OSDN Git Service

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