Added LLVM_ENABLE_RTTI and LLVM_ENABLE_EH options that allow RTTI and EH
[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_EH**:BOOL
222   Build LLVM with exception handling support. This is necessary if you wish to
223   link against LLVM libraries and make use of C++ exceptions in your own code
224   that need to propagate through LLVM code. Defaults to OFF.
225
226 **LLVM_ENABLE_PIC**:BOOL
227   Add the ``-fPIC`` flag for the compiler command-line, if the compiler supports
228   this flag. Some systems, like Windows, do not need this flag. Defaults to ON.
229
230 **LLVM_ENABLE_RTTI**:BOOL
231   Build LLVM with run time type information. Defaults to OFF.
232
233 **LLVM_ENABLE_WARNINGS**:BOOL
234   Enable all compiler warnings. Defaults to ON.
235
236 **LLVM_ENABLE_PEDANTIC**:BOOL
237   Enable pedantic mode. This disable compiler specific extensions, is
238   possible. Defaults to ON.
239
240 **LLVM_ENABLE_WERROR**:BOOL
241   Stop and fail build, if a compiler warning is triggered. Defaults to OFF.
242
243 **LLVM_BUILD_32_BITS**:BOOL
244   Build 32-bits executables and libraries on 64-bits systems. This option is
245   available only on some 64-bits unix systems. Defaults to OFF.
246
247 **LLVM_TARGET_ARCH**:STRING
248   LLVM target to use for native code generation. This is required for JIT
249   generation. It defaults to "host", meaning that it shall pick the architecture
250   of the machine where LLVM is being built. If you are cross-compiling, set it
251   to the target architecture name.
252
253 **LLVM_TABLEGEN**:STRING
254   Full path to a native TableGen executable (usually named ``tblgen``). This is
255   intended for cross-compiling: if the user sets this variable, no native
256   TableGen will be created.
257
258 **LLVM_LIT_ARGS**:STRING
259   Arguments given to lit.  ``make check`` and ``make clang-test`` are affected.
260   By default, ``'-sv --no-progress-bar'`` on Visual C++ and Xcode, ``'-sv'`` on
261   others.
262
263 **LLVM_LIT_TOOLS_DIR**:PATH
264   The path to GnuWin32 tools for tests. Valid on Windows host.  Defaults to "",
265   then Lit seeks tools according to %PATH%.  Lit can find tools(eg. grep, sort,
266   &c) on LLVM_LIT_TOOLS_DIR at first, without specifying GnuWin32 to %PATH%.
267
268 **LLVM_ENABLE_FFI**:BOOL
269   Indicates whether LLVM Interpreter will be linked with Foreign Function
270   Interface library. If the library or its headers are installed on a custom
271   location, you can set the variables FFI_INCLUDE_DIR and
272   FFI_LIBRARY_DIR. Defaults to OFF.
273
274 **LLVM_EXTERNAL_{CLANG,LLD,POLLY}_SOURCE_DIR**:PATH
275   Path to ``{Clang,lld,Polly}``\'s source directory. Defaults to
276   ``tools/{clang,lld,polly}``. ``{Clang,lld,Polly}`` will not be built when it
277   is empty or it does not point to a valid path.
278
279 **LLVM_USE_OPROFILE**:BOOL
280   Enable building OProfile JIT support. Defaults to OFF
281
282 **LLVM_USE_INTEL_JITEVENTS**:BOOL
283   Enable building support for Intel JIT Events API. Defaults to OFF
284
285 **LLVM_ENABLE_ZLIB**:BOOL
286   Build with zlib to support compression/uncompression in LLVM tools.
287   Defaults to ON.
288
289 **LLVM_USE_SANITIZER**:STRING
290   Define the sanitizer used to build LLVM binaries and tests. Possible values
291   are ``Address``, ``Memory`` and ``MemoryWithOrigins``. Defaults to empty
292   string.
293
294 **LLVM_BUILD_DOCS**:BOOL
295   Enables all enabled documentation targets (i.e. Doxgyen and Sphinx targets) to
296   be built as part of the normal build. If the ``install`` target is run then
297   this also enables all built documentation targets to be installed. Defaults to
298   OFF.
299
300 **LLVM_ENABLE_DOXYGEN**:BOOL
301   Enables the generation of browsable HTML documentation using doxygen.
302   Defaults to OFF.
303
304 **LLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP**:BOOL
305   Enables the generation of a Qt Compressed Help file. Defaults to OFF.
306   This affects the make target ``doxygen-llvm``. When enabled, apart from
307   the normal HTML output generated by doxygen, this will produce a QCH file
308   named ``org.llvm.qch``. You can then load this file into Qt Creator.
309   This option is only useful in combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN=ON``;
310   otherwise this has no effect.
311
312 **LLVM_DOXYGEN_QCH_FILENAME**:STRING
313   The filename of the Qt Compressed Help file that will be genrated when
314   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN=ON`` and 
315   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON`` are given. Defaults to
316   ``org.llvm.qch``.
317   This option is only useful in combination with
318   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``;
319   otherwise this has no effect.
320
321 **LLVM_DOXYGEN_QHP_NAMESPACE**:STRING
322   Namespace under which the intermediate Qt Help Project file lives. See `Qt
323   Help Project`_
324   for more information. Defaults to "org.llvm". This option is only useful in
325   combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``; otherwise
326   this has no effect.
327     
328 **LLVM_DOXYGEN_QHP_CUST_FILTER_NAME**:STRING
329   See `Qt Help Project`_ for
330   more information. Defaults to the CMake variable ``${PACKAGE_STRING}`` which
331   is a combination of the package name and version string. This filter can then
332   be used in Qt Creator to select only documentation from LLVM when browsing
333   through all the help files that you might have loaded. This option is only
334   useful in combination with ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``;
335   otherwise this has no effect.
336
337 .. _Qt Help Project: http://qt-project.org/doc/qt-4.8/qthelpproject.html#custom-filters
338
339 **LLVM_DOXYGEN_QHELPGENERATOR_PATH**:STRING
340   The path to the ``qhelpgenerator`` executable. Defaults to whatever CMake's
341   ``find_program()`` can find. This option is only useful in combination with
342   ``-DLLVM_ENABLE_DOXYGEN_QT_HELP=ON``; otherwise this has no
343   effect.
344
345 **LLVM_ENABLE_SPHINX**:BOOL
346   If enabled CMake will search for the ``sphinx-build`` executable and will make
347   the ``SPHINX_OUTPUT_HTML`` and ``SPHINX_OUTPUT_MAN`` CMake options available.
348   Defaults to OFF.
349
350 **SPHINX_EXECUTABLE**:STRING
351   The path to the ``sphinx-build`` executable detected by CMake.
352
353 **SPHINX_OUTPUT_HTML**:BOOL
354   If enabled (and ``LLVM_ENABLE_SPHINX`` is enabled) then the targets for
355   building the documentation as html are added (but not built by default unless
356   ``LLVM_BUILD_DOCS`` is enabled). There is a target for each project in the
357   source tree that uses sphinx (e.g.  ``docs-llvm-html``, ``docs-clang-html``
358   and ``docs-lld-html``). Defaults to ON.
359
360 **SPHINX_OUTPUT_MAN**:BOOL
361   If enabled (and ``LLVM_ENABLE_SPHINX`` is enabled) the targets for building
362   the man pages are added (but not built by default unless ``LLVM_BUILD_DOCS``
363   is enabled). Currently the only target added is ``docs-llvm-man``. Defaults
364   to ON.
365
366 Executing the test suite
367 ========================
368
369 Testing is performed when the *check* target is built. For instance, if you are
370 using makefiles, execute this command while on the top level of your build
371 directory:
372
373 .. code-block:: console
374
375   $ make check
376
377 On Visual Studio, you may run tests to build the project "check".
378
379 Cross compiling
380 ===============
381
382 See `this wiki page <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling>`_ for
383 generic instructions on how to cross-compile with CMake. It goes into detailed
384 explanations and may seem daunting, but it is not. On the wiki page there are
385 several examples including toolchain files. Go directly to `this section
386 <http://www.vtk.org/Wiki/CMake_Cross_Compiling#Information_how_to_set_up_various_cross_compiling_toolchains>`_
387 for a quick solution.
388
389 Also see the `LLVM-specific variables`_ section for variables used when
390 cross-compiling.
391
392 Embedding LLVM in your project
393 ==============================
394
395 The most difficult part of adding LLVM to the build of a project is to determine
396 the set of LLVM libraries corresponding to the set of required LLVM
397 features. What follows is an example of how to obtain this information:
398
399 .. code-block:: cmake
400
401   # A convenience variable:
402   set(LLVM_ROOT "" CACHE PATH "Root of LLVM install.")
403
404   # A bit of a sanity check:
405   if( NOT EXISTS ${LLVM_ROOT}/include/llvm )
406   message(FATAL_ERROR "LLVM_ROOT (${LLVM_ROOT}) is not a valid LLVM install")
407   endif()
408
409   # We incorporate the CMake features provided by LLVM:
410   set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${LLVM_ROOT}/share/llvm/cmake")
411   include(LLVMConfig)
412
413   # Now set the header and library paths:
414   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
415   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
416   add_definitions( ${LLVM_DEFINITIONS} )
417
418   # Let's suppose we want to build a JIT compiler with support for
419   # binary code (no interpreter):
420   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
421
422   # Finally, we link the LLVM libraries to our executable:
423   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
424
425 This assumes that LLVM_ROOT points to an install of LLVM. The procedure works
426 too for uninstalled builds although we need to take care to add an
427 `include_directories` for the location of the headers on the LLVM source
428 directory (if we are building out-of-source.)
429
430 Alternativaly, you can utilize CMake's ``find_package`` functionality. Here is
431 an equivalent variant of snippet shown above:
432
433 .. code-block:: cmake
434
435   find_package(LLVM)
436
437   if( NOT LLVM_FOUND )
438     message(FATAL_ERROR "LLVM package can't be found. Set CMAKE_PREFIX_PATH variable to LLVM's installation prefix.")
439   endif()
440
441   include_directories( ${LLVM_INCLUDE_DIRS} )
442   link_directories( ${LLVM_LIBRARY_DIRS} )
443
444   llvm_map_components_to_libraries(REQ_LLVM_LIBRARIES jit native)
445
446   target_link_libraries(mycompiler ${REQ_LLVM_LIBRARIES})
447
448 .. _cmake-out-of-source-pass:
449
450 Developing LLVM pass out of source
451 ----------------------------------
452
453 It is possible to develop LLVM passes against installed LLVM.  An example of
454 project layout provided below:
455
456 .. code-block:: none
457
458   <project dir>/
459       |
460       CMakeLists.txt
461       <pass name>/
462           |
463           CMakeLists.txt
464           Pass.cpp
465           ...
466
467 Contents of ``<project dir>/CMakeLists.txt``:
468
469 .. code-block:: cmake
470
471   find_package(LLVM)
472
473   # Define add_llvm_* macro's.
474   include(AddLLVM)
475
476   add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})
477   include_directories(${LLVM_INCLUDE_DIRS})
478   link_directories(${LLVM_LIBRARY_DIRS})
479
480   add_subdirectory(<pass name>)
481
482 Contents of ``<project dir>/<pass name>/CMakeLists.txt``:
483
484 .. code-block:: cmake
485
486   add_llvm_loadable_module(LLVMPassname
487     Pass.cpp
488     )
489
490 When you are done developing your pass, you may wish to integrate it
491 into LLVM source tree. You can achieve it in two easy steps:
492
493 #. Copying ``<pass name>`` folder into ``<LLVM root>/lib/Transform`` directory.
494
495 #. Adding ``add_subdirectory(<pass name>)`` line into
496    ``<LLVM root>/lib/Transform/CMakeLists.txt``.
497
498 Compiler/Platform-specific topics
499 =================================
500
501 Notes for specific compilers and/or platforms.
502
503 Microsoft Visual C++
504 --------------------
505
506 **LLVM_COMPILER_JOBS**:STRING
507   Specifies the maximum number of parallell compiler jobs to use per project
508   when building with msbuild or Visual Studio. Only supported for the Visual
509   Studio 2010 CMake generator. 0 means use all processors. Default is 0.