]> granicus.if.org Git - clang/blob - docs/UsersManual.rst
Reapply r281276 with passing -emit-llvm in one of the tests
[clang] / docs / UsersManual.rst
1 ============================
2 Clang Compiler User's Manual
3 ============================
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 .. contents::
8    :local:
9
10 Introduction
11 ============
12
13 The Clang Compiler is an open-source compiler for the C family of
14 programming languages, aiming to be the best in class implementation of
15 these languages. Clang builds on the LLVM optimizer and code generator,
16 allowing it to provide high-quality optimization and code generation
17 support for many targets. For more general information, please see the
18 `Clang Web Site <http://clang.llvm.org>`_ or the `LLVM Web
19 Site <http://llvm.org>`_.
20
21 This document describes important notes about using Clang as a compiler
22 for an end-user, documenting the supported features, command line
23 options, etc. If you are interested in using Clang to build a tool that
24 processes code, please see :doc:`InternalsManual`. If you are interested in the
25 `Clang Static Analyzer <http://clang-analyzer.llvm.org>`_, please see its web
26 page.
27
28 Clang is designed to support the C family of programming languages,
29 which includes :ref:`C <c>`, :ref:`Objective-C <objc>`, :ref:`C++ <cxx>`, and
30 :ref:`Objective-C++ <objcxx>` as well as many dialects of those. For
31 language-specific information, please see the corresponding language
32 specific section:
33
34 -  :ref:`C Language <c>`: K&R C, ANSI C89, ISO C90, ISO C94 (C89+AMD1), ISO
35    C99 (+TC1, TC2, TC3).
36 -  :ref:`Objective-C Language <objc>`: ObjC 1, ObjC 2, ObjC 2.1, plus
37    variants depending on base language.
38 -  :ref:`C++ Language <cxx>`
39 -  :ref:`Objective C++ Language <objcxx>`
40
41 In addition to these base languages and their dialects, Clang supports a
42 broad variety of language extensions, which are documented in the
43 corresponding language section. These extensions are provided to be
44 compatible with the GCC, Microsoft, and other popular compilers as well
45 as to improve functionality through Clang-specific features. The Clang
46 driver and language features are intentionally designed to be as
47 compatible with the GNU GCC compiler as reasonably possible, easing
48 migration from GCC to Clang. In most cases, code "just works".
49 Clang also provides an alternative driver, :ref:`clang-cl`, that is designed
50 to be compatible with the Visual C++ compiler, cl.exe.
51
52 In addition to language specific features, Clang has a variety of
53 features that depend on what CPU architecture or operating system is
54 being compiled for. Please see the :ref:`Target-Specific Features and
55 Limitations <target_features>` section for more details.
56
57 The rest of the introduction introduces some basic :ref:`compiler
58 terminology <terminology>` that is used throughout this manual and
59 contains a basic :ref:`introduction to using Clang <basicusage>` as a
60 command line compiler.
61
62 .. _terminology:
63
64 Terminology
65 -----------
66
67 Front end, parser, backend, preprocessor, undefined behavior,
68 diagnostic, optimizer
69
70 .. _basicusage:
71
72 Basic Usage
73 -----------
74
75 Intro to how to use a C compiler for newbies.
76
77 compile + link compile then link debug info enabling optimizations
78 picking a language to use, defaults to C11 by default. Autosenses based
79 on extension. using a makefile
80
81 Command Line Options
82 ====================
83
84 This section is generally an index into other sections. It does not go
85 into depth on the ones that are covered by other sections. However, the
86 first part introduces the language selection and other high level
87 options like :option:`-c`, :option:`-g`, etc.
88
89 Options to Control Error and Warning Messages
90 ---------------------------------------------
91
92 .. option:: -Werror
93
94   Turn warnings into errors.
95
96 .. This is in plain monospaced font because it generates the same label as
97 .. -Werror, and Sphinx complains.
98
99 ``-Werror=foo``
100
101   Turn warning "foo" into an error.
102
103 .. option:: -Wno-error=foo
104
105   Turn warning "foo" into an warning even if :option:`-Werror` is specified.
106
107 .. option:: -Wfoo
108
109   Enable warning "foo".
110   See the :doc:`diagnostics reference <DiagnosticsReference>` for a complete
111   list of the warning flags that can be specified in this way.
112
113 .. option:: -Wno-foo
114
115   Disable warning "foo".
116
117 .. option:: -w
118
119   Disable all diagnostics.
120
121 .. option:: -Weverything
122
123   :ref:`Enable all diagnostics. <diagnostics_enable_everything>`
124
125 .. option:: -pedantic
126
127   Warn on language extensions.
128
129 .. option:: -pedantic-errors
130
131   Error on language extensions.
132
133 .. option:: -Wsystem-headers
134
135   Enable warnings from system headers.
136
137 .. option:: -ferror-limit=123
138
139   Stop emitting diagnostics after 123 errors have been produced. The default is
140   20, and the error limit can be disabled with `-ferror-limit=0`.
141
142 .. option:: -ftemplate-backtrace-limit=123
143
144   Only emit up to 123 template instantiation notes within the template
145   instantiation backtrace for a single warning or error. The default is 10, and
146   the limit can be disabled with `-ftemplate-backtrace-limit=0`.
147
148 .. _cl_diag_formatting:
149
150 Formatting of Diagnostics
151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
152
153 Clang aims to produce beautiful diagnostics by default, particularly for
154 new users that first come to Clang. However, different people have
155 different preferences, and sometimes Clang is driven not by a human,
156 but by a program that wants consistent and easily parsable output. For
157 these cases, Clang provides a wide range of options to control the exact
158 output format of the diagnostics that it generates.
159
160 .. _opt_fshow-column:
161
162 **-f[no-]show-column**
163    Print column number in diagnostic.
164
165    This option, which defaults to on, controls whether or not Clang
166    prints the column number of a diagnostic. For example, when this is
167    enabled, Clang will print something like:
168
169    ::
170
171          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
172          #endif bad
173                 ^
174                 //
175
176    When this is disabled, Clang will print "test.c:28: warning..." with
177    no column number.
178
179    The printed column numbers count bytes from the beginning of the
180    line; take care if your source contains multibyte characters.
181
182 .. _opt_fshow-source-location:
183
184 **-f[no-]show-source-location**
185    Print source file/line/column information in diagnostic.
186
187    This option, which defaults to on, controls whether or not Clang
188    prints the filename, line number and column number of a diagnostic.
189    For example, when this is enabled, Clang will print something like:
190
191    ::
192
193          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
194          #endif bad
195                 ^
196                 //
197
198    When this is disabled, Clang will not print the "test.c:28:8: "
199    part.
200
201 .. _opt_fcaret-diagnostics:
202
203 **-f[no-]caret-diagnostics**
204    Print source line and ranges from source code in diagnostic.
205    This option, which defaults to on, controls whether or not Clang
206    prints the source line, source ranges, and caret when emitting a
207    diagnostic. For example, when this is enabled, Clang will print
208    something like:
209
210    ::
211
212          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
213          #endif bad
214                 ^
215                 //
216
217 **-f[no-]color-diagnostics**
218    This option, which defaults to on when a color-capable terminal is
219    detected, controls whether or not Clang prints diagnostics in color.
220
221    When this option is enabled, Clang will use colors to highlight
222    specific parts of the diagnostic, e.g.,
223
224    .. nasty hack to not lose our dignity
225
226    .. raw:: html
227
228        <pre>
229          <b><span style="color:black">test.c:28:8: <span style="color:magenta">warning</span>: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]</span></b>
230          #endif bad
231                 <span style="color:green">^</span>
232                 <span style="color:green">//</span>
233        </pre>
234
235    When this is disabled, Clang will just print:
236
237    ::
238
239          test.c:2:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
240          #endif bad
241                 ^
242                 //
243
244 **-fansi-escape-codes**
245    Controls whether ANSI escape codes are used instead of the Windows Console
246    API to output colored diagnostics. This option is only used on Windows and
247    defaults to off.
248
249 .. option:: -fdiagnostics-format=clang/msvc/vi
250
251    Changes diagnostic output format to better match IDEs and command line tools.
252
253    This option controls the output format of the filename, line number,
254    and column printed in diagnostic messages. The options, and their
255    affect on formatting a simple conversion diagnostic, follow:
256
257    **clang** (default)
258        ::
259
260            t.c:3:11: warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int'
261
262    **msvc**
263        ::
264
265            t.c(3,11) : warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int'
266
267    **vi**
268        ::
269
270            t.c +3:11: warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int'
271
272 .. _opt_fdiagnostics-show-option:
273
274 **-f[no-]diagnostics-show-option**
275    Enable ``[-Woption]`` information in diagnostic line.
276
277    This option, which defaults to on, controls whether or not Clang
278    prints the associated :ref:`warning group <cl_diag_warning_groups>`
279    option name when outputting a warning diagnostic. For example, in
280    this output:
281
282    ::
283
284          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
285          #endif bad
286                 ^
287                 //
288
289    Passing **-fno-diagnostics-show-option** will prevent Clang from
290    printing the [:ref:`-Wextra-tokens <opt_Wextra-tokens>`] information in
291    the diagnostic. This information tells you the flag needed to enable
292    or disable the diagnostic, either from the command line or through
293    :ref:`#pragma GCC diagnostic <pragma_GCC_diagnostic>`.
294
295 .. _opt_fdiagnostics-show-category:
296
297 .. option:: -fdiagnostics-show-category=none/id/name
298
299    Enable printing category information in diagnostic line.
300
301    This option, which defaults to "none", controls whether or not Clang
302    prints the category associated with a diagnostic when emitting it.
303    Each diagnostic may or many not have an associated category, if it
304    has one, it is listed in the diagnostic categorization field of the
305    diagnostic line (in the []'s).
306
307    For example, a format string warning will produce these three
308    renditions based on the setting of this option:
309
310    ::
311
312          t.c:3:11: warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int' [-Wformat]
313          t.c:3:11: warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int' [-Wformat,1]
314          t.c:3:11: warning: conversion specifies type 'char *' but the argument has type 'int' [-Wformat,Format String]
315
316    This category can be used by clients that want to group diagnostics
317    by category, so it should be a high level category. We want dozens
318    of these, not hundreds or thousands of them.
319
320 .. _opt_fdiagnostics-show-hotness:
321
322 **-f[no-]diagnostics-show-hotness**
323    Enable profile hotness information in diagnostic line.
324
325    This option, which defaults to off, controls whether Clang prints the
326    profile hotness associated with a diagnostics in the presence of
327    profile-guided optimization information.  This is currently supported with
328    optimization remarks (see :ref:`Options to Emit Optimization Reports
329    <rpass>`).  The hotness information allows users to focus on the hot
330    optimization remarks that are likely to be more relevant for run-time
331    performance.
332
333    For example, in this output, the block containing the callsite of `foo` was
334    executed 3000 times according to the profile data:
335
336    ::
337
338          s.c:7:10: remark: foo inlined into bar (hotness: 3000) [-Rpass-analysis=inline]
339            sum += foo(x, x - 2);
340                   ^
341
342 .. _opt_fdiagnostics-fixit-info:
343
344 **-f[no-]diagnostics-fixit-info**
345    Enable "FixIt" information in the diagnostics output.
346
347    This option, which defaults to on, controls whether or not Clang
348    prints the information on how to fix a specific diagnostic
349    underneath it when it knows. For example, in this output:
350
351    ::
352
353          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
354          #endif bad
355                 ^
356                 //
357
358    Passing **-fno-diagnostics-fixit-info** will prevent Clang from
359    printing the "//" line at the end of the message. This information
360    is useful for users who may not understand what is wrong, but can be
361    confusing for machine parsing.
362
363 .. _opt_fdiagnostics-print-source-range-info:
364
365 **-fdiagnostics-print-source-range-info**
366    Print machine parsable information about source ranges.
367    This option makes Clang print information about source ranges in a machine
368    parsable format after the file/line/column number information. The
369    information is a simple sequence of brace enclosed ranges, where each range
370    lists the start and end line/column locations. For example, in this output:
371
372    ::
373
374        exprs.c:47:15:{47:8-47:14}{47:17-47:24}: error: invalid operands to binary expression ('int *' and '_Complex float')
375           P = (P-42) + Gamma*4;
376               ~~~~~~ ^ ~~~~~~~
377
378    The {}'s are generated by -fdiagnostics-print-source-range-info.
379
380    The printed column numbers count bytes from the beginning of the
381    line; take care if your source contains multibyte characters.
382
383 .. option:: -fdiagnostics-parseable-fixits
384
385    Print Fix-Its in a machine parseable form.
386
387    This option makes Clang print available Fix-Its in a machine
388    parseable format at the end of diagnostics. The following example
389    illustrates the format:
390
391    ::
392
393         fix-it:"t.cpp":{7:25-7:29}:"Gamma"
394
395    The range printed is a half-open range, so in this example the
396    characters at column 25 up to but not including column 29 on line 7
397    in t.cpp should be replaced with the string "Gamma". Either the
398    range or the replacement string may be empty (representing strict
399    insertions and strict erasures, respectively). Both the file name
400    and the insertion string escape backslash (as "\\\\"), tabs (as
401    "\\t"), newlines (as "\\n"), double quotes(as "\\"") and
402    non-printable characters (as octal "\\xxx").
403
404    The printed column numbers count bytes from the beginning of the
405    line; take care if your source contains multibyte characters.
406
407 .. option:: -fno-elide-type
408
409    Turns off elision in template type printing.
410
411    The default for template type printing is to elide as many template
412    arguments as possible, removing those which are the same in both
413    template types, leaving only the differences. Adding this flag will
414    print all the template arguments. If supported by the terminal,
415    highlighting will still appear on differing arguments.
416
417    Default:
418
419    ::
420
421        t.cc:4:5: note: candidate function not viable: no known conversion from 'vector<map<[...], map<float, [...]>>>' to 'vector<map<[...], map<double, [...]>>>' for 1st argument;
422
423    -fno-elide-type:
424
425    ::
426
427        t.cc:4:5: note: candidate function not viable: no known conversion from 'vector<map<int, map<float, int>>>' to 'vector<map<int, map<double, int>>>' for 1st argument;
428
429 .. option:: -fdiagnostics-show-template-tree
430
431    Template type diffing prints a text tree.
432
433    For diffing large templated types, this option will cause Clang to
434    display the templates as an indented text tree, one argument per
435    line, with differences marked inline. This is compatible with
436    -fno-elide-type.
437
438    Default:
439
440    ::
441
442        t.cc:4:5: note: candidate function not viable: no known conversion from 'vector<map<[...], map<float, [...]>>>' to 'vector<map<[...], map<double, [...]>>>' for 1st argument;
443
444    With :option:`-fdiagnostics-show-template-tree`:
445
446    ::
447
448        t.cc:4:5: note: candidate function not viable: no known conversion for 1st argument;
449          vector<
450            map<
451              [...],
452              map<
453                [float != double],
454                [...]>>>
455
456 .. _cl_diag_warning_groups:
457
458 Individual Warning Groups
459 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
460
461 TODO: Generate this from tblgen. Define one anchor per warning group.
462
463 .. _opt_wextra-tokens:
464
465 .. option:: -Wextra-tokens
466
467    Warn about excess tokens at the end of a preprocessor directive.
468
469    This option, which defaults to on, enables warnings about extra
470    tokens at the end of preprocessor directives. For example:
471
472    ::
473
474          test.c:28:8: warning: extra tokens at end of #endif directive [-Wextra-tokens]
475          #endif bad
476                 ^
477
478    These extra tokens are not strictly conforming, and are usually best
479    handled by commenting them out.
480
481 .. option:: -Wambiguous-member-template
482
483    Warn about unqualified uses of a member template whose name resolves to
484    another template at the location of the use.
485
486    This option, which defaults to on, enables a warning in the
487    following code:
488
489    ::
490
491        template<typename T> struct set{};
492        template<typename T> struct trait { typedef const T& type; };
493        struct Value {
494          template<typename T> void set(typename trait<T>::type value) {}
495        };
496        void foo() {
497          Value v;
498          v.set<double>(3.2);
499        }
500
501    C++ [basic.lookup.classref] requires this to be an error, but,
502    because it's hard to work around, Clang downgrades it to a warning
503    as an extension.
504
505 .. option:: -Wbind-to-temporary-copy
506
507    Warn about an unusable copy constructor when binding a reference to a
508    temporary.
509
510    This option enables warnings about binding a
511    reference to a temporary when the temporary doesn't have a usable
512    copy constructor. For example:
513
514    ::
515
516          struct NonCopyable {
517            NonCopyable();
518          private:
519            NonCopyable(const NonCopyable&);
520          };
521          void foo(const NonCopyable&);
522          void bar() {
523            foo(NonCopyable());  // Disallowed in C++98; allowed in C++11.
524          }
525
526    ::
527
528          struct NonCopyable2 {
529            NonCopyable2();
530            NonCopyable2(NonCopyable2&);
531          };
532          void foo(const NonCopyable2&);
533          void bar() {
534            foo(NonCopyable2());  // Disallowed in C++98; allowed in C++11.
535          }
536
537    Note that if ``NonCopyable2::NonCopyable2()`` has a default argument
538    whose instantiation produces a compile error, that error will still
539    be a hard error in C++98 mode even if this warning is turned off.
540
541 Options to Control Clang Crash Diagnostics
542 ------------------------------------------
543
544 As unbelievable as it may sound, Clang does crash from time to time.
545 Generally, this only occurs to those living on the `bleeding
546 edge <http://llvm.org/releases/download.html#svn>`_. Clang goes to great
547 lengths to assist you in filing a bug report. Specifically, Clang
548 generates preprocessed source file(s) and associated run script(s) upon
549 a crash. These files should be attached to a bug report to ease
550 reproducibility of the failure. Below are the command line options to
551 control the crash diagnostics.
552
553 .. option:: -fno-crash-diagnostics
554
555   Disable auto-generation of preprocessed source files during a clang crash.
556
557 The -fno-crash-diagnostics flag can be helpful for speeding the process
558 of generating a delta reduced test case.
559
560 .. _rpass:
561
562 Options to Emit Optimization Reports
563 ------------------------------------
564
565 Optimization reports trace, at a high-level, all the major decisions
566 done by compiler transformations. For instance, when the inliner
567 decides to inline function ``foo()`` into ``bar()``, or the loop unroller
568 decides to unroll a loop N times, or the vectorizer decides to
569 vectorize a loop body.
570
571 Clang offers a family of flags which the optimizers can use to emit
572 a diagnostic in three cases:
573
574 1. When the pass makes a transformation (`-Rpass`).
575
576 2. When the pass fails to make a transformation (`-Rpass-missed`).
577
578 3. When the pass determines whether or not to make a transformation
579    (`-Rpass-analysis`).
580
581 NOTE: Although the discussion below focuses on `-Rpass`, the exact
582 same options apply to `-Rpass-missed` and `-Rpass-analysis`.
583
584 Since there are dozens of passes inside the compiler, each of these flags
585 take a regular expression that identifies the name of the pass which should
586 emit the associated diagnostic. For example, to get a report from the inliner,
587 compile the code with:
588
589 .. code-block:: console
590
591    $ clang -O2 -Rpass=inline code.cc -o code
592    code.cc:4:25: remark: foo inlined into bar [-Rpass=inline]
593    int bar(int j) { return foo(j, j - 2); }
594                            ^
595
596 Note that remarks from the inliner are identified with `[-Rpass=inline]`.
597 To request a report from every optimization pass, you should use
598 `-Rpass=.*` (in fact, you can use any valid POSIX regular
599 expression). However, do not expect a report from every transformation
600 made by the compiler. Optimization remarks do not really make sense
601 outside of the major transformations (e.g., inlining, vectorization,
602 loop optimizations) and not every optimization pass supports this
603 feature.
604
605 Note that when using profile-guided optimization information, profile hotness
606 information can be included in the remarks (see
607 :ref:`-fdiagnostics-show-hotness <opt_fdiagnostics-show-hotness>`).
608
609 Current limitations
610 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
611
612 1. Optimization remarks that refer to function names will display the
613    mangled name of the function. Since these remarks are emitted by the
614    back end of the compiler, it does not know anything about the input
615    language, nor its mangling rules.
616
617 2. Some source locations are not displayed correctly. The front end has
618    a more detailed source location tracking than the locations included
619    in the debug info (e.g., the front end can locate code inside macro
620    expansions). However, the locations used by `-Rpass` are
621    translated from debug annotations. That translation can be lossy,
622    which results in some remarks having no location information.
623
624 Other Options
625 -------------
626 Clang options that that don't fit neatly into other categories.
627
628 .. option:: -MV
629
630   When emitting a dependency file, use formatting conventions appropriate
631   for NMake or Jom. Ignored unless another option causes Clang to emit a
632   dependency file.
633
634 When Clang emits a dependency file (e.g., you supplied the -M option)
635 most filenames can be written to the file without any special formatting.
636 Different Make tools will treat different sets of characters as "special"
637 and use different conventions for telling the Make tool that the character
638 is actually part of the filename. Normally Clang uses backslash to "escape"
639 a special character, which is the convention used by GNU Make. The -MV
640 option tells Clang to put double-quotes around the entire filename, which
641 is the convention used by NMake and Jom.
642
643
644 Language and Target-Independent Features
645 ========================================
646
647 Controlling Errors and Warnings
648 -------------------------------
649
650 Clang provides a number of ways to control which code constructs cause
651 it to emit errors and warning messages, and how they are displayed to
652 the console.
653
654 Controlling How Clang Displays Diagnostics
655 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
656
657 When Clang emits a diagnostic, it includes rich information in the
658 output, and gives you fine-grain control over which information is
659 printed. Clang has the ability to print this information, and these are
660 the options that control it:
661
662 #. A file/line/column indicator that shows exactly where the diagnostic
663    occurs in your code [:ref:`-fshow-column <opt_fshow-column>`,
664    :ref:`-fshow-source-location <opt_fshow-source-location>`].
665 #. A categorization of the diagnostic as a note, warning, error, or
666    fatal error.
667 #. A text string that describes what the problem is.
668 #. An option that indicates how to control the diagnostic (for
669    diagnostics that support it)
670    [:ref:`-fdiagnostics-show-option <opt_fdiagnostics-show-option>`].
671 #. A :ref:`high-level category <diagnostics_categories>` for the diagnostic
672    for clients that want to group diagnostics by class (for diagnostics
673    that support it)
674    [:ref:`-fdiagnostics-show-category <opt_fdiagnostics-show-category>`].
675 #. The line of source code that the issue occurs on, along with a caret
676    and ranges that indicate the important locations
677    [:ref:`-fcaret-diagnostics <opt_fcaret-diagnostics>`].
678 #. "FixIt" information, which is a concise explanation of how to fix the
679    problem (when Clang is certain it knows)
680    [:ref:`-fdiagnostics-fixit-info <opt_fdiagnostics-fixit-info>`].
681 #. A machine-parsable representation of the ranges involved (off by
682    default)
683    [:ref:`-fdiagnostics-print-source-range-info <opt_fdiagnostics-print-source-range-info>`].
684
685 For more information please see :ref:`Formatting of
686 Diagnostics <cl_diag_formatting>`.
687
688 Diagnostic Mappings
689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
690
691 All diagnostics are mapped into one of these 6 classes:
692
693 -  Ignored
694 -  Note
695 -  Remark
696 -  Warning
697 -  Error
698 -  Fatal
699
700 .. _diagnostics_categories:
701
702 Diagnostic Categories
703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
704
705 Though not shown by default, diagnostics may each be associated with a
706 high-level category. This category is intended to make it possible to
707 triage builds that produce a large number of errors or warnings in a
708 grouped way.
709
710 Categories are not shown by default, but they can be turned on with the
711 :ref:`-fdiagnostics-show-category <opt_fdiagnostics-show-category>` option.
712 When set to "``name``", the category is printed textually in the
713 diagnostic output. When it is set to "``id``", a category number is
714 printed. The mapping of category names to category id's can be obtained
715 by running '``clang   --print-diagnostic-categories``'.
716
717 Controlling Diagnostics via Command Line Flags
718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
719
720 TODO: -W flags, -pedantic, etc
721
722 .. _pragma_gcc_diagnostic:
723
724 Controlling Diagnostics via Pragmas
725 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
726
727 Clang can also control what diagnostics are enabled through the use of
728 pragmas in the source code. This is useful for turning off specific
729 warnings in a section of source code. Clang supports GCC's pragma for
730 compatibility with existing source code, as well as several extensions.
731
732 The pragma may control any warning that can be used from the command
733 line. Warnings may be set to ignored, warning, error, or fatal. The
734 following example code will tell Clang or GCC to ignore the -Wall
735 warnings:
736
737 .. code-block:: c
738
739   #pragma GCC diagnostic ignored "-Wall"
740
741 In addition to all of the functionality provided by GCC's pragma, Clang
742 also allows you to push and pop the current warning state. This is
743 particularly useful when writing a header file that will be compiled by
744 other people, because you don't know what warning flags they build with.
745
746 In the below example :option:`-Wextra-tokens` is ignored for only a single line
747 of code, after which the diagnostics return to whatever state had previously
748 existed.
749
750 .. code-block:: c
751
752   #if foo
753   #endif foo // warning: extra tokens at end of #endif directive
754
755   #pragma clang diagnostic ignored "-Wextra-tokens"
756
757   #if foo
758   #endif foo // no warning
759
760   #pragma clang diagnostic pop
761
762 The push and pop pragmas will save and restore the full diagnostic state
763 of the compiler, regardless of how it was set. That means that it is
764 possible to use push and pop around GCC compatible diagnostics and Clang
765 will push and pop them appropriately, while GCC will ignore the pushes
766 and pops as unknown pragmas. It should be noted that while Clang
767 supports the GCC pragma, Clang and GCC do not support the exact same set
768 of warnings, so even when using GCC compatible #pragmas there is no
769 guarantee that they will have identical behaviour on both compilers.
770
771 In addition to controlling warnings and errors generated by the compiler, it is
772 possible to generate custom warning and error messages through the following
773 pragmas:
774
775 .. code-block:: c
776
777   // The following will produce warning messages
778   #pragma message "some diagnostic message"
779   #pragma GCC warning "TODO: replace deprecated feature"
780
781   // The following will produce an error message
782   #pragma GCC error "Not supported"
783
784 These pragmas operate similarly to the ``#warning`` and ``#error`` preprocessor
785 directives, except that they may also be embedded into preprocessor macros via
786 the C99 ``_Pragma`` operator, for example:
787
788 .. code-block:: c
789
790   #define STR(X) #X
791   #define DEFER(M,...) M(__VA_ARGS__)
792   #define CUSTOM_ERROR(X) _Pragma(STR(GCC error(X " at line " DEFER(STR,__LINE__))))
793
794   CUSTOM_ERROR("Feature not available");
795
796 Controlling Diagnostics in System Headers
797 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
798
799 Warnings are suppressed when they occur in system headers. By default,
800 an included file is treated as a system header if it is found in an
801 include path specified by ``-isystem``, but this can be overridden in
802 several ways.
803
804 The ``system_header`` pragma can be used to mark the current file as
805 being a system header. No warnings will be produced from the location of
806 the pragma onwards within the same file.
807
808 .. code-block:: c
809
810   #if foo
811   #endif foo // warning: extra tokens at end of #endif directive
812
813   #pragma clang system_header
814
815   #if foo
816   #endif foo // no warning
817
818 The `--system-header-prefix=` and `--no-system-header-prefix=`
819 command-line arguments can be used to override whether subsets of an include
820 path are treated as system headers. When the name in a ``#include`` directive
821 is found within a header search path and starts with a system prefix, the
822 header is treated as a system header. The last prefix on the
823 command-line which matches the specified header name takes precedence.
824 For instance:
825
826 .. code-block:: console
827
828   $ clang -Ifoo -isystem bar --system-header-prefix=x/ \
829       --no-system-header-prefix=x/y/
830
831 Here, ``#include "x/a.h"`` is treated as including a system header, even
832 if the header is found in ``foo``, and ``#include "x/y/b.h"`` is treated
833 as not including a system header, even if the header is found in
834 ``bar``.
835
836 A ``#include`` directive which finds a file relative to the current
837 directory is treated as including a system header if the including file
838 is treated as a system header.
839
840 .. _diagnostics_enable_everything:
841
842 Enabling All Diagnostics
843 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
844
845 In addition to the traditional ``-W`` flags, one can enable **all**
846 diagnostics by passing :option:`-Weverything`. This works as expected
847 with
848 :option:`-Werror`, and also includes the warnings from :option:`-pedantic`.
849
850 Note that when combined with :option:`-w` (which disables all warnings), that
851 flag wins.
852
853 Controlling Static Analyzer Diagnostics
854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
855
856 While not strictly part of the compiler, the diagnostics from Clang's
857 `static analyzer <http://clang-analyzer.llvm.org>`_ can also be
858 influenced by the user via changes to the source code. See the available
859 `annotations <http://clang-analyzer.llvm.org/annotations.html>`_ and the
860 analyzer's `FAQ
861 page <http://clang-analyzer.llvm.org/faq.html#exclude_code>`_ for more
862 information.
863
864 .. _usersmanual-precompiled-headers:
865
866 Precompiled Headers
867 -------------------
868
869 `Precompiled headers <http://en.wikipedia.org/wiki/Precompiled_header>`__
870 are a general approach employed by many compilers to reduce compilation
871 time. The underlying motivation of the approach is that it is common for
872 the same (and often large) header files to be included by multiple
873 source files. Consequently, compile times can often be greatly improved
874 by caching some of the (redundant) work done by a compiler to process
875 headers. Precompiled header files, which represent one of many ways to
876 implement this optimization, are literally files that represent an
877 on-disk cache that contains the vital information necessary to reduce
878 some of the work needed to process a corresponding header file. While
879 details of precompiled headers vary between compilers, precompiled
880 headers have been shown to be highly effective at speeding up program
881 compilation on systems with very large system headers (e.g., Mac OS X).
882
883 Generating a PCH File
884 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
885
886 To generate a PCH file using Clang, one invokes Clang with the
887 `-x <language>-header` option. This mirrors the interface in GCC
888 for generating PCH files:
889
890 .. code-block:: console
891
892   $ gcc -x c-header test.h -o test.h.gch
893   $ clang -x c-header test.h -o test.h.pch
894
895 Using a PCH File
896 ^^^^^^^^^^^^^^^^
897
898 A PCH file can then be used as a prefix header when a :option:`-include`
899 option is passed to ``clang``:
900
901 .. code-block:: console
902
903   $ clang -include test.h test.c -o test
904
905 The ``clang`` driver will first check if a PCH file for ``test.h`` is
906 available; if so, the contents of ``test.h`` (and the files it includes)
907 will be processed from the PCH file. Otherwise, Clang falls back to
908 directly processing the content of ``test.h``. This mirrors the behavior
909 of GCC.
910
911 .. note::
912
913   Clang does *not* automatically use PCH files for headers that are directly
914   included within a source file. For example:
915
916   .. code-block:: console
917
918     $ clang -x c-header test.h -o test.h.pch
919     $ cat test.c
920     #include "test.h"
921     $ clang test.c -o test
922
923   In this example, ``clang`` will not automatically use the PCH file for
924   ``test.h`` since ``test.h`` was included directly in the source file and not
925   specified on the command line using :option:`-include`.
926
927 Relocatable PCH Files
928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
929
930 It is sometimes necessary to build a precompiled header from headers
931 that are not yet in their final, installed locations. For example, one
932 might build a precompiled header within the build tree that is then
933 meant to be installed alongside the headers. Clang permits the creation
934 of "relocatable" precompiled headers, which are built with a given path
935 (into the build directory) and can later be used from an installed
936 location.
937
938 To build a relocatable precompiled header, place your headers into a
939 subdirectory whose structure mimics the installed location. For example,
940 if you want to build a precompiled header for the header ``mylib.h``
941 that will be installed into ``/usr/include``, create a subdirectory
942 ``build/usr/include`` and place the header ``mylib.h`` into that
943 subdirectory. If ``mylib.h`` depends on other headers, then they can be
944 stored within ``build/usr/include`` in a way that mimics the installed
945 location.
946
947 Building a relocatable precompiled header requires two additional
948 arguments. First, pass the ``--relocatable-pch`` flag to indicate that
949 the resulting PCH file should be relocatable. Second, pass
950 `-isysroot /path/to/build`, which makes all includes for your library
951 relative to the build directory. For example:
952
953 .. code-block:: console
954
955   # clang -x c-header --relocatable-pch -isysroot /path/to/build /path/to/build/mylib.h mylib.h.pch
956
957 When loading the relocatable PCH file, the various headers used in the
958 PCH file are found from the system header root. For example, ``mylib.h``
959 can be found in ``/usr/include/mylib.h``. If the headers are installed
960 in some other system root, the `-isysroot` option can be used provide
961 a different system root from which the headers will be based. For
962 example, `-isysroot /Developer/SDKs/MacOSX10.4u.sdk` will look for
963 ``mylib.h`` in ``/Developer/SDKs/MacOSX10.4u.sdk/usr/include/mylib.h``.
964
965 Relocatable precompiled headers are intended to be used in a limited
966 number of cases where the compilation environment is tightly controlled
967 and the precompiled header cannot be generated after headers have been
968 installed.
969
970 .. _controlling-code-generation:
971
972 Controlling Code Generation
973 ---------------------------
974
975 Clang provides a number of ways to control code generation. The options
976 are listed below.
977
978 **-f[no-]sanitize=check1,check2,...**
979    Turn on runtime checks for various forms of undefined or suspicious
980    behavior.
981
982    This option controls whether Clang adds runtime checks for various
983    forms of undefined or suspicious behavior, and is disabled by
984    default. If a check fails, a diagnostic message is produced at
985    runtime explaining the problem. The main checks are:
986
987    -  .. _opt_fsanitize_address:
988
989       ``-fsanitize=address``:
990       :doc:`AddressSanitizer`, a memory error
991       detector.
992    -  .. _opt_fsanitize_thread:
993
994       ``-fsanitize=thread``: :doc:`ThreadSanitizer`, a data race detector.
995    -  .. _opt_fsanitize_memory:
996
997       ``-fsanitize=memory``: :doc:`MemorySanitizer`,
998       a detector of uninitialized reads. Requires instrumentation of all
999       program code.
1000    -  .. _opt_fsanitize_undefined:
1001
1002       ``-fsanitize=undefined``: :doc:`UndefinedBehaviorSanitizer`,
1003       a fast and compatible undefined behavior checker.
1004
1005    -  ``-fsanitize=dataflow``: :doc:`DataFlowSanitizer`, a general data
1006       flow analysis.
1007    -  ``-fsanitize=cfi``: :doc:`control flow integrity <ControlFlowIntegrity>`
1008       checks. Requires ``-flto``.
1009    -  ``-fsanitize=safe-stack``: :doc:`safe stack <SafeStack>`
1010       protection against stack-based memory corruption errors.
1011
1012    There are more fine-grained checks available: see
1013    the :ref:`list <ubsan-checks>` of specific kinds of
1014    undefined behavior that can be detected and the :ref:`list <cfi-schemes>`
1015    of control flow integrity schemes.
1016
1017    The ``-fsanitize=`` argument must also be provided when linking, in
1018    order to link to the appropriate runtime library.
1019
1020    It is not possible to combine more than one of the ``-fsanitize=address``,
1021    ``-fsanitize=thread``, and ``-fsanitize=memory`` checkers in the same
1022    program.
1023
1024 **-f[no-]sanitize-recover=check1,check2,...**
1025
1026 **-f[no-]sanitize-recover=all**
1027
1028    Controls which checks enabled by ``-fsanitize=`` flag are non-fatal.
1029    If the check is fatal, program will halt after the first error
1030    of this kind is detected and error report is printed.
1031
1032    By default, non-fatal checks are those enabled by
1033    :doc:`UndefinedBehaviorSanitizer`,
1034    except for ``-fsanitize=return`` and ``-fsanitize=unreachable``. Some
1035    sanitizers may not support recovery (or not support it by default
1036    e.g. :doc:`AddressSanitizer`), and always crash the program after the issue
1037    is detected.
1038
1039    Note that the ``-fsanitize-trap`` flag has precedence over this flag.
1040    This means that if a check has been configured to trap elsewhere on the
1041    command line, or if the check traps by default, this flag will not have
1042    any effect unless that sanitizer's trapping behavior is disabled with
1043    ``-fno-sanitize-trap``.
1044
1045    For example, if a command line contains the flags ``-fsanitize=undefined
1046    -fsanitize-trap=undefined``, the flag ``-fsanitize-recover=alignment``
1047    will have no effect on its own; it will need to be accompanied by
1048    ``-fno-sanitize-trap=alignment``.
1049
1050 **-f[no-]sanitize-trap=check1,check2,...**
1051
1052    Controls which checks enabled by the ``-fsanitize=`` flag trap. This
1053    option is intended for use in cases where the sanitizer runtime cannot
1054    be used (for instance, when building libc or a kernel module), or where
1055    the binary size increase caused by the sanitizer runtime is a concern.
1056
1057    This flag is only compatible with :doc:`control flow integrity
1058    <ControlFlowIntegrity>` schemes and :doc:`UndefinedBehaviorSanitizer`
1059    checks other than ``vptr``. If this flag
1060    is supplied together with ``-fsanitize=undefined``, the ``vptr`` sanitizer
1061    will be implicitly disabled.
1062
1063    This flag is enabled by default for sanitizers in the ``cfi`` group.
1064
1065 .. option:: -fsanitize-blacklist=/path/to/blacklist/file
1066
1067    Disable or modify sanitizer checks for objects (source files, functions,
1068    variables, types) listed in the file. See
1069    :doc:`SanitizerSpecialCaseList` for file format description.
1070
1071 .. option:: -fno-sanitize-blacklist
1072
1073    Don't use blacklist file, if it was specified earlier in the command line.
1074
1075 **-f[no-]sanitize-coverage=[type,features,...]**
1076
1077    Enable simple code coverage in addition to certain sanitizers.
1078    See :doc:`SanitizerCoverage` for more details.
1079
1080 **-f[no-]sanitize-stats**
1081
1082    Enable simple statistics gathering for the enabled sanitizers.
1083    See :doc:`SanitizerStats` for more details.
1084
1085 .. option:: -fsanitize-undefined-trap-on-error
1086
1087    Deprecated alias for ``-fsanitize-trap=undefined``.
1088
1089 .. option:: -fsanitize-cfi-cross-dso
1090
1091    Enable cross-DSO control flow integrity checks. This flag modifies
1092    the behavior of sanitizers in the ``cfi`` group to allow checking
1093    of cross-DSO virtual and indirect calls.
1094
1095 .. option:: -ffast-math
1096
1097    Enable fast-math mode. This defines the ``__FAST_MATH__`` preprocessor
1098    macro, and lets the compiler make aggressive, potentially-lossy assumptions
1099    about floating-point math.  These include:
1100
1101    * Floating-point math obeys regular algebraic rules for real numbers (e.g.
1102      ``+`` and ``*`` are associative, ``x/y == x * (1/y)``, and
1103      ``(a + b) * c == a * c + b * c``),
1104    * operands to floating-point operations are not equal to ``NaN`` and
1105      ``Inf``, and
1106    * ``+0`` and ``-0`` are interchangeable.
1107
1108 .. option:: -fdenormal-fp-math=[values]
1109
1110    Select which denormal numbers the code is permitted to require.
1111
1112    Valid values are: ``ieee``, ``preserve-sign``, and ``positive-zero``,
1113    which correspond to IEEE 754 denormal numbers, the sign of a
1114    flushed-to-zero number is preserved in the sign of 0, denormals are
1115    flushed to positive zero, respectively.
1116
1117 .. option:: -fwhole-program-vtables
1118
1119    Enable whole-program vtable optimizations, such as single-implementation
1120    devirtualization and virtual constant propagation, for classes with
1121    :doc:`hidden LTO visibility <LTOVisibility>`. Requires ``-flto``.
1122
1123 .. option:: -fno-assume-sane-operator-new
1124
1125    Don't assume that the C++'s new operator is sane.
1126
1127    This option tells the compiler to do not assume that C++'s global
1128    new operator will always return a pointer that does not alias any
1129    other pointer when the function returns.
1130
1131 .. option:: -ftrap-function=[name]
1132
1133    Instruct code generator to emit a function call to the specified
1134    function name for ``__builtin_trap()``.
1135
1136    LLVM code generator translates ``__builtin_trap()`` to a trap
1137    instruction if it is supported by the target ISA. Otherwise, the
1138    builtin is translated into a call to ``abort``. If this option is
1139    set, then the code generator will always lower the builtin to a call
1140    to the specified function regardless of whether the target ISA has a
1141    trap instruction. This option is useful for environments (e.g.
1142    deeply embedded) where a trap cannot be properly handled, or when
1143    some custom behavior is desired.
1144
1145 .. option:: -ftls-model=[model]
1146
1147    Select which TLS model to use.
1148
1149    Valid values are: ``global-dynamic``, ``local-dynamic``,
1150    ``initial-exec`` and ``local-exec``. The default value is
1151    ``global-dynamic``. The compiler may use a different model if the
1152    selected model is not supported by the target, or if a more
1153    efficient model can be used. The TLS model can be overridden per
1154    variable using the ``tls_model`` attribute.
1155
1156 .. option:: -femulated-tls
1157
1158    Select emulated TLS model, which overrides all -ftls-model choices.
1159
1160    In emulated TLS mode, all access to TLS variables are converted to
1161    calls to __emutls_get_address in the runtime library.
1162
1163 .. option:: -mhwdiv=[values]
1164
1165    Select the ARM modes (arm or thumb) that support hardware division
1166    instructions.
1167
1168    Valid values are: ``arm``, ``thumb`` and ``arm,thumb``.
1169    This option is used to indicate which mode (arm or thumb) supports
1170    hardware division instructions. This only applies to the ARM
1171    architecture.
1172
1173 .. option:: -m[no-]crc
1174
1175    Enable or disable CRC instructions.
1176
1177    This option is used to indicate whether CRC instructions are to
1178    be generated. This only applies to the ARM architecture.
1179
1180    CRC instructions are enabled by default on ARMv8.
1181
1182 .. option:: -mgeneral-regs-only
1183
1184    Generate code which only uses the general purpose registers.
1185
1186    This option restricts the generated code to use general registers
1187    only. This only applies to the AArch64 architecture.
1188
1189 .. option:: -mcompact-branches=[values]
1190
1191    Control the usage of compact branches for MIPSR6.
1192
1193    Valid values are: ``never``, ``optimal`` and ``always``.
1194    The default value is ``optimal`` which generates compact branches
1195    when a delay slot cannot be filled. ``never`` disables the usage of
1196    compact branches and ``always`` generates compact branches whenever
1197    possible.
1198
1199 **-f[no-]max-type-align=[number]**
1200    Instruct the code generator to not enforce a higher alignment than the given
1201    number (of bytes) when accessing memory via an opaque pointer or reference.
1202    This cap is ignored when directly accessing a variable or when the pointee
1203    type has an explicit “aligned” attribute.
1204
1205    The value should usually be determined by the properties of the system allocator.
1206    Some builtin types, especially vector types, have very high natural alignments;
1207    when working with values of those types, Clang usually wants to use instructions
1208    that take advantage of that alignment.  However, many system allocators do
1209    not promise to return memory that is more than 8-byte or 16-byte-aligned.  Use
1210    this option to limit the alignment that the compiler can assume for an arbitrary
1211    pointer, which may point onto the heap.
1212
1213    This option does not affect the ABI alignment of types; the layout of structs and
1214    unions and the value returned by the alignof operator remain the same.
1215
1216    This option can be overridden on a case-by-case basis by putting an explicit
1217    “aligned” alignment on a struct, union, or typedef.  For example:
1218
1219    .. code-block:: console
1220
1221       #include <immintrin.h>
1222       // Make an aligned typedef of the AVX-512 16-int vector type.
1223       typedef __v16si __aligned_v16si __attribute__((aligned(64)));
1224
1225       void initialize_vector(__aligned_v16si *v) {
1226         // The compiler may assume that ‘v’ is 64-byte aligned, regardless of the
1227         // value of -fmax-type-align.
1228       }
1229
1230
1231 Profile Guided Optimization
1232 ---------------------------
1233
1234 Profile information enables better optimization. For example, knowing that a
1235 branch is taken very frequently helps the compiler make better decisions when
1236 ordering basic blocks. Knowing that a function ``foo`` is called more
1237 frequently than another function ``bar`` helps the inliner.
1238
1239 Clang supports profile guided optimization with two different kinds of
1240 profiling. A sampling profiler can generate a profile with very low runtime
1241 overhead, or you can build an instrumented version of the code that collects
1242 more detailed profile information. Both kinds of profiles can provide execution
1243 counts for instructions in the code and information on branches taken and
1244 function invocation.
1245
1246 Regardless of which kind of profiling you use, be careful to collect profiles
1247 by running your code with inputs that are representative of the typical
1248 behavior. Code that is not exercised in the profile will be optimized as if it
1249 is unimportant, and the compiler may make poor optimization choices for code
1250 that is disproportionately used while profiling.
1251
1252 Differences Between Sampling and Instrumentation
1253 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1254
1255 Although both techniques are used for similar purposes, there are important
1256 differences between the two:
1257
1258 1. Profile data generated with one cannot be used by the other, and there is no
1259    conversion tool that can convert one to the other. So, a profile generated
1260    via ``-fprofile-instr-generate`` must be used with ``-fprofile-instr-use``.
1261    Similarly, sampling profiles generated by external profilers must be
1262    converted and used with ``-fprofile-sample-use``.
1263
1264 2. Instrumentation profile data can be used for code coverage analysis and
1265    optimization.
1266
1267 3. Sampling profiles can only be used for optimization. They cannot be used for
1268    code coverage analysis. Although it would be technically possible to use
1269    sampling profiles for code coverage, sample-based profiles are too
1270    coarse-grained for code coverage purposes; it would yield poor results.
1271
1272 4. Sampling profiles must be generated by an external tool. The profile
1273    generated by that tool must then be converted into a format that can be read
1274    by LLVM. The section on sampling profilers describes one of the supported
1275    sampling profile formats.
1276
1277
1278 Using Sampling Profilers
1279 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1280
1281 Sampling profilers are used to collect runtime information, such as
1282 hardware counters, while your application executes. They are typically
1283 very efficient and do not incur a large runtime overhead. The
1284 sample data collected by the profiler can be used during compilation
1285 to determine what the most executed areas of the code are.
1286
1287 Using the data from a sample profiler requires some changes in the way
1288 a program is built. Before the compiler can use profiling information,
1289 the code needs to execute under the profiler. The following is the
1290 usual build cycle when using sample profilers for optimization:
1291
1292 1. Build the code with source line table information. You can use all the
1293    usual build flags that you always build your application with. The only
1294    requirement is that you add ``-gline-tables-only`` or ``-g`` to the
1295    command line. This is important for the profiler to be able to map
1296    instructions back to source line locations.
1297
1298    .. code-block:: console
1299
1300      $ clang++ -O2 -gline-tables-only code.cc -o code
1301
1302 2. Run the executable under a sampling profiler. The specific profiler
1303    you use does not really matter, as long as its output can be converted
1304    into the format that the LLVM optimizer understands. Currently, there
1305    exists a conversion tool for the Linux Perf profiler
1306    (https://perf.wiki.kernel.org/), so these examples assume that you
1307    are using Linux Perf to profile your code.
1308
1309    .. code-block:: console
1310
1311      $ perf record -b ./code
1312
1313    Note the use of the ``-b`` flag. This tells Perf to use the Last Branch
1314    Record (LBR) to record call chains. While this is not strictly required,
1315    it provides better call information, which improves the accuracy of
1316    the profile data.
1317
1318 3. Convert the collected profile data to LLVM's sample profile format.
1319    This is currently supported via the AutoFDO converter ``create_llvm_prof``.
1320    It is available at http://github.com/google/autofdo. Once built and
1321    installed, you can convert the ``perf.data`` file to LLVM using
1322    the command:
1323
1324    .. code-block:: console
1325
1326      $ create_llvm_prof --binary=./code --out=code.prof
1327
1328    This will read ``perf.data`` and the binary file ``./code`` and emit
1329    the profile data in ``code.prof``. Note that if you ran ``perf``
1330    without the ``-b`` flag, you need to use ``--use_lbr=false`` when
1331    calling ``create_llvm_prof``.
1332
1333 4. Build the code again using the collected profile. This step feeds
1334    the profile back to the optimizers. This should result in a binary
1335    that executes faster than the original one. Note that you are not
1336    required to build the code with the exact same arguments that you
1337    used in the first step. The only requirement is that you build the code
1338    with ``-gline-tables-only`` and ``-fprofile-sample-use``.
1339
1340    .. code-block:: console
1341
1342      $ clang++ -O2 -gline-tables-only -fprofile-sample-use=code.prof code.cc -o code
1343
1344
1345 Sample Profile Formats
1346 """"""""""""""""""""""
1347
1348 Since external profilers generate profile data in a variety of custom formats,
1349 the data generated by the profiler must be converted into a format that can be
1350 read by the backend. LLVM supports three different sample profile formats:
1351
1352 1. ASCII text. This is the easiest one to generate. The file is divided into
1353    sections, which correspond to each of the functions with profile
1354    information. The format is described below. It can also be generated from
1355    the binary or gcov formats using the ``llvm-profdata`` tool.
1356
1357 2. Binary encoding. This uses a more efficient encoding that yields smaller
1358    profile files. This is the format generated by the ``create_llvm_prof`` tool
1359    in http://github.com/google/autofdo.
1360
1361 3. GCC encoding. This is based on the gcov format, which is accepted by GCC. It
1362    is only interesting in environments where GCC and Clang co-exist. This
1363    encoding is only generated by the ``create_gcov`` tool in
1364    http://github.com/google/autofdo. It can be read by LLVM and
1365    ``llvm-profdata``, but it cannot be generated by either.
1366
1367 If you are using Linux Perf to generate sampling profiles, you can use the
1368 conversion tool ``create_llvm_prof`` described in the previous section.
1369 Otherwise, you will need to write a conversion tool that converts your
1370 profiler's native format into one of these three.
1371
1372
1373 Sample Profile Text Format
1374 """"""""""""""""""""""""""
1375
1376 This section describes the ASCII text format for sampling profiles. It is,
1377 arguably, the easiest one to generate. If you are interested in generating any
1378 of the other two, consult the ``ProfileData`` library in in LLVM's source tree
1379 (specifically, ``include/llvm/ProfileData/SampleProfReader.h``).
1380
1381 .. code-block:: console
1382
1383     function1:total_samples:total_head_samples
1384      offset1[.discriminator]: number_of_samples [fn1:num fn2:num ... ]
1385      offset2[.discriminator]: number_of_samples [fn3:num fn4:num ... ]
1386      ...
1387      offsetN[.discriminator]: number_of_samples [fn5:num fn6:num ... ]
1388      offsetA[.discriminator]: fnA:num_of_total_samples
1389       offsetA1[.discriminator]: number_of_samples [fn7:num fn8:num ... ]
1390       offsetA1[.discriminator]: number_of_samples [fn9:num fn10:num ... ]
1391       offsetB[.discriminator]: fnB:num_of_total_samples
1392        offsetB1[.discriminator]: number_of_samples [fn11:num fn12:num ... ]
1393
1394 This is a nested tree in which the identation represents the nesting level
1395 of the inline stack. There are no blank lines in the file. And the spacing
1396 within a single line is fixed. Additional spaces will result in an error
1397 while reading the file.
1398
1399 Any line starting with the '#' character is completely ignored.
1400
1401 Inlined calls are represented with indentation. The Inline stack is a
1402 stack of source locations in which the top of the stack represents the
1403 leaf function, and the bottom of the stack represents the actual
1404 symbol to which the instruction belongs.
1405
1406 Function names must be mangled in order for the profile loader to
1407 match them in the current translation unit. The two numbers in the
1408 function header specify how many total samples were accumulated in the
1409 function (first number), and the total number of samples accumulated
1410 in the prologue of the function (second number). This head sample
1411 count provides an indicator of how frequently the function is invoked.
1412
1413 There are two types of lines in the function body.
1414
1415 -  Sampled line represents the profile information of a source location.
1416    ``offsetN[.discriminator]: number_of_samples [fn5:num fn6:num ... ]``
1417
1418 -  Callsite line represents the profile information of an inlined callsite.
1419    ``offsetA[.discriminator]: fnA:num_of_total_samples``
1420
1421 Each sampled line may contain several items. Some are optional (marked
1422 below):
1423
1424 a. Source line offset. This number represents the line number
1425    in the function where the sample was collected. The line number is
1426    always relative to the line where symbol of the function is
1427    defined. So, if the function has its header at line 280, the offset
1428    13 is at line 293 in the file.
1429
1430    Note that this offset should never be a negative number. This could
1431    happen in cases like macros. The debug machinery will register the
1432    line number at the point of macro expansion. So, if the macro was
1433    expanded in a line before the start of the function, the profile
1434    converter should emit a 0 as the offset (this means that the optimizers
1435    will not be able to associate a meaningful weight to the instructions
1436    in the macro).
1437
1438 b. [OPTIONAL] Discriminator. This is used if the sampled program
1439    was compiled with DWARF discriminator support
1440    (http://wiki.dwarfstd.org/index.php?title=Path_Discriminators).
1441    DWARF discriminators are unsigned integer values that allow the
1442    compiler to distinguish between multiple execution paths on the
1443    same source line location.
1444
1445    For example, consider the line of code ``if (cond) foo(); else bar();``.
1446    If the predicate ``cond`` is true 80% of the time, then the edge
1447    into function ``foo`` should be considered to be taken most of the
1448    time. But both calls to ``foo`` and ``bar`` are at the same source
1449    line, so a sample count at that line is not sufficient. The
1450    compiler needs to know which part of that line is taken more
1451    frequently.
1452
1453    This is what discriminators provide. In this case, the calls to
1454    ``foo`` and ``bar`` will be at the same line, but will have
1455    different discriminator values. This allows the compiler to correctly
1456    set edge weights into ``foo`` and ``bar``.
1457
1458 c. Number of samples. This is an integer quantity representing the
1459    number of samples collected by the profiler at this source
1460    location.
1461
1462 d. [OPTIONAL] Potential call targets and samples. If present, this
1463    line contains a call instruction. This models both direct and
1464    number of samples. For example,
1465
1466    .. code-block:: console
1467
1468      130: 7  foo:3  bar:2  baz:7
1469
1470    The above means that at relative line offset 130 there is a call
1471    instruction that calls one of ``foo()``, ``bar()`` and ``baz()``,
1472    with ``baz()`` being the relatively more frequently called target.
1473
1474 As an example, consider a program with the call chain ``main -> foo -> bar``.
1475 When built with optimizations enabled, the compiler may inline the
1476 calls to ``bar`` and ``foo`` inside ``main``. The generated profile
1477 could then be something like this:
1478
1479 .. code-block:: console
1480
1481     main:35504:0
1482     1: _Z3foov:35504
1483       2: _Z32bari:31977
1484       1.1: 31977
1485     2: 0
1486
1487 This profile indicates that there were a total of 35,504 samples
1488 collected in main. All of those were at line 1 (the call to ``foo``).
1489 Of those, 31,977 were spent inside the body of ``bar``. The last line
1490 of the profile (``2: 0``) corresponds to line 2 inside ``main``. No
1491 samples were collected there.
1492
1493 Profiling with Instrumentation
1494 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1495
1496 Clang also supports profiling via instrumentation. This requires building a
1497 special instrumented version of the code and has some runtime
1498 overhead during the profiling, but it provides more detailed results than a
1499 sampling profiler. It also provides reproducible results, at least to the
1500 extent that the code behaves consistently across runs.
1501
1502 Here are the steps for using profile guided optimization with
1503 instrumentation:
1504
1505 1. Build an instrumented version of the code by compiling and linking with the
1506    ``-fprofile-instr-generate`` option.
1507
1508    .. code-block:: console
1509
1510      $ clang++ -O2 -fprofile-instr-generate code.cc -o code
1511
1512 2. Run the instrumented executable with inputs that reflect the typical usage.
1513    By default, the profile data will be written to a ``default.profraw`` file
1514    in the current directory. You can override that default by using option
1515    ``-fprofile-instr-generate=`` or by setting the ``LLVM_PROFILE_FILE`` 
1516    environment variable to specify an alternate file. If non-default file name
1517    is specified by both the environment variable and the command line option,
1518    the environment variable takes precedence. The file name pattern specified
1519    can include different modifiers: ``%p``, ``%h``, and ``%m``.
1520
1521    Any instance of ``%p`` in that file name will be replaced by the process
1522    ID, so that you can easily distinguish the profile output from multiple
1523    runs.
1524
1525    .. code-block:: console
1526
1527      $ LLVM_PROFILE_FILE="code-%p.profraw" ./code
1528
1529    The modifier ``%h`` can be used in scenarios where the same instrumented
1530    binary is run in multiple different host machines dumping profile data
1531    to a shared network based storage. The ``%h`` specifier will be substituted
1532    with the hostname so that profiles collected from different hosts do not
1533    clobber each other.
1534
1535    While the use of ``%p`` specifier can reduce the likelihood for the profiles
1536    dumped from different processes to clobber each other, such clobbering can still
1537    happen because of the ``pid`` re-use by the OS. Another side-effect of using
1538    ``%p`` is that the storage requirement for raw profile data files is greatly
1539    increased.  To avoid issues like this, the ``%m`` specifier can used in the profile
1540    name.  When this specifier is used, the profiler runtime will substitute ``%m``
1541    with a unique integer identifier associated with the instrumented binary. Additionally,
1542    multiple raw profiles dumped from different processes that share a file system (can be
1543    on different hosts) will be automatically merged by the profiler runtime during the
1544    dumping. If the program links in multiple instrumented shared libraries, each library
1545    will dump the profile data into its own profile data file (with its unique integer
1546    id embedded in the profile name). Note that the merging enabled by ``%m`` is for raw
1547    profile data generated by profiler runtime. The resulting merged "raw" profile data
1548    file still needs to be converted to a different format expected by the compiler (
1549    see step 3 below).
1550
1551    .. code-block:: console
1552
1553      $ LLVM_PROFILE_FILE="code-%m.profraw" ./code
1554
1555
1556 3. Combine profiles from multiple runs and convert the "raw" profile format to
1557    the input expected by clang. Use the ``merge`` command of the
1558    ``llvm-profdata`` tool to do this.
1559
1560    .. code-block:: console
1561
1562      $ llvm-profdata merge -output=code.profdata code-*.profraw
1563
1564    Note that this step is necessary even when there is only one "raw" profile,
1565    since the merge operation also changes the file format.
1566
1567 4. Build the code again using the ``-fprofile-instr-use`` option to specify the
1568    collected profile data.
1569
1570    .. code-block:: console
1571
1572      $ clang++ -O2 -fprofile-instr-use=code.profdata code.cc -o code
1573
1574    You can repeat step 4 as often as you like without regenerating the
1575    profile. As you make changes to your code, clang may no longer be able to
1576    use the profile data. It will warn you when this happens.
1577
1578 Profile generation using an alternative instrumentation method can be
1579 controlled by the GCC-compatible flags ``-fprofile-generate`` and
1580 ``-fprofile-use``. Although these flags are semantically equivalent to
1581 their GCC counterparts, they *do not* handle GCC-compatible profiles.
1582 They are only meant to implement GCC's semantics with respect to
1583 profile creation and use.
1584
1585 .. option:: -fprofile-generate[=<dirname>]
1586
1587   The ``-fprofile-generate`` and ``-fprofile-generate=`` flags will use
1588   an alterantive instrumentation method for profile generation. When
1589   given a directory name, it generates the profile file
1590   ``default_%m.profraw`` in the directory named ``dirname`` if specified.
1591   If ``dirname`` does not exist, it will be created at runtime. ``%m`` specifier
1592   will be substibuted with a unique id documented in step 2 above. In other words,
1593   with ``-fprofile-generate[=<dirname>]`` option, the "raw" profile data automatic
1594   merging is turned on by default, so there will no longer any risk of profile
1595   clobbering from different running processes.  For example,
1596
1597   .. code-block:: console
1598
1599     $ clang++ -O2 -fprofile-generate=yyy/zzz code.cc -o code
1600
1601   When ``code`` is executed, the profile will be written to the file
1602   ``yyy/zzz/default_xxxx.profraw``.
1603
1604   To generate the profile data file with the compiler readable format, the 
1605   ``llvm-profdata`` tool can be used with the profile directory as the input:
1606
1607    .. code-block:: console
1608
1609      $ llvm-profdata merge -output=code.profdata yyy/zzz/
1610
1611  If the user wants to turn off the auto-merging feature, or simply override the
1612  the profile dumping path specified at command line, the environment variable
1613  ``LLVM_PROFILE_FILE`` can still be used to override
1614  the directory and filename for the profile file at runtime.
1615
1616 .. option:: -fprofile-use[=<pathname>]
1617
1618   Without any other arguments, ``-fprofile-use`` behaves identically to
1619   ``-fprofile-instr-use``. Otherwise, if ``pathname`` is the full path to a
1620   profile file, it reads from that file. If ``pathname`` is a directory name,
1621   it reads from ``pathname/default.profdata``.
1622
1623 Disabling Instrumentation
1624 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1625
1626 In certain situations, it may be useful to disable profile generation or use
1627 for specific files in a build, without affecting the main compilation flags
1628 used for the other files in the project.
1629
1630 In these cases, you can use the flag ``-fno-profile-instr-generate`` (or
1631 ``-fno-profile-generate``) to disable profile generation, and
1632 ``-fno-profile-instr-use`` (or ``-fno-profile-use``) to disable profile use.
1633
1634 Note that these flags should appear after the corresponding profile
1635 flags to have an effect.
1636
1637 Controlling Debug Information
1638 -----------------------------
1639
1640 Controlling Size of Debug Information
1641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1642
1643 Debug info kind generated by Clang can be set by one of the flags listed
1644 below. If multiple flags are present, the last one is used.
1645
1646 .. option:: -g0
1647
1648   Don't generate any debug info (default).
1649
1650 .. option:: -gline-tables-only
1651
1652   Generate line number tables only.
1653
1654   This kind of debug info allows to obtain stack traces with function names,
1655   file names and line numbers (by such tools as ``gdb`` or ``addr2line``).  It
1656   doesn't contain any other data (e.g. description of local variables or
1657   function parameters).
1658
1659 .. option:: -fstandalone-debug
1660
1661   Clang supports a number of optimizations to reduce the size of debug
1662   information in the binary. They work based on the assumption that
1663   the debug type information can be spread out over multiple
1664   compilation units.  For instance, Clang will not emit type
1665   definitions for types that are not needed by a module and could be
1666   replaced with a forward declaration.  Further, Clang will only emit
1667   type info for a dynamic C++ class in the module that contains the
1668   vtable for the class.
1669
1670   The **-fstandalone-debug** option turns off these optimizations.
1671   This is useful when working with 3rd-party libraries that don't come
1672   with debug information.  Note that Clang will never emit type
1673   information for types that are not referenced at all by the program.
1674
1675 .. option:: -fno-standalone-debug
1676
1677    On Darwin **-fstandalone-debug** is enabled by default. The
1678    **-fno-standalone-debug** option can be used to get to turn on the
1679    vtable-based optimization described above.
1680
1681 .. option:: -g
1682
1683   Generate complete debug info.
1684
1685 Controlling Debugger "Tuning"
1686 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1687
1688 While Clang generally emits standard DWARF debug info (http://dwarfstd.org),
1689 different debuggers may know how to take advantage of different specific DWARF
1690 features. You can "tune" the debug info for one of several different debuggers.
1691
1692 .. option:: -ggdb, -glldb, -gsce
1693
1694   Tune the debug info for the ``gdb``, ``lldb``, or Sony PlayStation\ |reg|
1695   debugger, respectively. Each of these options implies **-g**. (Therefore, if
1696   you want both **-gline-tables-only** and debugger tuning, the tuning option
1697   must come first.)
1698
1699
1700 Comment Parsing Options
1701 -----------------------
1702
1703 Clang parses Doxygen and non-Doxygen style documentation comments and attaches
1704 them to the appropriate declaration nodes.  By default, it only parses
1705 Doxygen-style comments and ignores ordinary comments starting with ``//`` and
1706 ``/*``.
1707
1708 .. option:: -Wdocumentation
1709
1710   Emit warnings about use of documentation comments.  This warning group is off
1711   by default.
1712
1713   This includes checking that ``\param`` commands name parameters that actually
1714   present in the function signature, checking that ``\returns`` is used only on
1715   functions that actually return a value etc.
1716
1717 .. option:: -Wno-documentation-unknown-command
1718
1719   Don't warn when encountering an unknown Doxygen command.
1720
1721 .. option:: -fparse-all-comments
1722
1723   Parse all comments as documentation comments (including ordinary comments
1724   starting with ``//`` and ``/*``).
1725
1726 .. option:: -fcomment-block-commands=[commands]
1727
1728   Define custom documentation commands as block commands.  This allows Clang to
1729   construct the correct AST for these custom commands, and silences warnings
1730   about unknown commands.  Several commands must be separated by a comma
1731   *without trailing space*; e.g. ``-fcomment-block-commands=foo,bar`` defines
1732   custom commands ``\foo`` and ``\bar``.
1733
1734   It is also possible to use ``-fcomment-block-commands`` several times; e.g.
1735   ``-fcomment-block-commands=foo -fcomment-block-commands=bar`` does the same
1736   as above.
1737
1738 .. _c:
1739
1740 C Language Features
1741 ===================
1742
1743 The support for standard C in clang is feature-complete except for the
1744 C99 floating-point pragmas.
1745
1746 Extensions supported by clang
1747 -----------------------------
1748
1749 See :doc:`LanguageExtensions`.
1750
1751 Differences between various standard modes
1752 ------------------------------------------
1753
1754 clang supports the -std option, which changes what language mode clang
1755 uses. The supported modes for C are c89, gnu89, c94, c99, gnu99, c11,
1756 gnu11, and various aliases for those modes. If no -std option is
1757 specified, clang defaults to gnu11 mode. Many C99 and C11 features are
1758 supported in earlier modes as a conforming extension, with a warning. Use
1759 ``-pedantic-errors`` to request an error if a feature from a later standard
1760 revision is used in an earlier mode.
1761
1762 Differences between all ``c*`` and ``gnu*`` modes:
1763
1764 -  ``c*`` modes define "``__STRICT_ANSI__``".
1765 -  Target-specific defines not prefixed by underscores, like "linux",
1766    are defined in ``gnu*`` modes.
1767 -  Trigraphs default to being off in ``gnu*`` modes; they can be enabled by
1768    the -trigraphs option.
1769 -  The parser recognizes "asm" and "typeof" as keywords in ``gnu*`` modes;
1770    the variants "``__asm__``" and "``__typeof__``" are recognized in all
1771    modes.
1772 -  The Apple "blocks" extension is recognized by default in ``gnu*`` modes
1773    on some platforms; it can be enabled in any mode with the "-fblocks"
1774    option.
1775 -  Arrays that are VLA's according to the standard, but which can be
1776    constant folded by the frontend are treated as fixed size arrays.
1777    This occurs for things like "int X[(1, 2)];", which is technically a
1778    VLA. ``c*`` modes are strictly compliant and treat these as VLAs.
1779
1780 Differences between ``*89`` and ``*99`` modes:
1781
1782 -  The ``*99`` modes default to implementing "inline" as specified in C99,
1783    while the ``*89`` modes implement the GNU version. This can be
1784    overridden for individual functions with the ``__gnu_inline__``
1785    attribute.
1786 -  Digraphs are not recognized in c89 mode.
1787 -  The scope of names defined inside a "for", "if", "switch", "while",
1788    or "do" statement is different. (example: "``if ((struct x {int
1789    x;}*)0) {}``".)
1790 -  ``__STDC_VERSION__`` is not defined in ``*89`` modes.
1791 -  "inline" is not recognized as a keyword in c89 mode.
1792 -  "restrict" is not recognized as a keyword in ``*89`` modes.
1793 -  Commas are allowed in integer constant expressions in ``*99`` modes.
1794 -  Arrays which are not lvalues are not implicitly promoted to pointers
1795    in ``*89`` modes.
1796 -  Some warnings are different.
1797
1798 Differences between ``*99`` and ``*11`` modes:
1799
1800 -  Warnings for use of C11 features are disabled.
1801 -  ``__STDC_VERSION__`` is defined to ``201112L`` rather than ``199901L``.
1802
1803 c94 mode is identical to c89 mode except that digraphs are enabled in
1804 c94 mode (FIXME: And ``__STDC_VERSION__`` should be defined!).
1805
1806 GCC extensions not implemented yet
1807 ----------------------------------
1808
1809 clang tries to be compatible with gcc as much as possible, but some gcc
1810 extensions are not implemented yet:
1811
1812 -  clang does not support decimal floating point types (``_Decimal32`` and
1813    friends) or fixed-point types (``_Fract`` and friends); nobody has
1814    expressed interest in these features yet, so it's hard to say when
1815    they will be implemented.
1816 -  clang does not support nested functions; this is a complex feature
1817    which is infrequently used, so it is unlikely to be implemented
1818    anytime soon. In C++11 it can be emulated by assigning lambda
1819    functions to local variables, e.g:
1820
1821    .. code-block:: cpp
1822
1823      auto const local_function = [&](int parameter) {
1824        // Do something
1825      };
1826      ...
1827      local_function(1);
1828
1829 -  clang does not support static initialization of flexible array
1830    members. This appears to be a rarely used extension, but could be
1831    implemented pending user demand.
1832 -  clang does not support
1833    ``__builtin_va_arg_pack``/``__builtin_va_arg_pack_len``. This is
1834    used rarely, but in some potentially interesting places, like the
1835    glibc headers, so it may be implemented pending user demand. Note
1836    that because clang pretends to be like GCC 4.2, and this extension
1837    was introduced in 4.3, the glibc headers will not try to use this
1838    extension with clang at the moment.
1839 -  clang does not support the gcc extension for forward-declaring
1840    function parameters; this has not shown up in any real-world code
1841    yet, though, so it might never be implemented.
1842
1843 This is not a complete list; if you find an unsupported extension
1844 missing from this list, please send an e-mail to cfe-dev. This list
1845 currently excludes C++; see :ref:`C++ Language Features <cxx>`. Also, this
1846 list does not include bugs in mostly-implemented features; please see
1847 the `bug
1848 tracker <http://llvm.org/bugs/buglist.cgi?quicksearch=product%3Aclang+component%3A-New%2BBugs%2CAST%2CBasic%2CDriver%2CHeaders%2CLLVM%2BCodeGen%2Cparser%2Cpreprocessor%2CSemantic%2BAnalyzer>`_
1849 for known existing bugs (FIXME: Is there a section for bug-reporting
1850 guidelines somewhere?).
1851
1852 Intentionally unsupported GCC extensions
1853 ----------------------------------------
1854
1855 -  clang does not support the gcc extension that allows variable-length
1856    arrays in structures. This is for a few reasons: one, it is tricky to
1857    implement, two, the extension is completely undocumented, and three,
1858    the extension appears to be rarely used. Note that clang *does*
1859    support flexible array members (arrays with a zero or unspecified
1860    size at the end of a structure).
1861 -  clang does not have an equivalent to gcc's "fold"; this means that
1862    clang doesn't accept some constructs gcc might accept in contexts
1863    where a constant expression is required, like "x-x" where x is a
1864    variable.
1865 -  clang does not support ``__builtin_apply`` and friends; this extension
1866    is extremely obscure and difficult to implement reliably.
1867
1868 .. _c_ms:
1869
1870 Microsoft extensions
1871 --------------------
1872
1873 clang has support for many extensions from Microsoft Visual C++. To enable these
1874 extensions, use the ``-fms-extensions`` command-line option. This is the default
1875 for Windows targets. Clang does not implement every pragma or declspec provided
1876 by MSVC, but the popular ones, such as ``__declspec(dllexport)`` and ``#pragma
1877 comment(lib)`` are well supported.
1878
1879 clang has a ``-fms-compatibility`` flag that makes clang accept enough
1880 invalid C++ to be able to parse most Microsoft headers. For example, it
1881 allows `unqualified lookup of dependent base class members
1882 <http://clang.llvm.org/compatibility.html#dep_lookup_bases>`_, which is
1883 a common compatibility issue with clang. This flag is enabled by default
1884 for Windows targets.
1885
1886 ``-fdelayed-template-parsing`` lets clang delay parsing of function template
1887 definitions until the end of a translation unit. This flag is enabled by
1888 default for Windows targets.
1889
1890 For compatibility with existing code that compiles with MSVC, clang defines the
1891 ``_MSC_VER`` and ``_MSC_FULL_VER`` macros. These default to the values of 1800
1892 and 180000000 respectively, making clang look like an early release of Visual
1893 C++ 2013. The ``-fms-compatibility-version=`` flag overrides these values.  It
1894 accepts a dotted version tuple, such as 19.00.23506. Changing the MSVC
1895 compatibility version makes clang behave more like that version of MSVC. For
1896 example, ``-fms-compatibility-version=19`` will enable C++14 features and define
1897 ``char16_t`` and ``char32_t`` as builtin types.
1898
1899 .. _cxx:
1900
1901 C++ Language Features
1902 =====================
1903
1904 clang fully implements all of standard C++98 except for exported
1905 templates (which were removed in C++11), and all of standard C++11
1906 and the current draft standard for C++1y.
1907
1908 Controlling implementation limits
1909 ---------------------------------
1910
1911 .. option:: -fbracket-depth=N
1912
1913   Sets the limit for nested parentheses, brackets, and braces to N.  The
1914   default is 256.
1915
1916 .. option:: -fconstexpr-depth=N
1917
1918   Sets the limit for recursive constexpr function invocations to N.  The
1919   default is 512.
1920
1921 .. option:: -ftemplate-depth=N
1922
1923   Sets the limit for recursively nested template instantiations to N.  The
1924   default is 256.
1925
1926 .. option:: -foperator-arrow-depth=N
1927
1928   Sets the limit for iterative calls to 'operator->' functions to N.  The
1929   default is 256.
1930
1931 .. _objc:
1932
1933 Objective-C Language Features
1934 =============================
1935
1936 .. _objcxx:
1937
1938 Objective-C++ Language Features
1939 ===============================
1940
1941 .. _openmp:
1942
1943 OpenMP Features
1944 ===============
1945
1946 Clang supports all OpenMP 3.1 directives and clauses.  In addition, some
1947 features of OpenMP 4.0 are supported.  For example, ``#pragma omp simd``,
1948 ``#pragma omp for simd``, ``#pragma omp parallel for simd`` directives, extended
1949 set of atomic constructs, ``proc_bind`` clause for all parallel-based
1950 directives, ``depend`` clause for ``#pragma omp task`` directive (except for
1951 array sections), ``#pragma omp cancel`` and ``#pragma omp cancellation point``
1952 directives, and ``#pragma omp taskgroup`` directive.
1953
1954 Use `-fopenmp` to enable OpenMP. Support for OpenMP can be disabled with
1955 `-fno-openmp`.
1956
1957 Controlling implementation limits
1958 ---------------------------------
1959
1960 .. option:: -fopenmp-use-tls
1961
1962  Controls code generation for OpenMP threadprivate variables. In presence of
1963  this option all threadprivate variables are generated the same way as thread
1964  local variables, using TLS support. If `-fno-openmp-use-tls`
1965  is provided or target does not support TLS, code generation for threadprivate
1966  variables relies on OpenMP runtime library.
1967
1968 .. _target_features:
1969
1970 Target-Specific Features and Limitations
1971 ========================================
1972
1973 CPU Architectures Features and Limitations
1974 ------------------------------------------
1975
1976 X86
1977 ^^^
1978
1979 The support for X86 (both 32-bit and 64-bit) is considered stable on
1980 Darwin (Mac OS X), Linux, FreeBSD, and Dragonfly BSD: it has been tested
1981 to correctly compile many large C, C++, Objective-C, and Objective-C++
1982 codebases.
1983
1984 On ``x86_64-mingw32``, passing i128(by value) is incompatible with the
1985 Microsoft x64 calling convention. You might need to tweak
1986 ``WinX86_64ABIInfo::classify()`` in lib/CodeGen/TargetInfo.cpp.
1987
1988 For the X86 target, clang supports the `-m16` command line
1989 argument which enables 16-bit code output. This is broadly similar to
1990 using ``asm(".code16gcc")`` with the GNU toolchain. The generated code
1991 and the ABI remains 32-bit but the assembler emits instructions
1992 appropriate for a CPU running in 16-bit mode, with address-size and
1993 operand-size prefixes to enable 32-bit addressing and operations.
1994
1995 ARM
1996 ^^^
1997
1998 The support for ARM (specifically ARMv6 and ARMv7) is considered stable
1999 on Darwin (iOS): it has been tested to correctly compile many large C,
2000 C++, Objective-C, and Objective-C++ codebases. Clang only supports a
2001 limited number of ARM architectures. It does not yet fully support
2002 ARMv5, for example.
2003
2004 PowerPC
2005 ^^^^^^^
2006
2007 The support for PowerPC (especially PowerPC64) is considered stable
2008 on Linux and FreeBSD: it has been tested to correctly compile many
2009 large C and C++ codebases. PowerPC (32bit) is still missing certain
2010 features (e.g. PIC code on ELF platforms).
2011
2012 Other platforms
2013 ^^^^^^^^^^^^^^^
2014
2015 clang currently contains some support for other architectures (e.g. Sparc);
2016 however, significant pieces of code generation are still missing, and they
2017 haven't undergone significant testing.
2018
2019 clang contains limited support for the MSP430 embedded processor, but
2020 both the clang support and the LLVM backend support are highly
2021 experimental.
2022
2023 Other platforms are completely unsupported at the moment. Adding the
2024 minimal support needed for parsing and semantic analysis on a new
2025 platform is quite easy; see ``lib/Basic/Targets.cpp`` in the clang source
2026 tree. This level of support is also sufficient for conversion to LLVM IR
2027 for simple programs. Proper support for conversion to LLVM IR requires
2028 adding code to ``lib/CodeGen/CGCall.cpp`` at the moment; this is likely to
2029 change soon, though. Generating assembly requires a suitable LLVM
2030 backend.
2031
2032 Operating System Features and Limitations
2033 -----------------------------------------
2034
2035 Darwin (Mac OS X)
2036 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
2037
2038 Thread Sanitizer is not supported.
2039
2040 Windows
2041 ^^^^^^^
2042
2043 Clang has experimental support for targeting "Cygming" (Cygwin / MinGW)
2044 platforms.
2045
2046 See also :ref:`Microsoft Extensions <c_ms>`.
2047
2048 Cygwin
2049 """"""
2050
2051 Clang works on Cygwin-1.7.
2052
2053 MinGW32
2054 """""""
2055
2056 Clang works on some mingw32 distributions. Clang assumes directories as
2057 below;
2058
2059 -  ``C:/mingw/include``
2060 -  ``C:/mingw/lib``
2061 -  ``C:/mingw/lib/gcc/mingw32/4.[3-5].0/include/c++``
2062
2063 On MSYS, a few tests might fail.
2064
2065 MinGW-w64
2066 """""""""
2067
2068 For 32-bit (i686-w64-mingw32), and 64-bit (x86\_64-w64-mingw32), Clang
2069 assumes as below;
2070
2071 -  ``GCC versions 4.5.0 to 4.5.3, 4.6.0 to 4.6.2, or 4.7.0 (for the C++ header search path)``
2072 -  ``some_directory/bin/gcc.exe``
2073 -  ``some_directory/bin/clang.exe``
2074 -  ``some_directory/bin/clang++.exe``
2075 -  ``some_directory/bin/../include/c++/GCC_version``
2076 -  ``some_directory/bin/../include/c++/GCC_version/x86_64-w64-mingw32``
2077 -  ``some_directory/bin/../include/c++/GCC_version/i686-w64-mingw32``
2078 -  ``some_directory/bin/../include/c++/GCC_version/backward``
2079 -  ``some_directory/bin/../x86_64-w64-mingw32/include``
2080 -  ``some_directory/bin/../i686-w64-mingw32/include``
2081 -  ``some_directory/bin/../include``
2082
2083 This directory layout is standard for any toolchain you will find on the
2084 official `MinGW-w64 website <http://mingw-w64.sourceforge.net>`_.
2085
2086 Clang expects the GCC executable "gcc.exe" compiled for
2087 ``i686-w64-mingw32`` (or ``x86_64-w64-mingw32``) to be present on PATH.
2088
2089 `Some tests might fail <http://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=9072>`_ on
2090 ``x86_64-w64-mingw32``.
2091
2092 .. _clang-cl:
2093
2094 clang-cl
2095 ========
2096
2097 clang-cl is an alternative command-line interface to Clang driver, designed for
2098 compatibility with the Visual C++ compiler, cl.exe.
2099
2100 To enable clang-cl to find system headers, libraries, and the linker when run
2101 from the command-line, it should be executed inside a Visual Studio Native Tools
2102 Command Prompt or a regular Command Prompt where the environment has been set
2103 up using e.g. `vcvars32.bat <http://msdn.microsoft.com/en-us/library/f2ccy3wt.aspx>`_.
2104
2105 clang-cl can also be used from inside Visual Studio  by using an LLVM Platform
2106 Toolset.
2107
2108 Command-Line Options
2109 --------------------
2110
2111 To be compatible with cl.exe, clang-cl supports most of the same command-line
2112 options. Those options can start with either ``/`` or ``-``. It also supports
2113 some of Clang's core options, such as the ``-W`` options.
2114
2115 Options that are known to clang-cl, but not currently supported, are ignored
2116 with a warning. For example:
2117
2118   ::
2119
2120     clang-cl.exe: warning: argument unused during compilation: '/AI'
2121
2122 To suppress warnings about unused arguments, use the ``-Qunused-arguments`` option.
2123
2124 Options that are not known to clang-cl will be ignored by default. Use the
2125 ``-Werror=unknown-argument`` option in order to treat them as errors. If these
2126 options are spelled with a leading ``/``, they will be mistaken for a filename:
2127
2128   ::
2129
2130     clang-cl.exe: error: no such file or directory: '/foobar'
2131
2132 Please `file a bug <http://llvm.org/bugs/enter_bug.cgi?product=clang&component=Driver>`_
2133 for any valid cl.exe flags that clang-cl does not understand.
2134
2135 Execute ``clang-cl /?`` to see a list of supported options:
2136
2137   ::
2138
2139     CL.EXE COMPATIBILITY OPTIONS:
2140       /?                     Display available options
2141       /arch:<value>          Set architecture for code generation
2142       /Brepro-               Emit an object file which cannot be reproduced over time
2143       /Brepro                Emit an object file which can be reproduced over time
2144       /C                     Don't discard comments when preprocessing
2145       /c                     Compile only
2146       /D <macro[=value]>     Define macro
2147       /EH<value>             Exception handling model
2148       /EP                    Disable linemarker output and preprocess to stdout
2149       /E                     Preprocess to stdout
2150       /fallback              Fall back to cl.exe if clang-cl fails to compile
2151       /FA                    Output assembly code file during compilation
2152       /Fa<file or directory> Output assembly code to this file during compilation (with /FA)
2153       /Fe<file or directory> Set output executable file or directory (ends in / or \)
2154       /FI <value>            Include file before parsing
2155       /Fi<file>              Set preprocess output file name (with /P)
2156       /Fo<file or directory> Set output object file, or directory (ends in / or \) (with /c)
2157       /fp:except-
2158       /fp:except
2159       /fp:fast
2160       /fp:precise
2161       /fp:strict
2162       /Fp<filename>          Set pch filename (with /Yc and /Yu)
2163       /GA                    Assume thread-local variables are defined in the executable
2164       /Gd                    Set __cdecl as a default calling convention
2165       /GF-                   Disable string pooling
2166       /GR-                   Disable emission of RTTI data
2167       /GR                    Enable emission of RTTI data
2168       /Gr                    Set __fastcall as a default calling convention
2169       /GS-                   Disable buffer security check
2170       /GS                    Enable buffer security check
2171       /Gs<value>             Set stack probe size
2172       /Gv                    Set __vectorcall as a default calling convention
2173       /Gw-                   Don't put each data item in its own section
2174       /Gw                    Put each data item in its own section
2175       /GX-                   Enable exception handling
2176       /GX                    Enable exception handling
2177       /Gy-                   Don't put each function in its own section
2178       /Gy                    Put each function in its own section
2179       /Gz                    Set __stdcall as a default calling convention
2180       /help                  Display available options
2181       /imsvc <dir>           Add directory to system include search path, as if part of %INCLUDE%
2182       /I <dir>               Add directory to include search path
2183       /J                     Make char type unsigned
2184       /LDd                   Create debug DLL
2185       /LD                    Create DLL
2186       /link <options>        Forward options to the linker
2187       /MDd                   Use DLL debug run-time
2188       /MD                    Use DLL run-time
2189       /MTd                   Use static debug run-time
2190       /MT                    Use static run-time
2191       /Od                    Disable optimization
2192       /Oi-                   Disable use of builtin functions
2193       /Oi                    Enable use of builtin functions
2194       /Os                    Optimize for size
2195       /Ot                    Optimize for speed
2196       /O<value>              Optimization level
2197       /o <file or directory> Set output file or directory (ends in / or \)
2198       /P                     Preprocess to file
2199       /Qvec-                 Disable the loop vectorization passes
2200       /Qvec                  Enable the loop vectorization passes
2201       /showIncludes          Print info about included files to stderr
2202       /std:<value>           Language standard to compile for
2203       /TC                    Treat all source files as C
2204       /Tc <filename>         Specify a C source file
2205       /TP                    Treat all source files as C++
2206       /Tp <filename>         Specify a C++ source file
2207       /U <macro>             Undefine macro
2208       /vd<value>             Control vtordisp placement
2209       /vmb                   Use a best-case representation method for member pointers
2210       /vmg                   Use a most-general representation for member pointers
2211       /vmm                   Set the default most-general representation to multiple inheritance
2212       /vms                   Set the default most-general representation to single inheritance
2213       /vmv                   Set the default most-general representation to virtual inheritance
2214       /volatile:iso          Volatile loads and stores have standard semantics
2215       /volatile:ms           Volatile loads and stores have acquire and release semantics
2216       /W0                    Disable all warnings
2217       /W1                    Enable -Wall
2218       /W2                    Enable -Wall
2219       /W3                    Enable -Wall
2220       /W4                    Enable -Wall and -Wextra
2221       /Wall                  Enable -Wall and -Wextra
2222       /WX-                   Do not treat warnings as errors
2223       /WX                    Treat warnings as errors
2224       /w                     Disable all warnings
2225       /Y-                    Disable precompiled headers, overrides /Yc and /Yu
2226       /Yc<filename>          Generate a pch file for all code up to and including <filename>
2227       /Yu<filename>          Load a pch file and use it instead of all code up to and including <filename>
2228       /Z7                    Enable CodeView debug information in object files
2229       /Zc:sizedDealloc-      Disable C++14 sized global deallocation functions
2230       /Zc:sizedDealloc       Enable C++14 sized global deallocation functions
2231       /Zc:strictStrings      Treat string literals as const
2232       /Zc:threadSafeInit-    Disable thread-safe initialization of static variables
2233       /Zc:threadSafeInit     Enable thread-safe initialization of static variables
2234       /Zc:trigraphs-         Disable trigraphs (default)
2235       /Zc:trigraphs          Enable trigraphs
2236       /Zd                    Emit debug line number tables only
2237       /Zi                    Alias for /Z7. Does not produce PDBs.
2238       /Zl                    Don't mention any default libraries in the object file
2239       /Zp                    Set the default maximum struct packing alignment to 1
2240       /Zp<value>             Specify the default maximum struct packing alignment
2241       /Zs                    Syntax-check only
2242
2243     OPTIONS:
2244       -###                    Print (but do not run) the commands to run for this compilation
2245       --analyze               Run the static analyzer
2246       -fansi-escape-codes     Use ANSI escape codes for diagnostics
2247       -fcolor-diagnostics     Use colors in diagnostics
2248       -fdiagnostics-parseable-fixits
2249                               Print fix-its in machine parseable form
2250       -fms-compatibility-version=<value>
2251                               Dot-separated value representing the Microsoft compiler version
2252                               number to report in _MSC_VER (0 = don't define it (default))
2253       -fms-compatibility      Enable full Microsoft Visual C++ compatibility
2254       -fms-extensions         Accept some non-standard constructs supported by the Microsoft compiler
2255       -fmsc-version=<value>   Microsoft compiler version number to report in _MSC_VER
2256                               (0 = don't define it (default))
2257       -fno-sanitize-coverage=<value>
2258                               Disable specified features of coverage instrumentation for Sanitizers
2259       -fno-sanitize-recover=<value>
2260                               Disable recovery for specified sanitizers
2261       -fno-sanitize-trap=<value>
2262                               Disable trapping for specified sanitizers
2263       -fsanitize-blacklist=<value>
2264                               Path to blacklist file for sanitizers
2265       -fsanitize-coverage=<value>
2266                               Specify the type of coverage instrumentation for Sanitizers
2267       -fsanitize-recover=<value>
2268                               Enable recovery for specified sanitizers
2269       -fsanitize-trap=<value> Enable trapping for specified sanitizers
2270       -fsanitize=<check>      Turn on runtime checks for various forms of undefined or suspicious
2271                               behavior. See user manual for available checks
2272       -gcodeview              Generate CodeView debug information
2273       -gline-tables-only      Emit debug line number tables only
2274       -miamcu                 Use Intel MCU ABI
2275       -mllvm <value>          Additional arguments to forward to LLVM's option processing
2276       -Qunused-arguments      Don't emit warning for unused driver arguments
2277       -R<remark>              Enable the specified remark
2278       --target=<value>        Generate code for the given target
2279       -v                      Show commands to run and use verbose output
2280       -W<warning>             Enable the specified warning
2281       -Xclang <arg>           Pass <arg> to the clang compiler
2282
2283 The /fallback Option
2284 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2285
2286 When clang-cl is run with the ``/fallback`` option, it will first try to
2287 compile files itself. For any file that it fails to compile, it will fall back
2288 and try to compile the file by invoking cl.exe.
2289
2290 This option is intended to be used as a temporary means to build projects where
2291 clang-cl cannot successfully compile all the files. clang-cl may fail to compile
2292 a file either because it cannot generate code for some C++ feature, or because
2293 it cannot parse some Microsoft language extension.