.
944
945   .. warning::
946
947     If you specify both **cl::init** and **cl::location** for an option, you
948     must specify **cl::location** first, so that when the command-line parser
949     sees **cl::init**, it knows where to put the initial value. (You will get an
950     error at runtime if you don't put them in the right order.)
951
952 .. _cl::location:
953
954 * The **cl::location** attribute where to store the value for a parsed command
955   line option if using external storage.  See the section on `Internal vs
956   External Storage`_ for more information.
957
958 .. _cl::aliasopt:
959
960 * The **cl::aliasopt** attribute specifies which option a `cl::alias`_ option is
961   an alias for.
962
963 .. _cl::values:
964
965 * The **cl::values** attribute specifies the string-to-value mapping to be used
966   by the generic parser.  It takes a list of (option, value, description)
967   triplets that specify the option name, the value mapped to, and the
968   description shown in the ``-help`` for the tool.  Because the generic parser
969   is used most frequently with enum values, two macros are often useful:
970
971   #. The **clEnumVal** macro is used as a nice simple way to specify a triplet
972      for an enum.  This macro automatically makes the option name be the same as
973      the enum name.  The first option to the macro is the enum, the second is
974      the description for the command line option.
975
976   #. The **clEnumValN** macro is used to specify macro options where the option
977      name doesn't equal the enum name.  For this macro, the first argument is
978      the enum value, the second is the flag name, and the second is the
979      description.
980
981   You will get a compile time error if you try to use cl::values with a parser
982   that does not support it.
983
984 .. _cl::multi_val:
985
986 * The **cl::multi_val** attribute specifies that this option takes has multiple
987   values (example: ``-sectalign segname sectname sectvalue``). This attribute
988   takes one unsigned argument - the number of values for the option. This
989   attribute is valid only on ``cl::list`` options (and will fail with compile
990   error if you try to use it with other option types). It is allowed to use all
991   of the usual modifiers on multi-valued options (besides
992   ``cl::ValueDisallowed``, obviously).
993
994 .. _cl::cat:
995
996 * The **cl::cat** attribute specifies the option category that the option
997   belongs to. The category should be a `cl::OptionCategory`_ object.
998
999 Option Modifiers
1000 ----------------
1001
1002 Option modifiers are the flags and expressions that you pass into the
1003 constructors for `cl::opt`_ and `cl::list`_.  These modifiers give you the
1004 ability to tweak how options are parsed and how ``-help`` output is generated to
1005 fit your application well.
1006
1007 These options fall into five main categories:
1008
1009 #. Hiding an option from ``-help`` output
1010
1011 #. Controlling the number of occurrences required and allowed
1012
1013 #. Controlling whether or not a value must be specified
1014
1015 #. Controlling other formatting options
1016
1017 #. Miscellaneous option modifiers
1018
1019 It is not possible to specify two options from the same category (you'll get a
1020 runtime error) to a single option, except for options in the miscellaneous
1021 category.  The CommandLine library specifies defaults for all of these settings
1022 that are the most useful in practice and the most common, which mean that you
1023 usually shouldn't have to worry about these.
1024
1025 Hiding an option from ``-help`` output
1026 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1027
1028 The ``cl::NotHidden``, ``cl::Hidden``, and ``cl::ReallyHidden`` modifiers are
1029 used to control whether or not an option appears in the ``-help`` and
1030 ``-help-hidden`` output for the compiled program:
1031
1032 .. _cl::NotHidden:
1033
1034 * The **cl::NotHidden** modifier (which is the default for `cl::opt`_ and
1035   `cl::list`_ options) indicates the option is to appear in both help
1036   listings.
1037
1038 .. _cl::Hidden:
1039
1040 * The **cl::Hidden** modifier (which is the default for `cl::alias`_ options)
1041   indicates that the option should not appear in the ``-help`` output, but
1042   should appear in the ``-help-hidden`` output.
1043
1044 .. _cl::ReallyHidden:
1045
1046 * The **cl::ReallyHidden** modifier indicates that the option should not appear
1047   in any help output.
1048
1049 Controlling the number of occurrences required and allowed
1050 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1051
1052 This group of options is used to control how many time an option is allowed (or
1053 required) to be specified on the command line of your program.  Specifying a
1054 value for this setting allows the CommandLine library to do error checking for
1055 you.
1056
1057 The allowed values for this option group are:
1058
1059 .. _cl::Optional:
1060
1061 * The **cl::Optional** modifier (which is the default for the `cl::opt`_ and
1062   `cl::alias`_ classes) indicates that your program will allow either zero or
1063   one occurrence of the option to be specified.
1064
1065 .. _cl::ZeroOrMore:
1066
1067 * The **cl::ZeroOrMore** modifier (which is the default for the `cl::list`_
1068   class) indicates that your program will allow the option to be specified zero
1069   or more times.
1070
1071 .. _cl::Required:
1072
1073 * The **cl::Required** modifier indicates that the specified option must be
1074   specified exactly one time.
1075
1076 .. _cl::OneOrMore:
1077
1078 * The **cl::OneOrMore** modifier indicates that the option must be specified at
1079   least one time.
1080
1081 * The **cl::ConsumeAfter** modifier is described in the `Positional arguments
1082   section`_.
1083
1084 If an option is not specified, then the value of the option is equal to the
1085 value specified by the `cl::init`_ attribute.  If the ``cl::init`` attribute is
1086 not specified, the option value is initialized with the default constructor for
1087 the data type.
1088
1089 If an option is specified multiple times for an option of the `cl::opt`_ class,
1090 only the last value will be retained.
1091
1092 Controlling whether or not a value must be specified
1093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1094
1095 This group of options is used to control whether or not the option allows a
1096 value to be present.  In the case of the CommandLine library, a value is either
1097 specified with an equal sign (e.g. '``-index-depth=17``') or as a trailing
1098 string (e.g. '``-o a.out``').
1099
1100 The allowed values for this option group are:
1101
1102 .. _cl::ValueOptional:
1103
1104 * The **cl::ValueOptional** modifier (which is the default for ``bool`` typed
1105   options) specifies that it is acceptable to have a value, or not.  A boolean
1106   argument can be enabled just by appearing on the command line, or it can have
1107   an explicit '``-foo=true``'.  If an option is specified with this mode, it is
1108   illegal for the value to be provided without the equal sign.  Therefore
1109   '``-foo true``' is illegal.  To get this behavior, you must use
1110   the `cl::ValueRequired`_ modifier.
1111
1112 .. _cl::ValueRequired:
1113
1114 * The **cl::ValueRequired** modifier (which is the default for all other types
1115   except for `unnamed alternatives using the generic parser`_) specifies that a
1116   value must be provided.  This mode informs the command line library that if an
1117   option is not provides with an equal sign, that the next argument provided
1118   must be the value.  This allows things like '``-o a.out``' to work.
1119
1120 .. _cl::ValueDisallowed:
1121
1122 * The **cl::ValueDisallowed** modifier (which is the default for `unnamed
1123   alternatives using the generic parser`_) indicates that it is a runtime error
1124   for the user to specify a value.  This can be provided to disallow users from
1125   providing options to boolean options (like '``-foo=true``').
1126
1127 In general, the default values for this option group work just like you would
1128 want them to.  As mentioned above, you can specify the `cl::ValueDisallowed`_
1129 modifier to a boolean argument to restrict your command line parser.  These
1130 options are mostly useful when `extending the library`_.
1131
1132 .. _formatting option:
1133
1134 Controlling other formatting options
1135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1136
1137 The formatting option group is used to specify that the command line option has
1138 special abilities and is otherwise different from other command line arguments.
1139 As usual, you can only specify one of these arguments at most.
1140
1141 .. _cl::NormalFormatting:
1142
1143 * The **cl::NormalFormatting** modifier (which is the default all options)
1144   specifies that this option is "normal".
1145
1146 .. _cl::Positional:
1147
1148 * The **cl::Positional** modifier specifies that this is a positional argument
1149   that does not have a command line option associated with it.  See the
1150   `Positional Arguments`_ section for more information.
1151
1152 * The **cl::ConsumeAfter** modifier specifies that this option is used to
1153   capture "interpreter style" arguments.  See `this section for more
1154   information`_.
1155
1156 .. _prefix:
1157 .. _cl::Prefix:
1158
1159 * The **cl::Prefix** modifier specifies that this option prefixes its value.
1160   With 'Prefix' options, the equal sign does not separate the value from the
1161   option name specified. Instead, the value is everything after the prefix,
1162   including any equal sign if present. This is useful for processing odd
1163   arguments like ``-lmalloc`` and ``-L/usr/lib`` in a linker tool or
1164   ``-DNAME=value`` in a compiler tool.  Here, the '``l``', '``D``' and '``L``'
1165   options are normal string (or list) options, that have the **cl::Prefix**
1166   modifier added to allow the CommandLine library to recognize them.  Note that
1167   **cl::Prefix** options must not have the **cl::ValueDisallowed** modifier
1168   specified.
1169
1170 .. _grouping:
1171 .. _cl::Grouping:
1172
1173 Controlling options grouping
1174 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1175
1176 The **cl::Grouping** modifier can be combined with any formatting types except
1177 for `cl::Positional`_.  It is used to implement Unix-style tools (like ``ls``)
1178 that have lots of single letter arguments, but only require a single dash.
1179 For example, the '``ls -labF``' command actually enables four different options,
1180 all of which are single letters.
1181
1182 Note that **cl::Grouping** options can have values only if they are used
1183 separately or at the end of the groups.  For `cl::ValueRequired`_, it is
1184 a runtime error if such an option is used elsewhere in the group.
1185
1186 The CommandLine library does not restrict how you use the **cl::Prefix** or
1187 **cl::Grouping** modifiers, but it is possible to specify ambiguous argument
1188 settings.  Thus, it is possible to have multiple letter options that are prefix
1189 or grouping options, and they will still work as designed.
1190
1191 To do this, the CommandLine library uses a greedy algorithm to parse the input
1192 option into (potentially multiple) prefix and grouping options.  The strategy
1193 basically looks like this:
1194
1195 ::
1196
1197   parse(string OrigInput) {
1198
1199   1. string Input = OrigInput;
1200   2. if (isOption(Input)) return getOption(Input).parse();  // Normal option
1201   3. while (!Input.empty() && !isOption(Input)) Input.pop_back();  // Remove the last letter
1202   4. while (!Input.empty()) {
1203        string MaybeValue = OrigInput.substr(Input.length())
1204        if (getOption(Input).isPrefix())
1205          return getOption(Input).parse(MaybeValue)
1206        if (!MaybeValue.empty() && MaybeValue[0] == '=')
1207          return getOption(Input).parse(MaybeValue.substr(1))
1208        if (!getOption(Input).isGrouping())
1209          return error()
1210        getOption(Input).parse()
1211        Input = OrigInput = MaybeValue
1212        while (!Input.empty() && !isOption(Input)) Input.pop_back();
1213        if (!Input.empty() && !getOption(Input).isGrouping())
1214          return error()
1215      }
1216   5. if (!OrigInput.empty()) error();
1217
1218   }
1219
1220 Miscellaneous option modifiers
1221 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1222
1223 The miscellaneous option modifiers are the only flags where you can specify more
1224 than one flag from the set: they are not mutually exclusive.  These flags
1225 specify boolean properties that modify the option.
1226
1227 .. _cl::CommaSeparated:
1228
1229 * The **cl::CommaSeparated** modifier indicates that any commas specified for an
1230   option's value should be used to split the value up into multiple values for
1231   the option.  For example, these two options are equivalent when
1232   ``cl::CommaSeparated`` is specified: "``-foo=a -foo=b -foo=c``" and
1233   "``-foo=a,b,c``".  This option only makes sense to be used in a case where the
1234   option is allowed to accept one or more values (i.e. it is a `cl::list`_
1235   option).
1236
1237 .. _cl::DefaultOption:
1238
1239 * The **cl::DefaultOption** modifier is used to specify that the option is a
1240   default that can be overridden by application specific parsers. For example,
1241   the ``-help`` alias, ``-h``, is registered this way, so it can be overridden
1242   by applications that need to use the ``-h`` option for another purpose,
1243   either as a regular option or an alias for another option.
1244
1245 .. _cl::PositionalEatsArgs:
1246
1247 * The **cl::PositionalEatsArgs** modifier (which only applies to positional
1248   arguments, and only makes sense for lists) indicates that positional argument
1249   should consume any strings after it (including strings that start with a "-")
1250   up until another recognized positional argument.  For example, if you have two
1251   "eating" positional arguments, "``pos1``" and "``pos2``", the string "``-pos1
1252   -foo -bar baz -pos2 -bork``" would cause the "``-foo -bar -baz``" strings to
1253   be applied to the "``-pos1``" option and the "``-bork``" string to be applied
1254   to the "``-pos2``" option.
1255
1256 .. _cl::Sink:
1257
1258 * The **cl::Sink** modifier is used to handle unknown options. If there is at
1259   least one option with ``cl::Sink`` modifier specified, the parser passes
1260   unrecognized option strings to it as values instead of signaling an error. As
1261   with ``cl::CommaSeparated``, this modifier only makes sense with a `cl::list`_
1262   option.
1263
1264 .. _response files:
1265
1266 Response files
1267 ^^^^^^^^^^^^^^
1268
1269 Some systems, such as certain variants of Microsoft Windows and some older
1270 Unices have a relatively low limit on command-line length. It is therefore
1271 customary to use the so-called 'response files' to circumvent this
1272 restriction. These files are mentioned on the command-line (using the "@file")
1273 syntax. The program reads these files and inserts the contents into argv,
1274 thereby working around the command-line length limits.
1275
1276 Top-Level Classes and Functions
1277 -------------------------------
1278
1279 Despite all of the built-in flexibility, the CommandLine option library really
1280 only consists of one function `cl::ParseCommandLineOptions`_) and three main
1281 classes: `cl::opt`_, `cl::list`_, and `cl::alias`_.  This section describes
1282 these three classes in detail.
1283
1284 .. _cl::getRegisteredOptions:
1285
1286 The ``cl::getRegisteredOptions`` function
1287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1288
1289 The ``cl::getRegisteredOptions`` function is designed to give a programmer
1290 access to declared non-positional command line options so that how they appear
1291 in ``-help`` can be modified prior to calling `cl::ParseCommandLineOptions`_.
1292 Note this method should not be called during any static initialisation because
1293 it cannot be guaranteed that all options will have been initialised. Hence it
1294 should be called from ``main``.
1295
1296 This function can be used to gain access to options declared in libraries that
1297 the tool writer may not have direct access to.
1298
1299 The function retrieves a :ref:`StringMap <dss_stringmap>` that maps the option
1300 string (e.g. ``-help``) to an ``Option*``.
1301
1302 Here is an example of how the function could be used:
1303
1304 .. code-block:: c++
1305
1306   using namespace llvm;
1307   int main(int argc, char **argv) {
1308     cl::OptionCategory AnotherCategory("Some options");
1309
1310     StringMap<cl::Option*> &Map = cl::getRegisteredOptions();
1311
1312     //Unhide useful option and put it in a different category
1313     assert(Map.count("print-all-options") > 0);
1314     Map["print-all-options"]->setHiddenFlag(cl::NotHidden);
1315     Map["print-all-options"]->setCategory(AnotherCategory);
1316
1317     //Hide an option we don't want to see
1318     assert(Map.count("enable-no-infs-fp-math") > 0);
1319     Map["enable-no-infs-fp-math"]->setHiddenFlag(cl::Hidden);
1320
1321     //Change --version to --show-version
1322     assert(Map.count("version") > 0);
1323     Map["version"]->setArgStr("show-version");
1324
1325     //Change --help description
1326     assert(Map.count("help") > 0);
1327     Map["help"]->setDescription("Shows help");
1328
1329     cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "This is a small program to demo the LLVM CommandLine API");
1330     ...
1331   }
1332
1333
1334 .. _cl::ParseCommandLineOptions:
1335
1336 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function
1337 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1338
1339 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function is designed to be called directly
1340 from ``main``, and is used to fill in the values of all of the command line
1341 option variables once ``argc`` and ``argv`` are available.
1342
1343 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function requires two parameters (``argc``
1344 and ``argv``), but may also take an optional third parameter which holds
1345 `additional extra text`_ to emit when the ``-help`` option is invoked.
1346
1347 .. _cl::ParseEnvironmentOptions:
1348
1349 The ``cl::ParseEnvironmentOptions`` function
1350 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1351
1352 The ``cl::ParseEnvironmentOptions`` function has mostly the same effects as
1353 `cl::ParseCommandLineOptions`_, except that it is designed to take values for
1354 options from an environment variable, for those cases in which reading the
1355 command line is not convenient or desired. It fills in the values of all the
1356 command line option variables just like `cl::ParseCommandLineOptions`_ does.
1357
1358 It takes four parameters: the name of the program (since ``argv`` may not be
1359 available, it can't just look in ``argv[0]``), the name of the environment
1360 variable to examine, and the optional `additional extra text`_ to emit when the
1361 ``-help`` option is invoked.
1362
1363 ``cl::ParseEnvironmentOptions`` will break the environment variable's value up
1364 into words and then process them using `cl::ParseCommandLineOptions`_.
1365 **Note:** Currently ``cl::ParseEnvironmentOptions`` does not support quoting, so
1366 an environment variable containing ``-option "foo bar"`` will be parsed as three
1367 words, ``-option``, ``"foo``, and ``bar"``, which is different from what you
1368 would get from the shell with the same input.
1369
1370 The ``cl::SetVersionPrinter`` function
1371 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1372
1373 The ``cl::SetVersionPrinter`` function is designed to be called directly from
1374 ``main`` and *before* ``cl::ParseCommandLineOptions``. Its use is optional. It
1375 simply arranges for a function to be called in response to the ``--version``
1376 option instead of having the ``CommandLine`` library print out the usual version
1377 string for LLVM. This is useful for programs that are not part of LLVM but wish
1378 to use the ``CommandLine`` facilities. Such programs should just define a small
1379 function that takes no arguments and returns ``void`` and that prints out
1380 whatever version information is appropriate for the program. Pass the address of
1381 that function to ``cl::SetVersionPrinter`` to arrange for it to be called when
1382 the ``--version`` option is given by the user.
1383
1384 .. _cl::opt:
1385 .. _scalar:
1386
1387 The ``cl::opt`` class
1388 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1389
1390 The ``cl::opt`` class is the class used to represent scalar command line
1391 options, and is the one used most of the time.  It is a templated class which
1392 can take up to three arguments (all except for the first have default values
1393 though):
1394
1395 .. code-block:: c++
1396
1397   namespace cl {
1398     template <class DataType, bool ExternalStorage = false,
1399               class ParserClass = parser<DataType> >
1400     class opt;
1401   }
1402
1403 The first template argument specifies what underlying data type the command line
1404 argument is, and is used to select a default parser implementation.  The second
1405 template argument is used to specify whether the option should contain the
1406 storage for the option (the default) or whether external storage should be used
1407 to contain the value parsed for the option (see `Internal vs External Storage`_
1408 for more information).
1409
1410 The third template argument specifies which parser to use.  The default value
1411 selects an instantiation of the ``parser`` class based on the underlying data
1412 type of the option.  In general, this default works well for most applications,
1413 so this option is only used when using a `custom parser`_.
1414
1415 .. _lists of arguments:
1416 .. _cl::list:
1417
1418 The ``cl::list`` class
1419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1420
1421 The ``cl::list`` class is the class used to represent a list of command line
1422 options.  It too is a templated class which can take up to three arguments:
1423
1424 .. code-block:: c++
1425
1426   namespace cl {
1427     template <class DataType, class Storage = bool,
1428               class ParserClass = parser<DataType> >
1429     class list;
1430   }
1431
1432 This class works the exact same as the `cl::opt`_ class, except that the second
1433 argument is the **type** of the external storage, not a boolean value.  For this
1434 class, the marker type '``bool``' is used to indicate that internal storage
1435 should be used.
1436
1437 .. _cl::bits:
1438
1439 The ``cl::bits`` class
1440 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1441
1442 The ``cl::bits`` class is the class used to represent a list of command line
1443 options in the form of a bit vector.  It is also a templated class which can
1444 take up to three arguments:
1445
1446 .. code-block:: c++
1447
1448   namespace cl {
1449     template <class DataType, class Storage = bool,
1450               class ParserClass = parser<DataType> >
1451     class bits;
1452   }
1453
1454 This class works the exact same as the `cl::list`_ class, except that the second
1455 argument must be of **type** ``unsigned`` if external storage is used.
1456
1457 .. _cl::alias:
1458
1459 The ``cl::alias`` class
1460 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1461
1462 The ``cl::alias`` class is a nontemplated class that is used to form aliases for
1463 other arguments.
1464
1465 .. code-block:: c++
1466
1467   namespace cl {
1468     class alias;
1469   }
1470
1471 The `cl::aliasopt`_ attribute should be used to specify which option this is an
1472 alias for.  Alias arguments default to being `cl::Hidden`_, and use the aliased
1473 options parser to do the conversion from string to data.
1474
1475 .. _cl::extrahelp:
1476
1477 The ``cl::extrahelp`` class
1478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1479
1480 The ``cl::extrahelp`` class is a nontemplated class that allows extra help text
1481 to be printed out for the ``-help`` option.
1482
1483 .. code-block:: c++
1484
1485   namespace cl {
1486     struct extrahelp;
1487   }
1488
1489 To use the extrahelp, simply construct one with a ``const char*`` parameter to
1490 the constructor. The text passed to the constructor will be printed at the
1491 bottom of the help message, verbatim. Note that multiple ``cl::extrahelp``
1492 **can** be used, but this practice is discouraged. If your tool needs to print
1493 additional help information, put all that help into a single ``cl::extrahelp``
1494 instance.
1495
1496 For example:
1497
1498 .. code-block:: c++
1499
1500   cl::extrahelp("\nADDITIONAL HELP:\n\n  This is the extra help\n");
1501
1502 .. _cl::OptionCategory:
1503
1504 The ``cl::OptionCategory`` class
1505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1506
1507 The ``cl::OptionCategory`` class is a simple class for declaring
1508 option categories.
1509
1510 .. code-block:: c++
1511
1512   namespace cl {
1513     class OptionCategory;
1514   }
1515
1516 An option category must have a name and optionally a description which are
1517 passed to the constructor as ``const char*``.
1518
1519 Note that declaring an option category and associating it with an option before
1520 parsing options (e.g. statically) will change the output of ``-help`` from
1521 uncategorized to categorized. If an option category is declared but not
1522 associated with an option then it will be hidden from the output of ``-help``
1523 but will be shown in the output of ``-help-hidden``.
1524
1525 .. _different parser:
1526 .. _discussed previously:
1527
1528 Builtin parsers
1529 ---------------
1530
1531 Parsers control how the string value taken from the command line is translated
1532 into a typed value, suitable for use in a C++ program.  By default, the
1533 CommandLine library uses an instance of ``parser<type>`` if the command line
1534 option specifies that it uses values of type '``type``'.  Because of this,
1535 custom option processing is specified with specializations of the '``parser``'
1536 class.
1537
1538 The CommandLine library provides the following builtin parser specializations,
1539 which are sufficient for most applications. It can, however, also be extended to
1540 work with new data types and new ways of interpreting the same data.  See the
1541 `Writing a Custom Parser`_ for more details on this type of library extension.
1542
1543 .. _enums:
1544 .. _cl::parser:
1545
1546 * The generic ``parser<t>`` parser can be used to map strings values to any data
1547   type, through the use of the `cl::values`_ property, which specifies the
1548   mapping information.  The most common use of this parser is for parsing enum
1549   values, which allows you to use the CommandLine library for all of the error
1550   checking to make sure that only valid enum values are specified (as opposed to
1551   accepting arbitrary strings).  Despite this, however, the generic parser class
1552   can be used for any data type.
1553
1554 .. _boolean flags:
1555 .. _bool parser:
1556
1557 * The **parser<bool> specialization** is used to convert boolean strings to a
1558   boolean value.  Currently accepted strings are "``true``", "``TRUE``",
1559   "``True``", "``1``", "``false``", "``FALSE``", "``False``", and "``0``".
1560
1561 * The **parser<boolOrDefault> specialization** is used for cases where the value
1562   is boolean, but we also need to know whether the option was specified at all.
1563   boolOrDefault is an enum with 3 values, BOU_UNSET, BOU_TRUE and BOU_FALSE.
1564   This parser accepts the same strings as **``parser<bool>``**.
1565
1566 .. _strings:
1567
1568 * The **parser<string> specialization** simply stores the parsed string into the
1569   string value specified.  No conversion or modification of the data is
1570   performed.
1571
1572 .. _integers:
1573 .. _int:
1574
1575 * The **parser<int> specialization** uses the C ``strtol`` function to parse the
1576   string input.  As such, it will accept a decimal number (with an optional '+'
1577   or '-' prefix) which must start with a non-zero digit.  It accepts octal
1578   numbers, which are identified with a '``0``' prefix digit, and hexadecimal
1579   numbers with a prefix of '``0x``' or '``0X``'.
1580
1581 .. _doubles:
1582 .. _float:
1583 .. _double:
1584
1585 * The **parser<double>** and **parser<float> specializations** use the standard
1586   C ``strtod`` function to convert floating point strings into floating point
1587   values.  As such, a broad range of string formats is supported, including
1588   exponential notation (ex: ``1.7e15``) and properly supports locales.
1589
1590 .. _Extension Guide:
1591 .. _extending the library:
1592
1593 Extension Guide
1594 ===============
1595
1596 Although the CommandLine library has a lot of functionality built into it
1597 already (as discussed previously), one of its true strengths lie in its
1598 extensibility.  This section discusses how the CommandLine library works under
1599 the covers and illustrates how to do some simple, common, extensions.
1600
1601 .. _Custom parsers:
1602 .. _custom parser:
1603 .. _Writing a Custom Parser:
1604
1605 Writing a custom parser
1606 -----------------------
1607
1608 One of the simplest and most common extensions is the use of a custom parser.
1609 As `discussed previously`_, parsers are the portion of the CommandLine library
1610 that turns string input from the user into a particular parsed data type,
1611 validating the input in the process.
1612
1613 There are two ways to use a new parser:
1614
1615 #. Specialize the `cl::parser`_ template for your custom data type.
1616
1617    This approach has the advantage that users of your custom data type will
1618    automatically use your custom parser whenever they define an option with a
1619    value type of your data type.  The disadvantage of this approach is that it
1620    doesn't work if your fundamental data type is something that is already
1621    supported.
1622
1623 #. Write an independent class, using it explicitly from options that need it.
1624
1625    This approach works well in situations where you would line to parse an
1626    option using special syntax for a not-very-special data-type.  The drawback
1627    of this approach is that users of your parser have to be aware that they are
1628    using your parser instead of the builtin ones.
1629
1630 To guide the discussion, we will discuss a custom parser that accepts file
1631 sizes, specified with an optional unit after the numeric size.  For example, we
1632 would like to parse "102kb", "41M", "1G" into the appropriate integer value.  In
1633 this case, the underlying data type we want to parse into is '``unsigned``'.  We
1634 choose approach #2 above because we don't want to make this the default for all
1635 ``unsigned`` options.
1636
1637 To start out, we declare our new ``FileSizeParser`` class:
1638
1639 .. code-block:: c++
1640
1641   struct FileSizeParser : public cl::parser<unsigned> {
1642     // parse - Return true on error.
1643     bool parse(cl::Option &O, StringRef ArgName, const std::string &ArgValue,
1644                unsigned &Val);
1645   };
1646
1647 Our new class inherits from the ``cl::parser`` template class to fill in
1648 the default, boiler plate code for us.  We give it the data type that we parse
1649 into, the last argument to the ``parse`` method, so that clients of our custom
1650 parser know what object type to pass in to the parse method.  (Here we declare
1651 that we parse into '``unsigned``' variables.)
1652
1653 For most purposes, the only method that must be implemented in a custom parser
1654 is the ``parse`` method.  The ``parse`` method is called whenever the option is
1655 invoked, passing in the option itself, the option name, the string to parse, and
1656 a reference to a return value.  If the string to parse is not well-formed, the
1657 parser should output an error message and return true.  Otherwise it should
1658 return false and set '``Val``' to the parsed value.  In our example, we
1659 implement ``parse`` as:
1660
1661 .. code-block:: c++
1662
1663   bool FileSizeParser::parse(cl::Option &O, StringRef ArgName,
1664                              const std::string &Arg, unsigned &Val) {
1665     const char *ArgStart = Arg.c_str();
1666     char *End;
1667
1668     // Parse integer part, leaving 'End' pointing to the first non-integer char
1669     Val = (unsigned)strtol(ArgStart, &End, 0);
1670
1671     while (1) {
1672       switch (*End++) {
1673       case 0: return false;   // No error
1674       case 'i':               // Ignore the 'i' in KiB if people use that
1675       case 'b': case 'B':     // Ignore B suffix
1676         break;
1677
1678       case 'g': case 'G': Val *= 1024*1024*1024; break;
1679       case 'm': case 'M': Val *= 1024*1024;      break;
1680       case 'k': case 'K': Val *= 1024;           break;
1681
1682       default:
1683         // Print an error message if unrecognized character!
1684         return O.error("'" + Arg + "' value invalid for file size argument!");
1685       }
1686     }
1687   }
1688
1689 This function implements a very simple parser for the kinds of strings we are
1690 interested in.  Although it has some holes (it allows "``123KKK``" for example),
1691 it is good enough for this example.  Note that we use the option itself to print
1692 out the error message (the ``error`` method always returns true) in order to get
1693 a nice error message (shown below).  Now that we have our parser class, we can
1694 use it like this:
1695
1696 .. code-block:: c++
1697
1698   static cl::opt<unsigned, false, FileSizeParser>
1699   MFS("max-file-size", cl::desc("Maximum file size to accept"),
1700       cl::value_desc("size"));
1701
1702 Which adds this to the output of our program:
1703
1704 ::
1705
1706   OPTIONS:
1707     -help                 - display available options (-help-hidden for more)
1708     ...
1709     -max-file-size=<size> - Maximum file size to accept
1710
1711 And we can test that our parse works correctly now (the test program just prints
1712 out the max-file-size argument value):
1713
1714 ::
1715
1716   $ ./test
1717   MFS: 0
1718   $ ./test -max-file-size=123MB
1719   MFS: 128974848
1720   $ ./test -max-file-size=3G
1721   MFS: 3221225472
1722   $ ./test -max-file-size=dog
1723   -max-file-size option: 'dog' value invalid for file size argument!
1724
1725 It looks like it works.  The error message that we get is nice and helpful, and
1726 we seem to accept reasonable file sizes.  This wraps up the "custom parser"
1727 tutorial.
1728
1729 Exploiting external storage
1730 ---------------------------
1731
1732 Several of the LLVM libraries define static ``cl::opt`` instances that will
1733 automatically be included in any program that links with that library.  This is
1734 a feature. However, sometimes it is necessary to know the value of the command
1735 line option outside of the library. In these cases the library does or should
1736 provide an external storage location that is accessible to users of the
1737 library. Examples of this include the ``llvm::DebugFlag`` exported by the
1738 ``lib/Support/Debug.cpp`` file and the ``llvm::TimePassesIsEnabled`` flag
1739 exported by the ``lib/IR/PassManager.cpp`` file.
1740
1741 .. todo::
1742
1743   TODO: complete this section
1744
1745 .. _dynamically loaded options:
1746
1747 Dynamically adding command line options
1748 ---------------------------------------
1749
1750 .. todo::
1751
1752   TODO: fill in this section