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