[cleanup] Switch comments to use '\brief' style instead of '@brief'
[oota-llvm.git] / docs / CMake.rst
1 ========================
2 Building LLVM with CMake
3 ========================
4
5 .. contents::
6    :local:
7
8 Introduction
9 ============
10
11 `CMake <http://www.cmake.org/>`_ is a cross-platform build-generator tool. CMake
12 does not build the project, it generates the files needed by your build tool
13 (GNU make, Visual Studio, etc) for building LLVM.
14
15 If you are really anxious about getting a functional LLVM build, go to the
16 `Quick start`_ section. If you are a CMake novice, start on `Basic CMake usage`_
17 and then go back to the `Quick start`_ once you know what you are doing. The
18 `Options and variables`_ section is a reference for customizing your build. If
19 you already have experience with CMake, this is the recommended starting point.
20
21 .. _Quick start:
22
23 Quick start
24 ===========
25
26 We use here the command-line, non-interactive CMake interface.
27
28 #. `Download <http://www.cmake.org/cmake/resources/software.html>`_ and install
29    CMake. Version 2.8 is the minimum required.
30
31 #. Open a shell. Your development tools must be reachable from this shell
32    through the PATH environment variable.
33
34 #. Create a directory for containing the build. It is not supported to build
35    LLVM on the source directory. cd to this directory:
36
37    .. code-block:: console
38
39      $ mkdir mybuilddir
40      $ cd mybuilddir
41
42 #. Execute this command on the shell replacing `path/to/llvm/source/root` with
43    the path to the root of your LLVM source tree:
44
45    .. code-block:: console
46
47      $ cmake path/to/llvm/source/root
48
49    CMake will detect your development environment, perform a series of test and
50    generate the files required for building LLVM. CMake will use default values
51    for all build parameters. See the `Options and variables`_ section for
52    fine-tuning your build
53
54    This can fail if CMake can't detect your toolset, or if it thinks that the
55    environment is not sane enough. On this case make sure that the toolset that
56    you intend to use is the only one reachable from the shell and that the shell
57    itself is the correct one for you development environment. CMake will refuse
58    to build MinGW makefiles if you have a POSIX shell reachable through the PATH
59    environment variable, for instance. You can force CMake to use a given build
60    tool, see the `Usage`_ section.
61
62 .. _Basic CMake usage:
63 .. _Usage:
64
65 Basic CMake usage
66 =================
67
68 This section explains basic aspects of CMake, mostly for explaining those
69 options which you may need on your day-to-day usage.
70
71 CMake comes with extensive documentation in the form of html files and on the
72 cmake executable itself. Execute ``cmake --help`` for further help options.
73
74 CMake requires to know for which build tool it shall generate files (GNU make,
75 Visual Studio, Xcode, etc). If not specified on the command line, it tries to
76 guess it based on you environment. Once identified the build tool, CMake uses
77 the corresponding *Generator* for creating files for your build tool. You can
78 explicitly specify the generator with the command line option ``-G "Name of the
79 generator"``. For knowing the available generators on your platform, execute
80
81 .. code-block:: console
82
83   $ cmake --help
84
85 This will list the generator's names at the end of the help text. Generator's
86 names are case-sensitive. Example:
87
88 .. code-block:: console
89
90   $ cmake -G "Visual Studio 10" path/to/llvm/source/root
91
92 For a given development platform there can be more than one adequate
93 generator. If you use Visual Studio "NMake Makefiles" is a generator you can use
94 for building with NMake. By default, CMake chooses the more specific generator
95 supported by your development environment. If you want an alternative generator,
96 you must tell this to CMake with the ``-G`` option.
97
98 .. todo::
99
100   Explain variables and cache. Move explanation here from #options section.
101
102 .. _Options and variables:
103
104 Options and variables
105 =====================
106
107 Variables customize how the build will be generated. Options are boolean
108 variables, with possible values ON/OFF. Options and variables are defined on the
109 CMake command line like this:
110
111 .. code-block:: console
112
113   $ cmake -DVARIABLE=value path/to/llvm/source
114
115 You can set a variable after the initial CMake invocation for changing its
116 value. You can also undefine a variable:
117
118 .. code-block:: console
119
120   $ cmake -UVARIABLE path/to/llvm/source
121
122 Variables are stored on the CMake cache. This is a file named ``CMakeCache.txt``
123 on the root of the build directory. Do not hand-edit it.
124
125 Variables are listed here appending its type after a colon. It is correct to
126 write the variable and the type on the CMake command line:
127
128 .. code-block:: console
129
130   $ cmake -DVARIABLE:TYPE=value path/to/llvm/source
131
132 Frequently-used CMake variables
133 -------------------------------
134
135 Here are listed some of the CMake variables that are used often, along with a
136 brief explanation and LLVM-specific notes. For full documentation, check the
137 CMake docs or execute ``cmake --help-variable VARIABLE_NAME``.
138
139 **CMAKE_BUILD_TYPE**:STRING
140   Sets the build type for ``make`` based generators. Possible values are
141   Release, Debug, RelWithDebInfo and MinSizeRel. On systems like Visual Studio
142   the user sets the build type with the IDE settings.
143
144 **CMAKE_INSTALL_PREFIX**:PATH
145   Path where LLVM will be installed if "make install" is invoked or the
146   "INSTALL" target is built.
147
148 **LLVM_LIBDIR_SUFFIX**:STRING
149   Extra suffix to append to the directory where libraries are to be
150   installed. On a 64-bit architecture, one could use ``-DLLVM_LIBDIR_SUFFIX=64``
151   to install libraries to ``/usr/lib64``.
152
153 **CMAKE_C_FLAGS**:STRING
154   Extra flags to use when compiling C source files.
155
156 **CMAKE_CXX_FLAGS**:STRING
157   Extra flags to use when compiling C++ source files.
158
159 **BUILD_SHARED_LIBS**:BOOL
160   Flag indicating is shared libraries will be built. Its default value is
161   OFF. Shared libraries are not supported on Windows and not recommended in the
162   other OSes.
163
164 .. _LLVM-specific variables:
165
166 LLVM-specific variables
167 -----------------------
168
169 **LLVM_TARGETS_TO_BUILD**:STRING
170   Semicolon-separated list of targets to build, or *all* for building all
171   targets. Case-sensitive. Defaults to *all*. Example:
172   ``-DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="X86;PowerPC"``.
173
174 **LLVM_BUILD_TOOLS**:BOOL
175   Build LLVM tools. Defaults to ON. Targets for building each tool are generated
176   in any case. You can build an tool separately by invoking its target. For
177   example, you can build *llvm-as* with a makefile-based system executing *make
178   llvm-as* on the root of your build directory.
179
180 **LLVM_INCLUDE_TOOLS**:BOOL
181   Generate build targets for the LLVM tools. Defaults to ON. You can use that
182   option for disabling the generation of build targets for the LLVM tools.
183
184 **LLVM_BUILD_EXAMPLES**:BOOL
185   Build LLVM examples. Defaults to OFF. Targets for building each example are
186   generated in any case. See documentation for *LLVM_BUILD_TOOLS* above for more
187   details.
188
189 **LLVM_INCLUDE_EXAMPLES**:BOOL
190   Generate build targets for the LLVM examples. Defaults to ON. You can use that
191   option for disabling the generation of build targets for the LLVM examples.
192
193 **LLVM_BUILD_TESTS**:BOOL
194   Build LLVM unit tests. Defaults to OFF. Targets for building each unit test
195   are generated in any case. You can build a specific unit test with the target
196   *UnitTestNameTests* (where at this time *UnitTestName* can be ADT, Analysis,
197   ExecutionEngine, JIT, Support, Transform, VMCore; see the subdirectories of
198   *unittests* for an updated list.) It is possible to build all unit tests with
199   the target *UnitTests*.
200
201 **LLVM_INCLUDE_TESTS**:BOOL
202   Generate build targets for the LLVM unit tests. Defaults to ON. You can use
203   that option for disabling the generation of build targets for the LLVM unit
204   tests.
205
206 **LLVM_APPEND_VC_REV**:BOOL
207   Append version control revision info (svn revision number or Git revision id)
208   to LLVM version string (stored in the PACKAGE_VERSION macro). For this to work
209   cmake must be invoked before the build. Defaults to OFF.
210
211 **LLVM_ENABLE_THREADS**:BOOL
212   Build with threads support, if available. Defaults to ON.
213
214 **LLVM_ENABLE_CXX11**:BOOL
215   Build in C++11 mode, if available. Defaults to OFF.
216
217 **LLVM_ENABLE_ASSERTIONS**:BOOL
218   Enables code assertions. Defaults to OFF if and only if ``CMAKE_BUILD_TYPE``
219   is *Release*.
220
221 **LLVM_ENABLE_PIC**:BOOL
222   Add the ``-fPIC`` flag for the compiler command-line, if the compiler supports
223   this flag. Some systems, like Windows, do not need this flag. Defaults to ON.
224
225 **LLVM_ENABLE_WARNINGS**:BOOL
226   Enable all compiler warnings. Defaults to ON.
227
228 **LLVM_ENABLE_PEDANTIC**:BOOL
229   Enable pedantic mode. This disable compiler specific extensions, is
230   possible. Defaults to ON.
231
232 **LLVM_ENABLE_WERROR**:BOOL
233   Stop and fail build, if a compiler warning is triggered. Defaults to OFF.
234
235 **LLVM_BUILD_32_BITS**:BOOL
236   Build 32-bits executables and libraries on 64-bits systems. This option is
237   available only on some 64-bits unix systems. Defaults to OFF.
238
239 **LLVM_TARGET_ARCH**:STRING
240   LLVM target to use for native code generation. This is required for JIT
241   generation. It defaults to "host", meaning that it shall pick the architecture
242   of the machine where LLVM is being built. If you are cross-compiling, set it
243   to the target architecture name.
244
245 **LLVM_TABLEGEN**:STRING
246   Full path to a native TableGen executable (usually named ``tblgen``). This is
247   intended for cross-compiling: if the user sets this variable, no native
248   TableGen will be created.
249
250 **LLVM_LIT_ARGS**:STRING
251   Arguments given to lit.  ``make check`` and ``make clang-test`` are affected.
252   By default, ``'-sv --no-progress-bar'`` on Visual C++ and Xcode, ``'-sv'`` on
253   others.
254
255 **LLVM_LIT_TOOLS_DIR**:PATH
256   The path to GnuWin32 tools for tests. Valid on Windows host.  Defaults to "",
257   then Lit seeks tools according to %PATH%.  Lit can find tools(eg. grep, sort,
258   &c) on LLVM_LIT_TOOLS_DIR at first, without specifying GnuWin32 to %PATH%.
259
260 **LLVM_ENABLE_FFI**:BOOL
261   Indicates whether LLVM Interpreter will be linked with Foreign Function
262   Interface library. If the library or its headers are installed on a custom
263   location, you can set the variables FFI_INCLUDE_DIR and
264   FFI_LIBRARY_DIR. Defaults to OFF.
265
266 **LLVM_EXTERNAL_{CLANG,LLD,POLLY}_SOURCE_DIR**:PATH
267   Path to ``{Clang,lld,Polly}``\'s source directory. Defaults to
268   ``tools/{clang,lld,polly}``. ``{Clang,lld,Polly}`` will not be built when it
269   is empty or it does not point valid path.
270
271 **LLVM_USE_OPROFILE**:BOOL
272   Enable building OProfile JIT support. Defaults to OFF
273
274 **LLVM_USE_INTEL_JITEVENTS**:BOOL
275   Enable building support for Intel JIT Events API. Defaults to OFF
276
277 **LLVM_ENABLE_ZLIB**:BOOL
278   Build with zlib to support compression/uncompression in LLVM tools.
279   Defaults to ON.
280
281 **LLVM_USE_SANITIZER**:STRING
282   Define the sanitizer used to build LLVM binaries and tests. Possible values
283   are ``Address``, ``Memory`` and ``MemoryWithOrigins``. Defaults to empty
284   string.
285
286 Executing the test suite
287 ========================
288
289 Testing is performed when the *check* target is built. For instance, if you are
290 using makefiles, execute this command while on the top level of your build
291 directory:
292
293 .. code-block:: console
294
295   $ make check
296
297 On Visual Studio, you may run tests to build the project "check".
298
299 Cross compiling
300 ===============
301
302 See `this wiki page <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling>`_ for
303 generic instructions on how to cross-compile with CMake. It goes into detailed
304 explanations and may seem daunting, but it is not. On the wiki page there are
305 several examples including toolchain files. Go directly to `this section
306 <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling#Information_how_to_set_up_various_cross_compiling_toolchains>`_
307 for a quick solution.
308
309 Also see the `LLVM-specific variables`_ section for variables used when
310 cross-compiling.
311
312 Embedding LLVM in your project
313 ==============================
314
315 The most difficult part of adding LLVM to the build of a project is to determine
316 the set of LLVM libraries corresponding to the set of required LLVM
317 features. What follows is an example of how to obtain this information:
318
319 .. code-block:: cmake
320
321   # A convenience variable:
322   set(LLVM_ROOT "" CACHE PATH "Root of LLVM install.")
323
324   # A bit of a sanity check:
325   if( NOT EXISTS ${LLVM_ROOT}/include/llvm )
326   message(FATAL_ERROR "LLVM_ROOT (${LLVM_ROOT}) is not a valid LLVM install")
327   endif()
328
329   # We incorporate the CMake features provided by LLVM:
330   set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${LLVM_ROOT}/share/llvm/cmake")
331   include(LLVMConfig)
332
333   # Now set the header and library paths:
334   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
335   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
336   add_definitions( ${LLVM_DEFINITIONS} )
337
338   # Let's suppose we want to build a JIT compiler with support for
339   # binary code (no interpreter):
340   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
341
342   # Finally, we link the LLVM libraries to our executable:
343   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
344
345 This assumes that LLVM_ROOT points to an install of LLVM. The procedure works
346 too for uninstalled builds although we need to take care to add an
347 `include_directories` for the location of the headers on the LLVM source
348 directory (if we are building out-of-source.)
349
350 Alternativaly, you can utilize CMake's ``find_package`` functionality. Here is
351 an equivalent variant of snippet shown above:
352
353 .. code-block:: cmake
354
355   find_package(LLVM)
356
357   if( NOT LLVM_FOUND )
358     message(FATAL_ERROR "LLVM package can't be found. Set CMAKE_PREFIX_PATH variable to LLVM's installation prefix.")
359   endif()
360
361   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
362   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
363
364   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
365
366   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
367
368 .. _cmake-out-of-source-pass:
369
370 Developing LLVM pass out of source
371 ----------------------------------
372
373 It is possible to develop LLVM passes against installed LLVM.  An example of
374 project layout provided below:
375
376 .. code-block:: none
377
378   <project dir>/
379       |
380       CMakeLists.txt
381       <pass name>/
382           |
383           CMakeLists.txt
384           Pass.cpp
385           ...
386
387 Contents of ``<project dir>/CMakeLists.txt``:
388
389 .. code-block:: cmake
390
391   find_package(LLVM)
392
393   # Define add_llvm_* macro's.
394   include(AddLLVM)
395
396   add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})
397   include_directories(${LLVM_INCLUDE_DIRS})
398   link_directories(${LLVM_LIBRARY_DIRS})
399
400   add_subdirectory(<pass name>)
401
402 Contents of ``<project dir>/<pass name>/CMakeLists.txt``:
403
404 .. code-block:: cmake
405
406   add_llvm_loadable_module(LLVMPassname
407     Pass.cpp
408     )
409
410 When you are done developing your pass, you may wish to integrate it
411 into LLVM source tree. You can achieve it in two easy steps:
412
413 #. Copying ``<pass name>`` folder into ``<LLVM root>/lib/Transform`` directory.
414
415 #. Adding ``add_subdirectory(<pass name>)`` line into
416    ``<LLVM root>/lib/Transform/CMakeLists.txt``.
417
418 Compiler/Platform specific topics
419 =================================
420
421 Notes for specific compilers and/or platforms.
422
423 Microsoft Visual C++
424 --------------------
425
426 **LLVM_COMPILER_JOBS**:STRING
427   Specifies the maximum number of parallell compiler jobs to use per project
428   when building with msbuild or Visual Studio. Only supported for the Visual
429   Studio 2010 CMake generator. 0 means use all processors. Default is 0.