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