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