Fundamentally change the MipsSubtarget replacement machinery:
[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 11" 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 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 if shared libraries will be built. Its default value is
161   OFF. Shared libraries are not supported on Windows and not recommended on 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_CXX1Y**:BOOL
215   Build in C++1y 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 to a 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 **LLVM_BUILD_DOCS**:BOOL
287   Enables all enabled documentation targets (i.e. Doxgyen and Sphinx targets) to
288   be built as part of the normal build. If the ``install`` target is run then
289   this also enables all built documentation targets to be installed. Defaults to
290   OFF.
291
292 **LLVM_ENABLE_DOXYGEN**:BOOL
293   Enables the generation of browsable HTML documentation using doxygen.
294   Defaults to OFF.
295
296 **LLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP**:BOOL
297   Enables the generation of a Qt Compressed Help file. Defaults to OFF.
298   This affects the make target ``doxygen-llvm``. When enabled, apart from
299   the normal HTML output generated by doxygen, this will produce a QCH file
300   named ``org.llvm.qch``. You can then load this file into Qt Creator.
301   This option is only useful in combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN=ON``;
302   otherwise this has no effect.
303
304 **LLVM_DOXYGEN_QCH_FILENAME**:STRING
305   The filename of the Qt Compressed Help file that will be genrated when
306   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN=ON`` and 
307   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON`` are given. Defaults to
308   ``org.llvm.qch``.
309   This option is only useful in combination with
310   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``;
311   otherwise this has no effect.
312
313 **LLVM_DOXYGEN_QHP_NAMESPACE**:STRING
314   Namespace under which the intermediate Qt Help Project file lives. See `Qt
315   Help Project`_
316   for more information. Defaults to "org.llvm". This option is only useful in
317   combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``; otherwise
318   this has no effect.
319     
320 **LLVM_DOXYGEN_QHP_CUST_FILTER_NAME**:STRING
321   See `Qt Help Project`_ for
322   more information. Defaults to the CMake variable ``${PACKAGE_STRING}`` which
323   is a combination of the package name and version string. This filter can then
324   be used in Qt Creator to select only documentation from LLVM when browsing
325   through all the help files that you might have loaded. This option is only
326   useful in combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``;
327   otherwise this has no effect.
328
329 .. _Qt Help Project: http://qt-project.org/doc/qt-4.8/qthelpproject.html#custom-filters
330
331 **LLVM_DOXYGEN_QHELPGENERATOR_PATH**:STRING
332   The path to the ``qhelpgenerator`` executable. Defaults to whatever CMake's
333   ``find_program()`` can find. This option is only useful in combination with
334   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``; otherwise this has no
335   effect.
336
337 **LLVM_ENABLE_SPHINX**:BOOL
338   If enabled CMake will search for the ``sphinx-build`` executable and will make
339   the ``SPHINX_OUTPUT_HTML`` and ``SPHINX_OUTPUT_MAN`` CMake options available.
340   Defaults to OFF.
341
342 **SPHINX_EXECUTABLE**:STRING
343   The path to the ``sphinx-build`` executable detected by CMake.
344
345 **SPHINX_OUTPUT_HTML**:BOOL
346   If enabled (and ``LLVM_ENABLE_SPHINX`` is enabled) then the targets for
347   building the documentation as html are added (but not built by default unless
348   ``LLVM_BUILD_DOCS`` is enabled). There is a target for each project in the
349   source tree that uses sphinx (e.g.  ``docs-llvm-html``, ``docs-clang-html``
350   and ``docs-lld-html``). Defaults to ON.
351
352 **SPHINX_OUTPUT_MAN**:BOOL
353   If enabled (and ``LLVM_ENABLE_SPHINX`` is enabled) the targets for building
354   the man pages are added (but not built by default unless ``LLVM_BUILD_DOCS``
355   is enabled). Currently the only target added is ``docs-llvm-man``. Defaults
356   to ON.
357
358 Executing the test suite
359 ========================
360
361 Testing is performed when the *check* target is built. For instance, if you are
362 using makefiles, execute this command while on the top level of your build
363 directory:
364
365 .. code-block:: console
366
367   $ make check
368
369 On Visual Studio, you may run tests to build the project "check".
370
371 Cross compiling
372 ===============
373
374 See `this wiki page <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling>`_ for
375 generic instructions on how to cross-compile with CMake. It goes into detailed
376 explanations and may seem daunting, but it is not. On the wiki page there are
377 several examples including toolchain files. Go directly to `this section
378 <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling#Information_how_to_set_up_various_cross_compiling_toolchains>`_
379 for a quick solution.
380
381 Also see the `LLVM-specific variables`_ section for variables used when
382 cross-compiling.
383
384 Embedding LLVM in your project
385 ==============================
386
387 The most difficult part of adding LLVM to the build of a project is to determine
388 the set of LLVM libraries corresponding to the set of required LLVM
389 features. What follows is an example of how to obtain this information:
390
391 .. code-block:: cmake
392
393   # A convenience variable:
394   set(LLVM_ROOT "" CACHE PATH "Root of LLVM install.")
395
396   # A bit of a sanity check:
397   if( NOT EXISTS ${LLVM_ROOT}/include/llvm )
398   message(FATAL_ERROR "LLVM_ROOT (${LLVM_ROOT}) is not a valid LLVM install")
399   endif()
400
401   # We incorporate the CMake features provided by LLVM:
402   set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${LLVM_ROOT}/share/llvm/cmake")
403   include(LLVMConfig)
404
405   # Now set the header and library paths:
406   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
407   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
408   add_definitions( ${LLVM_DEFINITIONS} )
409
410   # Let's suppose we want to build a JIT compiler with support for
411   # binary code (no interpreter):
412   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
413
414   # Finally, we link the LLVM libraries to our executable:
415   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
416
417 This assumes that LLVM_ROOT points to an install of LLVM. The procedure works
418 too for uninstalled builds although we need to take care to add an
419 `include_directories` for the location of the headers on the LLVM source
420 directory (if we are building out-of-source.)
421
422 Alternativaly, you can utilize CMake's ``find_package`` functionality. Here is
423 an equivalent variant of snippet shown above:
424
425 .. code-block:: cmake
426
427   find_package(LLVM)
428
429   if( NOT LLVM_FOUND )
430     message(FATAL_ERROR "LLVM package can't be found. Set CMAKE_PREFIX_PATH variable to LLVM's installation prefix.")
431   endif()
432
433   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
434   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
435
436   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
437
438   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
439
440 .. _cmake-out-of-source-pass:
441
442 Developing LLVM pass out of source
443 ----------------------------------
444
445 It is possible to develop LLVM passes against installed LLVM.  An example of
446 project layout provided below:
447
448 .. code-block:: none
449
450   <project dir>/
451       |
452       CMakeLists.txt
453       <pass name>/
454           |
455           CMakeLists.txt
456           Pass.cpp
457           ...
458
459 Contents of ``<project dir>/CMakeLists.txt``:
460
461 .. code-block:: cmake
462
463   find_package(LLVM)
464
465   # Define add_llvm_* macro's.
466   include(AddLLVM)
467
468   add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})
469   include_directories(${LLVM_INCLUDE_DIRS})
470   link_directories(${LLVM_LIBRARY_DIRS})
471
472   add_subdirectory(<pass name>)
473
474 Contents of ``<project dir>/<pass name>/CMakeLists.txt``:
475
476 .. code-block:: cmake
477
478   add_llvm_loadable_module(LLVMPassname
479     Pass.cpp
480     )
481
482 When you are done developing your pass, you may wish to integrate it
483 into LLVM source tree. You can achieve it in two easy steps:
484
485 #. Copying ``<pass name>`` folder into ``<LLVM root>/lib/Transform`` directory.
486
487 #. Adding ``add_subdirectory(<pass name>)`` line into
488    ``<LLVM root>/lib/Transform/CMakeLists.txt``.
489
490 Compiler/Platform-specific topics
491 =================================
492
493 Notes for specific compilers and/or platforms.
494
495 Microsoft Visual C++
496 --------------------
497
498 **LLVM_COMPILER_JOBS**:STRING
499   Specifies the maximum number of parallell compiler jobs to use per project
500   when building with msbuild or Visual Studio. Only supported for the Visual
501   Studio 2010 CMake generator. 0 means use all processors. Default is 0.