302f5a4cf591f10c96b68688e2f10f068657aa77
[oota-llvm.git] / docs / CommandLine.rst
1 .. _commandline:
2
3 ==============================
4 CommandLine 2.0 Library Manual
5 ==============================
6
7 Introduction
8 ============
9
10 This document describes the CommandLine argument processing library.  It will
11 show you how to use it, and what it can do.  The CommandLine library uses a
12 declarative approach to specifying the command line options that your program
13 takes.  By default, these options declarations implicitly hold the value parsed
14 for the option declared (of course this `can be changed`_).
15
16 Although there are a **lot** of command line argument parsing libraries out
17 there in many different languages, none of them fit well with what I needed.  By
18 looking at the features and problems of other libraries, I designed the
19 CommandLine library to have the following features:
20
21 #. Speed: The CommandLine library is very quick and uses little resources.  The
22    parsing time of the library is directly proportional to the number of
23    arguments parsed, not the number of options recognized.  Additionally,
24    command line argument values are captured transparently into user defined
25    global variables, which can be accessed like any other variable (and with the
26    same performance).
27
28 #. Type Safe: As a user of CommandLine, you don't have to worry about
29    remembering the type of arguments that you want (is it an int?  a string? a
30    bool? an enum?) and keep casting it around.  Not only does this help prevent
31    error prone constructs, it also leads to dramatically cleaner source code.
32
33 #. No subclasses required: To use CommandLine, you instantiate variables that
34    correspond to the arguments that you would like to capture, you don't
35    subclass a parser.  This means that you don't have to write **any**
36    boilerplate code.
37
38 #. Globally accessible: Libraries can specify command line arguments that are
39    automatically enabled in any tool that links to the library.  This is
40    possible because the application doesn't have to keep a list of arguments to
41    pass to the parser.  This also makes supporting `dynamically loaded options`_
42    trivial.
43
44 #. Cleaner: CommandLine supports enum and other types directly, meaning that
45    there is less error and more security built into the library.  You don't have
46    to worry about whether your integral command line argument accidentally got
47    assigned a value that is not valid for your enum type.
48
49 #. Powerful: The CommandLine library supports many different types of arguments,
50    from simple `boolean flags`_ to `scalars arguments`_ (`strings`_,
51    `integers`_, `enums`_, `doubles`_), to `lists of arguments`_.  This is
52    possible because CommandLine is...
53
54 #. Extensible: It is very simple to add a new argument type to CommandLine.
55    Simply specify the parser that you want to use with the command line option
56    when you declare it. `Custom parsers`_ are no problem.
57
58 #. Labor Saving: The CommandLine library cuts down on the amount of grunt work
59    that you, the user, have to do.  For example, it automatically provides a
60    ``-help`` option that shows the available command line options for your tool.
61    Additionally, it does most of the basic correctness checking for you.
62
63 #. Capable: The CommandLine library can handle lots of different forms of
64    options often found in real programs.  For example, `positional`_ arguments,
65    ``ls`` style `grouping`_ options (to allow processing '``ls -lad``'
66    naturally), ``ld`` style `prefix`_ options (to parse '``-lmalloc
67    -L/usr/lib``'), and interpreter style options.
68
69 This document will hopefully let you jump in and start using CommandLine in your
70 utility quickly and painlessly.  Additionally it should be a simple reference
71 manual to figure out how stuff works.  If it is failing in some area (or you
72 want an extension to the library), nag the author, `Chris
73 Lattner <mailto:sabre@nondot.org>`_.
74
75 Quick Start Guide
76 =================
77
78 This section of the manual runs through a simple CommandLine'ification of a
79 basic compiler tool.  This is intended to show you how to jump into using the
80 CommandLine library in your own program, and show you some of the cool things it
81 can do.
82
83 To start out, you need to include the CommandLine header file into your program:
84
85 .. code-block:: c++
86
87   #include "llvm/Support/CommandLine.h"
88
89 Additionally, you need to add this as the first line of your main program:
90
91 .. code-block:: c++
92
93   int main(int argc, char **argv) {
94     cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv);
95     ...
96   }
97
98 ... which actually parses the arguments and fills in the variable declarations.
99
100 Now that you are ready to support command line arguments, we need to tell the
101 system which ones we want, and what type of arguments they are.  The CommandLine
102 library uses a declarative syntax to model command line arguments with the
103 global variable declarations that capture the parsed values.  This means that
104 for every command line option that you would like to support, there should be a
105 global variable declaration to capture the result.  For example, in a compiler,
106 we would like to support the Unix-standard '``-o <filename>``' option to specify
107 where to put the output.  With the CommandLine library, this is represented like
108 this:
109
110 .. _scalars arguments:
111 .. _here:
112
113 .. code-block:: c++
114
115   cl::opt<string> OutputFilename("o", cl::desc("Specify output filename"), cl::value_desc("filename"));
116
117 This declares a global variable "``OutputFilename``" that is used to capture the
118 result of the "``o``" argument (first parameter).  We specify that this is a
119 simple scalar option by using the "``cl::opt``" template (as opposed to the
120 "``cl::list``" template), and tell the CommandLine library that the data
121 type that we are parsing is a string.
122
123 The second and third parameters (which are optional) are used to specify what to
124 output for the "``-help``" option.  In this case, we get a line that looks like
125 this:
126
127 ::
128
129   USAGE: compiler [options]
130
131   OPTIONS:
132     -help             - display available options (-help-hidden for more)
133     -o <filename>     - Specify output filename
134
135 Because we specified that the command line option should parse using the
136 ``string`` data type, the variable declared is automatically usable as a real
137 string in all contexts that a normal C++ string object may be used.  For
138 example:
139
140 .. code-block:: c++
141
142   ...
143   std::ofstream Output(OutputFilename.c_str());
144   if (Output.good()) ...
145   ...
146
147 There are many different options that you can use to customize the command line
148 option handling library, but the above example shows the general interface to
149 these options.  The options can be specified in any order, and are specified
150 with helper functions like `cl::desc(...)`_, so there are no positional
151 dependencies to remember.  The available options are discussed in detail in the
152 `Reference Guide`_.
153
154 Continuing the example, we would like to have our compiler take an input
155 filename as well as an output filename, but we do not want the input filename to
156 be specified with a hyphen (ie, not ``-filename.c``).  To support this style of
157 argument, the CommandLine library allows for `positional`_ arguments to be
158 specified for the program.  These positional arguments are filled with command
159 line parameters that are not in option form.  We use this feature like this:
160
161 .. code-block:: c++
162
163
164   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::init("-"));
165
166 This declaration indicates that the first positional argument should be treated
167 as the input filename.  Here we use the `cl::init`_ option to specify an initial
168 value for the command line option, which is used if the option is not specified
169 (if you do not specify a `cl::init`_ modifier for an option, then the default
170 constructor for the data type is used to initialize the value).  Command line
171 options default to being optional, so if we would like to require that the user
172 always specify an input filename, we would add the `cl::Required`_ flag, and we
173 could eliminate the `cl::init`_ modifier, like this:
174
175 .. code-block:: c++
176
177   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::Required);
178
179 Again, the CommandLine library does not require the options to be specified in
180 any particular order, so the above declaration is equivalent to:
181
182 .. code-block:: c++
183
184   cl::opt<string> InputFilename(cl::Positional, cl::Required, cl::desc("<input file>"));
185
186 By simply adding the `cl::Required`_ flag, the CommandLine library will
187 automatically issue an error if the argument is not specified, which shifts all
188 of the command line option verification code out of your application into the
189 library.  This is just one example of how using flags can alter the default
190 behaviour of the library, on a per-option basis.  By adding one of the
191 declarations above, the ``-help`` option synopsis is now extended to:
192
193 ::
194
195   USAGE: compiler [options] <input file>
196
197   OPTIONS:
198     -help             - display available options (-help-hidden for more)
199     -o <filename>     - Specify output filename
200
201 ... indicating that an input filename is expected.
202
203 Boolean Arguments
204 -----------------
205
206 In addition to input and output filenames, we would like the compiler example to
207 support three boolean flags: "``-f``" to force writing binary output to a
208 terminal, "``--quiet``" to enable quiet mode, and "``-q``" for backwards
209 compatibility with some of our users.  We can support these by declaring options
210 of boolean type like this:
211
212 .. code-block:: c++
213
214   cl::opt<bool> Force ("f", cl::desc("Enable binary output on terminals"));
215   cl::opt<bool> Quiet ("quiet", cl::desc("Don't print informational messages"));
216   cl::opt<bool> Quiet2("q", cl::desc("Don't print informational messages"), cl::Hidden);
217
218 This does what you would expect: it declares three boolean variables
219 ("``Force``", "``Quiet``", and "``Quiet2``") to recognize these options.  Note
220 that the "``-q``" option is specified with the "`cl::Hidden`_" flag.  This
221 modifier prevents it from being shown by the standard "``-help``" output (note
222 that it is still shown in the "``-help-hidden``" output).
223
224 The CommandLine library uses a `different parser`_ for different data types.
225 For example, in the string case, the argument passed to the option is copied
226 literally into the content of the string variable... we obviously cannot do that
227 in the boolean case, however, so we must use a smarter parser.  In the case of
228 the boolean parser, it allows no options (in which case it assigns the value of
229 true to the variable), or it allows the values "``true``" or "``false``" to be
230 specified, allowing any of the following inputs:
231
232 ::
233
234   compiler -f          # No value, 'Force' == true
235   compiler -f=true     # Value specified, 'Force' == true
236   compiler -f=TRUE     # Value specified, 'Force' == true
237   compiler -f=FALSE    # Value specified, 'Force' == false
238
239 ... you get the idea.  The `bool parser`_ just turns the string values into
240 boolean values, and rejects things like '``compiler -f=foo``'.  Similarly, the
241 `float`_, `double`_, and `int`_ parsers work like you would expect, using the
242 '``strtol``' and '``strtod``' C library calls to parse the string value into the
243 specified data type.
244
245 With the declarations above, "``compiler -help``" emits this:
246
247 ::
248
249   USAGE: compiler [options] <input file>
250
251   OPTIONS:
252     -f     - Enable binary output on terminals
253     -o     - Override output filename
254     -quiet - Don't print informational messages
255     -help  - display available options (-help-hidden for more)
256
257 and "``compiler -help-hidden``" prints this:
258
259 ::
260
261   USAGE: compiler [options] <input file>
262
263   OPTIONS:
264     -f     - Enable binary output on terminals
265     -o     - Override output filename
266     -q     - Don't print informational messages
267     -quiet - Don't print informational messages
268     -help  - display available options (-help-hidden for more)
269
270 This brief example has shown you how to use the '`cl::opt`_' class to parse
271 simple scalar command line arguments.  In addition to simple scalar arguments,
272 the CommandLine library also provides primitives to support CommandLine option
273 `aliases`_, and `lists`_ of options.
274
275 .. _aliases:
276
277 Argument Aliases
278 ----------------
279
280 So far, the example works well, except for the fact that we need to check the
281 quiet condition like this now:
282
283 .. code-block:: c++
284
285   ...
286     if (!Quiet && !Quiet2) printInformationalMessage(...);
287   ...
288
289 ... which is a real pain!  Instead of defining two values for the same
290 condition, we can use the "`cl::alias`_" class to make the "``-q``" option an
291 **alias** for the "``-quiet``" option, instead of providing a value itself:
292
293 .. code-block:: c++
294
295   cl::opt<bool> Force ("f", cl::desc("Overwrite output files"));
296   cl::opt<bool> Quiet ("quiet", cl::desc("Don't print informational messages"));
297   cl::alias     QuietA("q", cl::desc("Alias for -quiet"), cl::aliasopt(Quiet));
298
299 The third line (which is the only one we modified from above) defines a "``-q``"
300 alias that updates the "``Quiet``" variable (as specified by the `cl::aliasopt`_
301 modifier) whenever it is specified.  Because aliases do not hold state, the only
302 thing the program has to query is the ``Quiet`` variable now.  Another nice
303 feature of aliases is that they automatically hide themselves from the ``-help``
304 output (although, again, they are still visible in the ``-help-hidden output``).
305
306 Now the application code can simply use:
307
308 .. code-block:: c++
309
310   ...
311     if (!Quiet) printInformationalMessage(...);
312   ...
313
314 ... which is much nicer!  The "`cl::alias`_" can be used to specify an
315 alternative name for any variable type, and has many uses.
316
317 .. _unnamed alternatives using the generic parser:
318
319 Selecting an alternative from a set of possibilities
320 ----------------------------------------------------
321
322 So far we have seen how the CommandLine library handles builtin types like
323 ``std::string``, ``bool`` and ``int``, but how does it handle things it doesn't
324 know about, like enums or '``int*``'s?
325
326 The answer is that it uses a table-driven generic parser (unless you specify
327 your own parser, as described in the `Extension Guide`_).  This parser maps
328 literal strings to whatever type is required, and requires you to tell it what
329 this mapping should be.
330
331 Let's say that we would like to add four optimization levels to our optimizer,
332 using the standard flags "``-g``", "``-O0``", "``-O1``", and "``-O2``".  We
333 could easily implement this with boolean options like above, but there are
334 several problems with this strategy:
335
336 #. A user could specify more than one of the options at a time, for example,
337    "``compiler -O3 -O2``".  The CommandLine library would not be able to catch
338    this erroneous input for us.
339
340 #. We would have to test 4 different variables to see which ones are set.
341
342 #. This doesn't map to the numeric levels that we want... so we cannot easily
343    see if some level >= "``-O1``" is enabled.
344
345 To cope with these problems, we can use an enum value, and have the CommandLine
346 library fill it in with the appropriate level directly, which is used like this:
347
348 .. code-block:: c++
349
350   enum OptLevel {
351     g, O1, O2, O3
352   };
353
354   cl::opt<OptLevel> OptimizationLevel(cl::desc("Choose optimization level:"),
355     cl::values(
356       clEnumVal(g , "No optimizations, enable debugging"),
357       clEnumVal(O1, "Enable trivial optimizations"),
358       clEnumVal(O2, "Enable default optimizations"),
359       clEnumVal(O3, "Enable expensive optimizations"),
360      clEnumValEnd));
361
362   ...
363     if (OptimizationLevel >= O2) doPartialRedundancyElimination(...);
364   ...
365
366 This declaration defines a variable "``OptimizationLevel``" of the
367 "``OptLevel``" enum type.  This variable can be assigned any of the values that
368 are listed in the declaration (Note that the declaration list must be terminated
369 with the "``clEnumValEnd``" argument!).  The CommandLine library enforces that
370 the user can only specify one of the options, and it ensure that only valid enum
371 values can be specified.  The "``clEnumVal``" macros ensure that the command
372 line arguments matched the enum values.  With this option added, our help output
373 now is:
374
375 ::
376
377   USAGE: compiler [options] <input file>
378
379   OPTIONS:
380     Choose optimization level:
381       -g          - No optimizations, enable debugging
382       -O1         - Enable trivial optimizations
383       -O2         - Enable default optimizations
384       -O3         - Enable expensive optimizations
385     -f            - Enable binary output on terminals
386     -help         - display available options (-help-hidden for more)
387     -o <filename> - Specify output filename
388     -quiet        - Don't print informational messages
389
390 In this case, it is sort of awkward that flag names correspond directly to enum
391 names, because we probably don't want a enum definition named "``g``" in our
392 program.  Because of this, we can alternatively write this example like this:
393
394 .. code-block:: c++
395
396   enum OptLevel {
397     Debug, O1, O2, O3
398   };
399
400   cl::opt<OptLevel> OptimizationLevel(cl::desc("Choose optimization level:"),
401     cl::values(
402      clEnumValN(Debug, "g", "No optimizations, enable debugging"),
403       clEnumVal(O1        , "Enable trivial optimizations"),
404       clEnumVal(O2        , "Enable default optimizations"),
405       clEnumVal(O3        , "Enable expensive optimizations"),
406      clEnumValEnd));
407
408   ...
409     if (OptimizationLevel == Debug) outputDebugInfo(...);
410   ...
411
412 By using the "``clEnumValN``" macro instead of "``clEnumVal``", we can directly
413 specify the name that the flag should get.  In general a direct mapping is nice,
414 but sometimes you can't or don't want to preserve the mapping, which is when you
415 would use it.
416
417 Named Alternatives
418 ------------------
419
420 Another useful argument form is a named alternative style.  We shall use this
421 style in our compiler to specify different debug levels that can be used.
422 Instead of each debug level being its own switch, we want to support the
423 following options, of which only one can be specified at a time:
424 "``--debug-level=none``", "``--debug-level=quick``",
425 "``--debug-level=detailed``".  To do this, we use the exact same format as our
426 optimization level flags, but we also specify an option name.  For this case,
427 the code looks like this:
428
429 .. code-block:: c++
430
431   enum DebugLev {
432     nodebuginfo, quick, detailed
433   };
434
435   // Enable Debug Options to be specified on the command line
436   cl::opt<DebugLev> DebugLevel("debug_level", cl::desc("Set the debugging level:"),
437     cl::values(
438       clEnumValN(nodebuginfo, "none", "disable debug information"),
439        clEnumVal(quick,               "enable quick debug information"),
440        clEnumVal(detailed,            "enable detailed debug information"),
441       clEnumValEnd));
442
443 This definition defines an enumerated command line variable of type "``enum
444 DebugLev``", which works exactly the same way as before.  The difference here is
445 just the interface exposed to the user of your program and the help output by
446 the "``-help``" option:
447
448 ::
449
450   USAGE: compiler [options] <input file>
451
452   OPTIONS:
453     Choose optimization level:
454       -g          - No optimizations, enable debugging
455       -O1         - Enable trivial optimizations
456       -O2         - Enable default optimizations
457       -O3         - Enable expensive optimizations
458     -debug_level  - Set the debugging level:
459       =none       - disable debug information
460       =quick      - enable quick debug information
461       =detailed   - enable detailed debug information
462     -f            - Enable binary output on terminals
463     -help         - display available options (-help-hidden for more)
464     -o <filename> - Specify output filename
465     -quiet        - Don't print informational messages
466
467 Again, the only structural difference between the debug level declaration and
468 the optimization level declaration is that the debug level declaration includes
469 an option name (``"debug_level"``), which automatically changes how the library
470 processes the argument.  The CommandLine library supports both forms so that you
471 can choose the form most appropriate for your application.
472
473 .. _lists:
474
475 Parsing a list of options
476 -------------------------
477
478 Now that we have the standard run-of-the-mill argument types out of the way,
479 lets get a little wild and crazy.  Lets say that we want our optimizer to accept
480 a **list** of optimizations to perform, allowing duplicates.  For example, we
481 might want to run: "``compiler -dce -constprop -inline -dce -strip``".  In this
482 case, the order of the arguments and the number of appearances is very
483 important.  This is what the "``cl::list``" template is for.  First, start by
484 defining an enum of the optimizations that you would like to perform:
485
486 .. code-block:: c++
487
488   enum Opts {
489     // 'inline' is a C++ keyword, so name it 'inlining'
490     dce, constprop, inlining, strip
491   };
492
493 Then define your "``cl::list``" variable:
494
495 .. code-block:: c++
496
497   cl::list<Opts> OptimizationList(cl::desc("Available Optimizations:"),
498     cl::values(
499       clEnumVal(dce               , "Dead Code Elimination"),
500       clEnumVal(constprop         , "Constant Propagation"),
501      clEnumValN(inlining, "inline", "Procedure Integration"),
502       clEnumVal(strip             , "Strip Symbols"),
503     clEnumValEnd));
504
505 This defines a variable that is conceptually of the type
506 "``std::vector<enum Opts>``".  Thus, you can access it with standard vector
507 methods:
508
509 .. code-block:: c++
510
511   for (unsigned i = 0; i != OptimizationList.size(); ++i)
512     switch (OptimizationList[i])
513        ...
514
515 ... to iterate through the list of options specified.
516
517 Note that the "``cl::list``" template is completely general and may be used with
518 any data types or other arguments that you can use with the "``cl::opt``"
519 template.  One especially useful way to use a list is to capture all of the
520 positional arguments together if there may be more than one specified.  In the
521 case of a linker, for example, the linker takes several '``.o``' files, and
522 needs to capture them into a list.  This is naturally specified as:
523
524 .. code-block:: c++
525
526   ...
527   cl::list<std::string> InputFilenames(cl::Positional, cl::desc("<Input files>"), cl::OneOrMore);
528   ...
529
530 This variable works just like a "``vector<string>``" object.  As such, accessing
531 the list is simple, just like above.  In this example, we used the
532 `cl::OneOrMore`_ modifier to inform the CommandLine library that it is an error
533 if the user does not specify any ``.o`` files on our command line.  Again, this
534 just reduces the amount of checking we have to do.
535
536 Collecting options as a set of flags
537 ------------------------------------
538
539 Instead of collecting sets of options in a list, it is also possible to gather
540 information for enum values in a **bit vector**.  The representation used by the
541 `cl::bits`_ class is an ``unsigned`` integer.  An enum value is represented by a
542 0/1 in the enum's ordinal value bit position. 1 indicating that the enum was
543 specified, 0 otherwise.  As each specified value is parsed, the resulting enum's
544 bit is set in the option's bit vector:
545
546 .. code-block:: c++
547
548   bits |= 1 << (unsigned)enum;
549
550 Options that are specified multiple times are redundant.  Any instances after
551 the first are discarded.
552
553 Reworking the above list example, we could replace `cl::list`_ with `cl::bits`_:
554
555 .. code-block:: c++
556
557   cl::bits<Opts> OptimizationBits(cl::desc("Available Optimizations:"),
558     cl::values(
559       clEnumVal(dce               , "Dead Code Elimination"),
560       clEnumVal(constprop         , "Constant Propagation"),
561      clEnumValN(inlining, "inline", "Procedure Integration"),
562       clEnumVal(strip             , "Strip Symbols"),
563     clEnumValEnd));
564
565 To test to see if ``constprop`` was specified, we can use the ``cl:bits::isSet``
566 function:
567
568 .. code-block:: c++
569
570   if (OptimizationBits.isSet(constprop)) {
571     ...
572   }
573
574 It's also possible to get the raw bit vector using the ``cl::bits::getBits``
575 function:
576
577 .. code-block:: c++
578
579   unsigned bits = OptimizationBits.getBits();
580
581 Finally, if external storage is used, then the location specified must be of
582 **type** ``unsigned``. In all other ways a `cl::bits`_ option is equivalent to a
583 `cl::list`_ option.
584
585 .. _additional extra text:
586
587 Adding freeform text to help output
588 -----------------------------------
589
590 As our program grows and becomes more mature, we may decide to put summary
591 information about what it does into the help output.  The help output is styled
592 to look similar to a Unix ``man`` page, providing concise information about a
593 program.  Unix ``man`` pages, however often have a description about what the
594 program does.  To add this to your CommandLine program, simply pass a third
595 argument to the `cl::ParseCommandLineOptions`_ call in main.  This additional
596 argument is then printed as the overview information for your program, allowing
597 you to include any additional information that you want.  For example:
598
599 .. code-block:: c++
600
601   int main(int argc, char **argv) {
602     cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, " CommandLine compiler example\n\n"
603                                 "  This program blah blah blah...\n");
604     ...
605   }
606
607 would yield the help output:
608
609 ::
610
611   **OVERVIEW: CommandLine compiler example
612
613     This program blah blah blah...**
614
615   USAGE: compiler [options] <input file>
616
617   OPTIONS:
618     ...
619     -help             - display available options (-help-hidden for more)
620     -o <filename>     - Specify output filename
621
622 .. _Reference Guide:
623
624 Reference Guide
625 ===============
626
627 Now that you know the basics of how to use the CommandLine library, this section
628 will give you the detailed information you need to tune how command line options
629 work, as well as information on more "advanced" command line option processing
630 capabilities.
631
632 .. _positional:
633 .. _positional argument:
634 .. _Positional Arguments:
635 .. _Positional arguments section:
636 .. _positional options:
637
638 Positional Arguments
639 --------------------
640
641 Positional arguments are those arguments that are not named, and are not
642 specified with a hyphen.  Positional arguments should be used when an option is
643 specified by its position alone.  For example, the standard Unix ``grep`` tool
644 takes a regular expression argument, and an optional filename to search through
645 (which defaults to standard input if a filename is not specified).  Using the
646 CommandLine library, this would be specified as:
647
648 .. code-block:: c++
649
650   cl::opt<string> Regex   (cl::Positional, cl::desc("<regular expression>"), cl::Required);
651   cl::opt<string> Filename(cl::Positional, cl::desc("<input file>"), cl::init("-"));
652
653 Given these two option declarations, the ``-help`` output for our grep
654 replacement would look like this:
655
656 ::
657
658   USAGE: spiffygrep [options] <regular expression> <input file>
659
660   OPTIONS:
661     -help - display available options (-help-hidden for more)
662
663 ... and the resultant program could be used just like the standard ``grep``
664 tool.
665
666 Positional arguments are sorted by their order of construction.  This means that
667 command line options will be ordered according to how they are listed in a .cpp
668 file, but will not have an ordering defined if the positional arguments are
669 defined in multiple .cpp files.  The fix for this problem is simply to define
670 all of your positional arguments in one .cpp file.
671
672 Specifying positional options with hyphens
673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
674
675 Sometimes you may want to specify a value to your positional argument that
676 starts with a hyphen (for example, searching for '``-foo``' in a file).  At
677 first, you will have trouble doing this, because it will try to find an argument
678 named '``-foo``', and will fail (and single quotes will not save you).  Note
679 that the system ``grep`` has the same problem:
680
681 ::
682
683   $ spiffygrep '-foo' test.txt
684   Unknown command line argument '-foo'.  Try: spiffygrep -help'
685
686   $ grep '-foo' test.txt
687   grep: illegal option -- f
688   grep: illegal option -- o
689   grep: illegal option -- o
690   Usage: grep -hblcnsviw pattern file . . .
691
692 The solution for this problem is the same for both your tool and the system
693 version: use the '``--``' marker.  When the user specifies '``--``' on the
694 command line, it is telling the program that all options after the '``--``'
695 should be treated as positional arguments, not options.  Thus, we can use it
696 like this:
697
698 ::
699
700   $ spiffygrep -- -foo test.txt
701     ...output...
702
703 Determining absolute position with getPosition()
704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
705
706 Sometimes an option can affect or modify the meaning of another option. For
707 example, consider ``gcc``'s ``-x LANG`` option. This tells ``gcc`` to ignore the
708 suffix of subsequent positional arguments and force the file to be interpreted
709 as if it contained source code in language ``LANG``. In order to handle this
710 properly, you need to know the absolute position of each argument, especially
711 those in lists, so their interaction(s) can be applied correctly. This is also
712 useful for options like ``-llibname`` which is actually a positional argument
713 that starts with a dash.
714
715 So, generally, the problem is that you have two ``cl::list`` variables that
716 interact in some way. To ensure the correct interaction, you can use the
717 ``cl::list::getPosition(optnum)`` method. This method returns the absolute
718 position (as found on the command line) of the ``optnum`` item in the
719 ``cl::list``.
720
721 The idiom for usage is like this:
722
723 .. code-block:: c++
724
725   static cl::list<std::string> Files(cl::Positional, cl::OneOrMore);
726   static cl::list<std::string> Libraries("l", cl::ZeroOrMore);
727
728   int main(int argc, char**argv) {
729     // ...
730     std::vector<std::string>::iterator fileIt = Files.begin();
731     std::vector<std::string>::iterator libIt  = Libraries.begin();
732     unsigned libPos = 0, filePos = 0;
733     while ( 1 ) {
734       if ( libIt != Libraries.end() )
735         libPos = Libraries.getPosition( libIt - Libraries.begin() );
736       else
737         libPos = 0;
738       if ( fileIt != Files.end() )
739         filePos = Files.getPosition( fileIt - Files.begin() );
740       else
741         filePos = 0;
742
743       if ( filePos != 0 && (libPos == 0 || filePos < libPos) ) {
744         // Source File Is next
745         ++fileIt;
746       }
747       else if ( libPos != 0 && (filePos == 0 || libPos < filePos) ) {
748         // Library is next
749         ++libIt;
750       }
751       else
752         break; // we're done with the list
753     }
754   }
755
756 Note that, for compatibility reasons, the ``cl::opt`` also supports an
757 ``unsigned getPosition()`` option that will provide the absolute position of
758 that option. You can apply the same approach as above with a ``cl::opt`` and a
759 ``cl::list`` option as you can with two lists.
760
761 .. _interpreter style options:
762 .. _cl::ConsumeAfter:
763 .. _this section for more information:
764
765 The ``cl::ConsumeAfter`` modifier
766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
767
768 The ``cl::ConsumeAfter`` `formatting option`_ is used to construct programs that
769 use "interpreter style" option processing.  With this style of option
770 processing, all arguments specified after the last positional argument are
771 treated as special interpreter arguments that are not interpreted by the command
772 line argument.
773
774 As a concrete example, lets say we are developing a replacement for the standard
775 Unix Bourne shell (``/bin/sh``).  To run ``/bin/sh``, first you specify options
776 to the shell itself (like ``-x`` which turns on trace output), then you specify
777 the name of the script to run, then you specify arguments to the script.  These
778 arguments to the script are parsed by the Bourne shell command line option
779 processor, but are not interpreted as options to the shell itself.  Using the
780 CommandLine library, we would specify this as:
781
782 .. code-block:: c++
783
784   cl::opt<string> Script(cl::Positional, cl::desc("<input script>"), cl::init("-"));
785   cl::list<string>  Argv(cl::ConsumeAfter, cl::desc("<program arguments>..."));
786   cl::opt<bool>    Trace("x", cl::desc("Enable trace output"));
787
788 which automatically provides the help output:
789
790 ::
791
792   USAGE: spiffysh [options] <input script> <program arguments>...
793
794   OPTIONS:
795     -help - display available options (-help-hidden for more)
796     -x    - Enable trace output
797
798 At runtime, if we run our new shell replacement as ```spiffysh -x test.sh -a -x
799 -y bar``', the ``Trace`` variable will be set to true, the ``Script`` variable
800 will be set to "``test.sh``", and the ``Argv`` list will contain ``["-a", "-x",
801 "-y", "bar"]``, because they were specified after the last positional argument
802 (which is the script name).
803
804 There are several limitations to when ``cl::ConsumeAfter`` options can be
805 specified.  For example, only one ``cl::ConsumeAfter`` can be specified per
806 program, there must be at least one `positional argument`_ specified, there must
807 not be any `cl::list`_ positional arguments, and the ``cl::ConsumeAfter`` option
808 should be a `cl::list`_ option.
809
810 .. _can be changed:
811 .. _Internal vs External Storage:
812
813 Internal vs External Storage
814 ----------------------------
815
816 By default, all command line options automatically hold the value that they
817 parse from the command line.  This is very convenient in the common case,
818 especially when combined with the ability to define command line options in the
819 files that use them.  This is called the internal storage model.
820
821 Sometimes, however, it is nice to separate the command line option processing
822 code from the storage of the value parsed.  For example, lets say that we have a
823 '``-debug``' option that we would like to use to enable debug information across
824 the entire body of our program.  In this case, the boolean value controlling the
825 debug code should be globally accessible (in a header file, for example) yet the
826 command line option processing code should not be exposed to all of these
827 clients (requiring lots of .cpp files to ``#include CommandLine.h``).
828
829 To do this, set up your .h file with your option, like this for example:
830
831 .. code-block:: c++
832
833   // DebugFlag.h - Get access to the '-debug' command line option
834   //
835
836   // DebugFlag - This boolean is set to true if the '-debug' command line option
837   // is specified.  This should probably not be referenced directly, instead, use
838   // the DEBUG macro below.
839   //
840   extern bool DebugFlag;
841
842   // DEBUG macro - This macro should be used by code to emit debug information.
843   // In the '-debug' option is specified on the command line, and if this is a
844   // debug build, then the code specified as the option to the macro will be
845   // executed.  Otherwise it will not be.
846   #ifdef NDEBUG
847   #define DEBUG(X)
848   #else
849   #define DEBUG(X) do { if (DebugFlag) { X; } } while (0)
850   #endif
851
852 This allows clients to blissfully use the ``DEBUG()`` macro, or the
853 ``DebugFlag`` explicitly if they want to.  Now we just need to be able to set
854 the ``DebugFlag`` boolean when the option is set.  To do this, we pass an
855 additional argument to our command line argument processor, and we specify where
856 to fill in with the `cl::location`_ attribute:
857
858 .. code-block:: c++
859
860   bool DebugFlag;                  // the actual value
861   static cl::opt<bool, true>       // The parser
862   Debug("debug", cl::desc("Enable debug output"), cl::Hidden, cl::location(DebugFlag));
863
864 In the above example, we specify "``true``" as the second argument to the
865 `cl::opt`_ template, indicating that the template should not maintain a copy of
866 the value itself.  In addition to this, we specify the `cl::location`_
867 attribute, so that ``DebugFlag`` is automatically set.
868
869 Option Attributes
870 -----------------
871
872 This section describes the basic attributes that you can specify on options.
873
874 * The option name attribute (which is required for all options, except
875   `positional options`_) specifies what the option name is.  This option is
876   specified in simple double quotes:
877
878   .. code-block:: c++
879
880     cl::opt<**bool**> Quiet("quiet");
881
882 .. _cl::desc(...):
883
884 * The **cl::desc** attribute specifies a description for the option to be
885   shown in the ``-help`` output for the program.
886
887 .. _cl::value_desc:
888
889 * The **cl::value_desc** attribute specifies a string that can be used to
890   fine tune the ``-help`` output for a command line option.  Look `here`_ for an
891   example.
892
893 .. _cl::init:
894
895 * The **cl::init** attribute specifies an initial value for a `scalar`_
896   option.  If this attribute is not specified then the command line option value
897   defaults to the value created by the default constructor for the
898   type.
899
900   .. warning::
901
902     If you specify both **cl::init** and **cl::location** for an option, you
903     must specify **cl::location** first, so that when the command-line parser
904     sees **cl::init**, it knows where to put the initial value. (You will get an
905     error at runtime if you don't put them in the right order.)
906
907 .. _cl::location:
908
909 * The **cl::location** attribute where to store the value for a parsed command
910   line option if using external storage.  See the section on `Internal vs
911   External Storage`_ for more information.
912
913 .. _cl::aliasopt:
914
915 * The **cl::aliasopt** attribute specifies which option a `cl::alias`_ option is
916   an alias for.
917
918 .. _cl::values:
919
920 * The **cl::values** attribute specifies the string-to-value mapping to be used
921   by the generic parser.  It takes a **clEnumValEnd terminated** list of
922   (option, value, description) triplets that specify the option name, the value
923   mapped to, and the description shown in the ``-help`` for the tool.  Because
924   the generic parser is used most frequently with enum values, two macros are
925   often useful:
926
927   #. The **clEnumVal** macro is used as a nice simple way to specify a triplet
928      for an enum.  This macro automatically makes the option name be the same as
929      the enum name.  The first option to the macro is the enum, the second is
930      the description for the command line option.
931
932   #. The **clEnumValN** macro is used to specify macro options where the option
933      name doesn't equal the enum name.  For this macro, the first argument is
934      the enum value, the second is the flag name, and the second is the
935      description.
936
937   You will get a compile time error if you try to use cl::values with a parser
938   that does not support it.
939
940 .. _cl::multi_val:
941
942 * The **cl::multi_val** attribute specifies that this option takes has multiple
943   values (example: ``-sectalign segname sectname sectvalue``). This attribute
944   takes one unsigned argument - the number of values for the option. This
945   attribute is valid only on ``cl::list`` options (and will fail with compile
946   error if you try to use it with other option types). It is allowed to use all
947   of the usual modifiers on multi-valued options (besides
948   ``cl::ValueDisallowed``, obviously).
949
950 Option Modifiers
951 ----------------
952
953 Option modifiers are the flags and expressions that you pass into the
954 constructors for `cl::opt`_ and `cl::list`_.  These modifiers give you the
955 ability to tweak how options are parsed and how ``-help`` output is generated to
956 fit your application well.
957
958 These options fall into five main categories:
959
960 #. Hiding an option from ``-help`` output
961
962 #. Controlling the number of occurrences required and allowed
963
964 #. Controlling whether or not a value must be specified
965
966 #. Controlling other formatting options
967
968 #. Miscellaneous option modifiers
969
970 It is not possible to specify two options from the same category (you'll get a
971 runtime error) to a single option, except for options in the miscellaneous
972 category.  The CommandLine library specifies defaults for all of these settings
973 that are the most useful in practice and the most common, which mean that you
974 usually shouldn't have to worry about these.
975
976 Hiding an option from ``-help`` output
977 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
978
979 The ``cl::NotHidden``, ``cl::Hidden``, and ``cl::ReallyHidden`` modifiers are
980 used to control whether or not an option appears in the ``-help`` and
981 ``-help-hidden`` output for the compiled program:
982
983 .. _cl::NotHidden:
984
985 * The **cl::NotHidden** modifier (which is the default for `cl::opt`_ and
986   `cl::list`_ options) indicates the option is to appear in both help
987   listings.
988
989 .. _cl::Hidden:
990
991 * The **cl::Hidden** modifier (which is the default for `cl::alias`_ options)
992   indicates that the option should not appear in the ``-help`` output, but
993   should appear in the ``-help-hidden`` output.
994
995 .. _cl::ReallyHidden:
996
997 * The **cl::ReallyHidden** modifier indicates that the option should not appear
998   in any help output.
999
1000 Controlling the number of occurrences required and allowed
1001 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1002
1003 This group of options is used to control how many time an option is allowed (or
1004 required) to be specified on the command line of your program.  Specifying a
1005 value for this setting allows the CommandLine library to do error checking for
1006 you.
1007
1008 The allowed values for this option group are:
1009
1010 .. _cl::Optional:
1011
1012 * The **cl::Optional** modifier (which is the default for the `cl::opt`_ and
1013   `cl::alias`_ classes) indicates that your program will allow either zero or
1014   one occurrence of the option to be specified.
1015
1016 .. _cl::ZeroOrMore:
1017
1018 * The **cl::ZeroOrMore** modifier (which is the default for the `cl::list`_
1019   class) indicates that your program will allow the option to be specified zero
1020   or more times.
1021
1022 .. _cl::Required:
1023
1024 * The **cl::Required** modifier indicates that the specified option must be
1025   specified exactly one time.
1026
1027 .. _cl::OneOrMore:
1028
1029 * The **cl::OneOrMore** modifier indicates that the option must be specified at
1030   least one time.
1031
1032 * The **cl::ConsumeAfter** modifier is described in the `Positional arguments
1033   section`_.
1034
1035 If an option is not specified, then the value of the option is equal to the
1036 value specified by the `cl::init`_ attribute.  If the ``cl::init`` attribute is
1037 not specified, the option value is initialized with the default constructor for
1038 the data type.
1039
1040 If an option is specified multiple times for an option of the `cl::opt`_ class,
1041 only the last value will be retained.
1042
1043 Controlling whether or not a value must be specified
1044 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1045
1046 This group of options is used to control whether or not the option allows a
1047 value to be present.  In the case of the CommandLine library, a value is either
1048 specified with an equal sign (e.g. '``-index-depth=17``') or as a trailing
1049 string (e.g. '``-o a.out``').
1050
1051 The allowed values for this option group are:
1052
1053 .. _cl::ValueOptional:
1054
1055 * The **cl::ValueOptional** modifier (which is the default for ``bool`` typed
1056   options) specifies that it is acceptable to have a value, or not.  A boolean
1057   argument can be enabled just by appearing on the command line, or it can have
1058   an explicit '``-foo=true``'.  If an option is specified with this mode, it is
1059   illegal for the value to be provided without the equal sign.  Therefore
1060   '``-foo true``' is illegal.  To get this behavior, you must use
1061   the `cl::ValueRequired`_ modifier.
1062
1063 .. _cl::ValueRequired:
1064
1065 * The **cl::ValueRequired** modifier (which is the default for all other types
1066   except for `unnamed alternatives using the generic parser`_) specifies that a
1067   value must be provided.  This mode informs the command line library that if an
1068   option is not provides with an equal sign, that the next argument provided
1069   must be the value.  This allows things like '``-o a.out``' to work.
1070
1071 .. _cl::ValueDisallowed:
1072
1073 * The **cl::ValueDisallowed** modifier (which is the default for `unnamed
1074   alternatives using the generic parser`_) indicates that it is a runtime error
1075   for the user to specify a value.  This can be provided to disallow users from
1076   providing options to boolean options (like '``-foo=true``').
1077
1078 In general, the default values for this option group work just like you would
1079 want them to.  As mentioned above, you can specify the `cl::ValueDisallowed`_
1080 modifier to a boolean argument to restrict your command line parser.  These
1081 options are mostly useful when `extending the library`_.
1082
1083 .. _formatting option:
1084
1085 Controlling other formatting options
1086 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1087
1088 The formatting option group is used to specify that the command line option has
1089 special abilities and is otherwise different from other command line arguments.
1090 As usual, you can only specify one of these arguments at most.
1091
1092 .. _cl::NormalFormatting:
1093
1094 * The **cl::NormalFormatting** modifier (which is the default all options)
1095   specifies that this option is "normal".
1096
1097 .. _cl::Positional:
1098
1099 * The **cl::Positional** modifier specifies that this is a positional argument
1100   that does not have a command line option associated with it.  See the
1101   `Positional Arguments`_ section for more information.
1102
1103 * The **cl::ConsumeAfter** modifier specifies that this option is used to
1104   capture "interpreter style" arguments.  See `this section for more
1105   information`_.
1106
1107 .. _prefix:
1108 .. _cl::Prefix:
1109
1110 * The **cl::Prefix** modifier specifies that this option prefixes its value.
1111   With 'Prefix' options, the equal sign does not separate the value from the
1112   option name specified. Instead, the value is everything after the prefix,
1113   including any equal sign if present. This is useful for processing odd
1114   arguments like ``-lmalloc`` and ``-L/usr/lib`` in a linker tool or
1115   ``-DNAME=value`` in a compiler tool.  Here, the '``l``', '``D``' and '``L``'
1116   options are normal string (or list) options, that have the **cl::Prefix**
1117   modifier added to allow the CommandLine library to recognize them.  Note that
1118   **cl::Prefix** options must not have the **cl::ValueDisallowed** modifier
1119   specified.
1120
1121 .. _grouping:
1122 .. _cl::Grouping:
1123
1124 * The **cl::Grouping** modifier is used to implement Unix-style tools (like
1125   ``ls``) that have lots of single letter arguments, but only require a single
1126   dash.  For example, the '``ls -labF``' command actually enables four different
1127   options, all of which are single letters.  Note that **cl::Grouping** options
1128   cannot have values.
1129
1130 The CommandLine library does not restrict how you use the **cl::Prefix** or
1131 **cl::Grouping** modifiers, but it is possible to specify ambiguous argument
1132 settings.  Thus, it is possible to have multiple letter options that are prefix
1133 or grouping options, and they will still work as designed.
1134
1135 To do this, the CommandLine library uses a greedy algorithm to parse the input
1136 option into (potentially multiple) prefix and grouping options.  The strategy
1137 basically looks like this:
1138
1139 ::
1140
1141   parse(string OrigInput) {
1142
1143   1. string input = OrigInput;
1144   2. if (isOption(input)) return getOption(input).parse();  // Normal option
1145   3. while (!isOption(input) && !input.empty()) input.pop_back();  // Remove the last letter
1146   4. if (input.empty()) return error();  // No matching option
1147   5. if (getOption(input).isPrefix())
1148        return getOption(input).parse(input);
1149   6. while (!input.empty()) {  // Must be grouping options
1150        getOption(input).parse();
1151        OrigInput.erase(OrigInput.begin(), OrigInput.begin()+input.length());
1152        input = OrigInput;
1153        while (!isOption(input) && !input.empty()) input.pop_back();
1154      }
1155   7. if (!OrigInput.empty()) error();
1156
1157   }
1158
1159 Miscellaneous option modifiers
1160 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1161
1162 The miscellaneous option modifiers are the only flags where you can specify more
1163 than one flag from the set: they are not mutually exclusive.  These flags
1164 specify boolean properties that modify the option.
1165
1166 .. _cl::CommaSeparated:
1167
1168 * The **cl::CommaSeparated** modifier indicates that any commas specified for an
1169   option's value should be used to split the value up into multiple values for
1170   the option.  For example, these two options are equivalent when
1171   ``cl::CommaSeparated`` is specified: "``-foo=a -foo=b -foo=c``" and
1172   "``-foo=a,b,c``".  This option only makes sense to be used in a case where the
1173   option is allowed to accept one or more values (i.e. it is a `cl::list`_
1174   option).
1175
1176 .. _cl::PositionalEatsArgs:
1177
1178 * The **cl::PositionalEatsArgs** modifier (which only applies to positional
1179   arguments, and only makes sense for lists) indicates that positional argument
1180   should consume any strings after it (including strings that start with a "-")
1181   up until another recognized positional argument.  For example, if you have two
1182   "eating" positional arguments, "``pos1``" and "``pos2``", the string "``-pos1
1183   -foo -bar baz -pos2 -bork``" would cause the "``-foo -bar -baz``" strings to
1184   be applied to the "``-pos1``" option and the "``-bork``" string to be applied
1185   to the "``-pos2``" option.
1186
1187 .. _cl::Sink:
1188
1189 * The **cl::Sink** modifier is used to handle unknown options. If there is at
1190   least one option with ``cl::Sink`` modifier specified, the parser passes
1191   unrecognized option strings to it as values instead of signaling an error. As
1192   with ``cl::CommaSeparated``, this modifier only makes sense with a `cl::list`_
1193   option.
1194
1195 So far, these are the only three miscellaneous option modifiers.
1196
1197 .. _response files:
1198
1199 Response files
1200 ^^^^^^^^^^^^^^
1201
1202 Some systems, such as certain variants of Microsoft Windows and some older
1203 Unices have a relatively low limit on command-line length. It is therefore
1204 customary to use the so-called 'response files' to circumvent this
1205 restriction. These files are mentioned on the command-line (using the "@file")
1206 syntax. The program reads these files and inserts the contents into argv,
1207 thereby working around the command-line length limits. Response files are
1208 enabled by an optional fourth argument to `cl::ParseEnvironmentOptions`_ and
1209 `cl::ParseCommandLineOptions`_.
1210
1211 Top-Level Classes and Functions
1212 -------------------------------
1213
1214 Despite all of the built-in flexibility, the CommandLine option library really
1215 only consists of one function `cl::ParseCommandLineOptions`_) and three main
1216 classes: `cl::opt`_, `cl::list`_, and `cl::alias`_.  This section describes
1217 these three classes in detail.
1218
1219 .. _cl::ParseCommandLineOptions:
1220
1221 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function
1222 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1223
1224 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function is designed to be called directly
1225 from ``main``, and is used to fill in the values of all of the command line
1226 option variables once ``argc`` and ``argv`` are available.
1227
1228 The ``cl::ParseCommandLineOptions`` function requires two parameters (``argc``
1229 and ``argv``), but may also take an optional third parameter which holds
1230 `additional extra text`_ to emit when the ``-help`` option is invoked, and a
1231 fourth boolean parameter that enables `response files`_.
1232
1233 .. _cl::ParseEnvironmentOptions:
1234
1235 The ``cl::ParseEnvironmentOptions`` function
1236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1237
1238 The ``cl::ParseEnvironmentOptions`` function has mostly the same effects as
1239 `cl::ParseCommandLineOptions`_, except that it is designed to take values for
1240 options from an environment variable, for those cases in which reading the
1241 command line is not convenient or desired. It fills in the values of all the
1242 command line option variables just like `cl::ParseCommandLineOptions`_ does.
1243
1244 It takes four parameters: the name of the program (since ``argv`` may not be
1245 available, it can't just look in ``argv[0]``), the name of the environment
1246 variable to examine, the optional `additional extra text`_ to emit when the
1247 ``-help`` option is invoked, and the boolean switch that controls whether
1248 `response files`_ should be read.
1249
1250 ``cl::ParseEnvironmentOptions`` will break the environment variable's value up
1251 into words and then process them using `cl::ParseCommandLineOptions`_.
1252 **Note:** Currently ``cl::ParseEnvironmentOptions`` does not support quoting, so
1253 an environment variable containing ``-option "foo bar"`` will be parsed as three
1254 words, ``-option``, ``"foo``, and ``bar"``, which is different from what you
1255 would get from the shell with the same input.
1256
1257 The ``cl::SetVersionPrinter`` function
1258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1259
1260 The ``cl::SetVersionPrinter`` function is designed to be called directly from
1261 ``main`` and *before* ``cl::ParseCommandLineOptions``. Its use is optional. It
1262 simply arranges for a function to be called in response to the ``--version``
1263 option instead of having the ``CommandLine`` library print out the usual version
1264 string for LLVM. This is useful for programs that are not part of LLVM but wish
1265 to use the ``CommandLine`` facilities. Such programs should just define a small
1266 function that takes no arguments and returns ``void`` and that prints out
1267 whatever version information is appropriate for the program. Pass the address of
1268 that function to ``cl::SetVersionPrinter`` to arrange for it to be called when
1269 the ``--version`` option is given by the user.
1270
1271 .. _cl::opt:
1272 .. _scalar:
1273
1274 The ``cl::opt`` class
1275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1276
1277 The ``cl::opt`` class is the class used to represent scalar command line
1278 options, and is the one used most of the time.  It is a templated class which
1279 can take up to three arguments (all except for the first have default values
1280 though):
1281
1282 .. code-block:: c++
1283
1284   namespace cl {
1285     template <class DataType, bool ExternalStorage = false,
1286               class ParserClass = parser<DataType> >
1287     class opt;
1288   }
1289
1290 The first template argument specifies what underlying data type the command line
1291 argument is, and is used to select a default parser implementation.  The second
1292 template argument is used to specify whether the option should contain the
1293 storage for the option (the default) or whether external storage should be used
1294 to contain the value parsed for the option (see `Internal vs External Storage`_
1295 for more information).
1296
1297 The third template argument specifies which parser to use.  The default value
1298 selects an instantiation of the ``parser`` class based on the underlying data
1299 type of the option.  In general, this default works well for most applications,
1300 so this option is only used when using a `custom parser`_.
1301
1302 .. _lists of arguments:
1303 .. _cl::list:
1304
1305 The ``cl::list`` class
1306 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1307
1308 The ``cl::list`` class is the class used to represent a list of command line
1309 options.  It too is a templated class which can take up to three arguments:
1310
1311 .. code-block:: c++
1312
1313   namespace cl {
1314     template <class DataType, class Storage = bool,
1315               class ParserClass = parser<DataType> >
1316     class list;
1317   }
1318
1319 This class works the exact same as the `cl::opt`_ class, except that the second
1320 argument is the **type** of the external storage, not a boolean value.  For this
1321 class, the marker type '``bool``' is used to indicate that internal storage
1322 should be used.
1323
1324 .. _cl::bits:
1325
1326 The ``cl::bits`` class
1327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1328
1329 The ``cl::bits`` class is the class used to represent a list of command line
1330 options in the form of a bit vector.  It is also a templated class which can
1331 take up to three arguments:
1332
1333 .. code-block:: c++
1334
1335   namespace cl {
1336     template <class DataType, class Storage = bool,
1337               class ParserClass = parser<DataType> >
1338     class bits;
1339   }
1340
1341 This class works the exact same as the `cl::list`_ class, except that the second
1342 argument must be of **type** ``unsigned`` if external storage is used.
1343
1344 .. _cl::alias:
1345
1346 The ``cl::alias`` class
1347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1348
1349 The ``cl::alias`` class is a nontemplated class that is used to form aliases for
1350 other arguments.
1351
1352 .. code-block:: c++
1353
1354   namespace cl {
1355     class alias;
1356   }
1357
1358 The `cl::aliasopt`_ attribute should be used to specify which option this is an
1359 alias for.  Alias arguments default to being `cl::Hidden`_, and use the aliased
1360 options parser to do the conversion from string to data.
1361
1362 .. _cl::extrahelp:
1363
1364 The ``cl::extrahelp`` class
1365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1366
1367 The ``cl::extrahelp`` class is a nontemplated class that allows extra help text
1368 to be printed out for the ``-help`` option.
1369
1370 .. code-block:: c++
1371
1372   namespace cl {
1373     struct extrahelp;
1374   }
1375
1376 To use the extrahelp, simply construct one with a ``const char*`` parameter to
1377 the constructor. The text passed to the constructor will be printed at the
1378 bottom of the help message, verbatim. Note that multiple ``cl::extrahelp``
1379 **can** be used, but this practice is discouraged. If your tool needs to print
1380 additional help information, put all that help into a single ``cl::extrahelp``
1381 instance.
1382
1383 For example:
1384
1385 .. code-block:: c++
1386
1387   cl::extrahelp("\nADDITIONAL HELP:\n\n  This is the extra help\n");
1388
1389 .. _different parser:
1390 .. _discussed previously:
1391
1392 Builtin parsers
1393 ---------------
1394
1395 Parsers control how the string value taken from the command line is translated
1396 into a typed value, suitable for use in a C++ program.  By default, the
1397 CommandLine library uses an instance of ``parser<type>`` if the command line
1398 option specifies that it uses values of type '``type``'.  Because of this,
1399 custom option processing is specified with specializations of the '``parser``'
1400 class.
1401
1402 The CommandLine library provides the following builtin parser specializations,
1403 which are sufficient for most applications. It can, however, also be extended to
1404 work with new data types and new ways of interpreting the same data.  See the
1405 `Writing a Custom Parser`_ for more details on this type of library extension.
1406
1407 .. _enums:
1408 .. _cl::parser:
1409
1410 * The generic ``parser<t>`` parser can be used to map strings values to any data
1411   type, through the use of the `cl::values`_ property, which specifies the
1412   mapping information.  The most common use of this parser is for parsing enum
1413   values, which allows you to use the CommandLine library for all of the error
1414   checking to make sure that only valid enum values are specified (as opposed to
1415   accepting arbitrary strings).  Despite this, however, the generic parser class
1416   can be used for any data type.
1417
1418 .. _boolean flags:
1419 .. _bool parser:
1420
1421 * The **parser<bool> specialization** is used to convert boolean strings to a
1422   boolean value.  Currently accepted strings are "``true``", "``TRUE``",
1423   "``True``", "``1``", "``false``", "``FALSE``", "``False``", and "``0``".
1424
1425 * The **parser<boolOrDefault> specialization** is used for cases where the value
1426   is boolean, but we also need to know whether the option was specified at all.
1427   boolOrDefault is an enum with 3 values, BOU_UNSET, BOU_TRUE and BOU_FALSE.
1428   This parser accepts the same strings as **``parser<bool>``**.
1429
1430 .. _strings:
1431
1432 * The **parser<string> specialization** simply stores the parsed string into the
1433   string value specified.  No conversion or modification of the data is
1434   performed.
1435
1436 .. _integers:
1437 .. _int:
1438
1439 * The **parser<int> specialization** uses the C ``strtol`` function to parse the
1440   string input.  As such, it will accept a decimal number (with an optional '+'
1441   or '-' prefix) which must start with a non-zero digit.  It accepts octal
1442   numbers, which are identified with a '``0``' prefix digit, and hexadecimal
1443   numbers with a prefix of '``0x``' or '``0X``'.
1444
1445 .. _doubles:
1446 .. _float:
1447 .. _double:
1448
1449 * The **parser<double>** and **parser<float> specializations** use the standard
1450   C ``strtod`` function to convert floating point strings into floating point
1451   values.  As such, a broad range of string formats is supported, including
1452   exponential notation (ex: ``1.7e15``) and properly supports locales.
1453
1454 .. _Extension Guide:
1455 .. _extending the library:
1456
1457 Extension Guide
1458 ===============
1459
1460 Although the CommandLine library has a lot of functionality built into it
1461 already (as discussed previously), one of its true strengths lie in its
1462 extensibility.  This section discusses how the CommandLine library works under
1463 the covers and illustrates how to do some simple, common, extensions.
1464
1465 .. _Custom parsers:
1466 .. _custom parser:
1467 .. _Writing a Custom Parser:
1468
1469 Writing a custom parser
1470 -----------------------
1471
1472 One of the simplest and most common extensions is the use of a custom parser.
1473 As `discussed previously`_, parsers are the portion of the CommandLine library
1474 that turns string input from the user into a particular parsed data type,
1475 validating the input in the process.
1476
1477 There are two ways to use a new parser:
1478
1479 #. Specialize the `cl::parser`_ template for your custom data type.
1480
1481    This approach has the advantage that users of your custom data type will
1482    automatically use your custom parser whenever they define an option with a
1483    value type of your data type.  The disadvantage of this approach is that it
1484    doesn't work if your fundamental data type is something that is already
1485    supported.
1486
1487 #. Write an independent class, using it explicitly from options that need it.
1488
1489    This approach works well in situations where you would line to parse an
1490    option using special syntax for a not-very-special data-type.  The drawback
1491    of this approach is that users of your parser have to be aware that they are
1492    using your parser instead of the builtin ones.
1493
1494 To guide the discussion, we will discuss a custom parser that accepts file
1495 sizes, specified with an optional unit after the numeric size.  For example, we
1496 would like to parse "102kb", "41M", "1G" into the appropriate integer value.  In
1497 this case, the underlying data type we want to parse into is '``unsigned``'.  We
1498 choose approach #2 above because we don't want to make this the default for all
1499 ``unsigned`` options.
1500
1501 To start out, we declare our new ``FileSizeParser`` class:
1502
1503 .. code-block:: c++
1504
1505   struct FileSizeParser : public cl::basic_parser<unsigned> {
1506     // parse - Return true on error.
1507     bool parse(cl::Option &O, const char *ArgName, const std::string &ArgValue,
1508                unsigned &Val);
1509   };
1510
1511 Our new class inherits from the ``cl::basic_parser`` template class to fill in
1512 the default, boiler plate code for us.  We give it the data type that we parse
1513 into, the last argument to the ``parse`` method, so that clients of our custom
1514 parser know what object type to pass in to the parse method.  (Here we declare
1515 that we parse into '``unsigned``' variables.)
1516
1517 For most purposes, the only method that must be implemented in a custom parser
1518 is the ``parse`` method.  The ``parse`` method is called whenever the option is
1519 invoked, passing in the option itself, the option name, the string to parse, and
1520 a reference to a return value.  If the string to parse is not well-formed, the
1521 parser should output an error message and return true.  Otherwise it should
1522 return false and set '``Val``' to the parsed value.  In our example, we
1523 implement ``parse`` as:
1524
1525 .. code-block:: c++
1526
1527   bool FileSizeParser::parse(cl::Option &O, const char *ArgName,
1528                              const std::string &Arg, unsigned &Val) {
1529     const char *ArgStart = Arg.c_str();
1530     char *End;
1531
1532     // Parse integer part, leaving 'End' pointing to the first non-integer char
1533     Val = (unsigned)strtol(ArgStart, &End, 0);
1534
1535     while (1) {
1536       switch (*End++) {
1537       case 0: return false;   // No error
1538       case 'i':               // Ignore the 'i' in KiB if people use that
1539       case 'b': case 'B':     // Ignore B suffix
1540         break;
1541
1542       case 'g': case 'G': Val *= 1024*1024*1024; break;
1543       case 'm': case 'M': Val *= 1024*1024;      break;
1544       case 'k': case 'K': Val *= 1024;           break;
1545
1546       default:
1547         // Print an error message if unrecognized character!
1548         return O.error("'" + Arg + "' value invalid for file size argument!");
1549       }
1550     }
1551   }
1552
1553 This function implements a very simple parser for the kinds of strings we are
1554 interested in.  Although it has some holes (it allows "``123KKK``" for example),
1555 it is good enough for this example.  Note that we use the option itself to print
1556 out the error message (the ``error`` method always returns true) in order to get
1557 a nice error message (shown below).  Now that we have our parser class, we can
1558 use it like this:
1559
1560 .. code-block:: c++
1561
1562   static cl::opt<unsigned, false, FileSizeParser>
1563   MFS("max-file-size", cl::desc("Maximum file size to accept"),
1564       cl::value_desc("size"));
1565
1566 Which adds this to the output of our program:
1567
1568 ::
1569
1570   OPTIONS:
1571     -help                 - display available options (-help-hidden for more)
1572     ...
1573    -max-file-size=<size> - Maximum file size to accept
1574
1575 And we can test that our parse works correctly now (the test program just prints
1576 out the max-file-size argument value):
1577
1578 ::
1579
1580   $ ./test
1581   MFS: 0
1582   $ ./test -max-file-size=123MB
1583   MFS: 128974848
1584   $ ./test -max-file-size=3G
1585   MFS: 3221225472
1586   $ ./test -max-file-size=dog
1587   -max-file-size option: 'dog' value invalid for file size argument!
1588
1589 It looks like it works.  The error message that we get is nice and helpful, and
1590 we seem to accept reasonable file sizes.  This wraps up the "custom parser"
1591 tutorial.
1592
1593 Exploiting external storage
1594 ---------------------------
1595
1596 Several of the LLVM libraries define static ``cl::opt`` instances that will
1597 automatically be included in any program that links with that library.  This is
1598 a feature. However, sometimes it is necessary to know the value of the command
1599 line option outside of the library. In these cases the library does or should
1600 provide an external storage location that is accessible to users of the
1601 library. Examples of this include the ``llvm::DebugFlag`` exported by the
1602 ``lib/Support/Debug.cpp`` file and the ``llvm::TimePassesIsEnabled`` flag
1603 exported by the ``lib/VMCore/PassManager.cpp`` file.
1604
1605 .. todo::
1606
1607   TODO: complete this section
1608
1609 .. _dynamically loaded options:
1610
1611 Dynamically adding command line options
1612
1613 .. todo::
1614
1615   TODO: fill in this section