Clang Project

clang_source_code/docs/CommandGuide/clang.rst
1clang - the Clang C, C++, and Objective-C compiler
2==================================================
3
4SYNOPSIS
5--------
6
7:program:`clang` [*options*] *filename ...*
8
9DESCRIPTION
10-----------
11
12:program:`clang` is a C, C++, and Objective-C compiler which encompasses
13preprocessing, parsing, optimization, code generation, assembly, and linking.
14Depending on which high-level mode setting is passed, Clang will stop before
15doing a full link.  While Clang is highly integrated, it is important to
16understand the stages of compilation, to understand how to invoke it.  These
17stages are:
18
19Driver
20    The clang executable is actually a small driver which controls the overall
21    execution of other tools such as the compiler, assembler and linker.
22    Typically you do not need to interact with the driver, but you
23    transparently use it to run the other tools.
24
25Preprocessing
26    This stage handles tokenization of the input source file, macro expansion,
27    #include expansion and handling of other preprocessor directives.  The
28    output of this stage is typically called a ".i" (for C), ".ii" (for C++),
29    ".mi" (for Objective-C), or ".mii" (for Objective-C++) file.
30
31Parsing and Semantic Analysis
32    This stage parses the input file, translating preprocessor tokens into a
33    parse tree.  Once in the form of a parse tree, it applies semantic
34    analysis to compute types for expressions as well and determine whether
35    the code is well formed. This stage is responsible for generating most of
36    the compiler warnings as well as parse errors. The output of this stage is
37    an "Abstract Syntax Tree" (AST).
38
39Code Generation and Optimization
40    This stage translates an AST into low-level intermediate code (known as
41    "LLVM IR") and ultimately to machine code.  This phase is responsible for
42    optimizing the generated code and handling target-specific code generation.
43    The output of this stage is typically called a ".s" file or "assembly" file.
44
45    Clang also supports the use of an integrated assembler, in which the code
46    generator produces object files directly. This avoids the overhead of
47    generating the ".s" file and of calling the target assembler.
48
49Assembler
50    This stage runs the target assembler to translate the output of the
51    compiler into a target object file. The output of this stage is typically
52    called a ".o" file or "object" file.
53
54Linker
55    This stage runs the target linker to merge multiple object files into an
56    executable or dynamic library. The output of this stage is typically called
57    an "a.out", ".dylib" or ".so" file.
58
59:program:`Clang Static Analyzer`
60
61The Clang Static Analyzer is a tool that scans source code to try to find bugs
62through code analysis.  This tool uses many parts of Clang and is built into
63the same driver.  Please see <https://clang-analyzer.llvm.org> for more details
64on how to use the static analyzer.
65
66OPTIONS
67-------
68
69Stage Selection Options
70~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
71
72.. option:: -E
73
74 Run the preprocessor stage.
75
76.. option:: -fsyntax-only
77
78 Run the preprocessor, parser and type checking stages.
79
80.. option:: -S
81
82 Run the previous stages as well as LLVM generation and optimization stages
83 and target-specific code generation, producing an assembly file.
84
85.. option:: -c
86
87 Run all of the above, plus the assembler, generating a target ".o" object file.
88
89.. option:: no stage selection option
90
91 If no stage selection option is specified, all stages above are run, and the
92 linker is run to combine the results into an executable or shared library.
93
94Language Selection and Mode Options
95~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
96
97.. option:: -x <language>
98
99 Treat subsequent input files as having type language.
100
101.. option:: -std=<standard>
102
103 Specify the language standard to compile for.
104
105 Supported values for the C language are:
106
107  | ``c89``
108  | ``c90``
109  | ``iso9899:1990``
110
111   ISO C 1990
112
113  | ``iso9899:199409``
114
115   ISO C 1990 with amendment 1
116
117  | ``gnu89``
118  | ``gnu90``
119
120   ISO C 1990 with GNU extensions
121
122  | ``c99``
123  | ``iso9899:1999``
124
125   ISO C 1999
126
127  | ``gnu99``
128
129   ISO C 1999 with GNU extensions
130
131  | ``c11``
132  | ``iso9899:2011``
133
134   ISO C 2011
135
136  | ``gnu11``
137
138   ISO C 2011 with GNU extensions
139
140  | ``c17``
141  | ``iso9899:2017``
142
143   ISO C 2017
144
145  | ``gnu17``
146
147   ISO C 2017 with GNU extensions
148
149 The default C language standard is ``gnu11``, except on PS4, where it is
150 ``gnu99``.
151
152 Supported values for the C++ language are:
153
154  | ``c++98``
155  | ``c++03``
156
157   ISO C++ 1998 with amendments
158
159  | ``gnu++98``
160  | ``gnu++03``
161
162   ISO C++ 1998 with amendments and GNU extensions
163
164  | ``c++11``
165
166   ISO C++ 2011 with amendments
167
168  | ``gnu++11``
169
170    ISO C++ 2011 with amendments and GNU extensions
171
172  | ``c++14``
173
174   ISO C++ 2014 with amendments
175
176  | ``gnu++14``
177
178   ISO C++ 2014 with amendments and GNU extensions
179
180  | ``c++17``
181
182   ISO C++ 2017 with amendments
183
184  | ``gnu++17``
185
186   ISO C++ 2017 with amendments and GNU extensions
187
188  | ``c++2a``
189
190   Working draft for ISO C++ 2020
191
192  | ``gnu++2a``
193
194   Working draft for ISO C++ 2020 with GNU extensions
195
196 The default C++ language standard is ``gnu++14``.
197
198 Supported values for the OpenCL language are:
199
200  | ``cl1.0``
201
202   OpenCL 1.0
203
204  | ``cl1.1``
205
206   OpenCL 1.1
207
208  | ``cl1.2``
209
210   OpenCL 1.2
211
212  | ``cl2.0``
213
214   OpenCL 2.0
215
216 The default OpenCL language standard is ``cl1.0``.
217
218 Supported values for the CUDA language are:
219
220  | ``cuda``
221
222   NVIDIA CUDA(tm)
223
224.. option:: -stdlib=<library>
225
226 Specify the C++ standard library to use; supported options are libstdc++ and
227 libc++. If not specified, platform default will be used.
228
229.. option:: -rtlib=<library>
230
231 Specify the compiler runtime library to use; supported options are libgcc and
232 compiler-rt. If not specified, platform default will be used.
233
234.. option:: -ansi
235
236 Same as -std=c89.
237
238.. option:: -ObjC, -ObjC++
239
240 Treat source input files as Objective-C and Object-C++ inputs respectively.
241
242.. option:: -trigraphs
243
244 Enable trigraphs.
245
246.. option:: -ffreestanding
247
248 Indicate that the file should be compiled for a freestanding, not a hosted,
249 environment.
250
251.. option:: -fno-builtin
252
253 Disable special handling and optimizations of builtin functions like
254 :c:func:`strlen` and :c:func:`malloc`.
255
256.. option:: -fmath-errno
257
258 Indicate that math functions should be treated as updating :c:data:`errno`.
259
260.. option:: -fpascal-strings
261
262 Enable support for Pascal-style strings with "\\pfoo".
263
264.. option:: -fms-extensions
265
266 Enable support for Microsoft extensions.
267
268.. option:: -fmsc-version=
269
270 Set _MSC_VER. Defaults to 1300 on Windows. Not set otherwise.
271
272.. option:: -fborland-extensions
273
274 Enable support for Borland extensions.
275
276.. option:: -fwritable-strings
277
278 Make all string literals default to writable.  This disables uniquing of
279 strings and other optimizations.
280
281.. option:: -flax-vector-conversions
282
283 Allow loose type checking rules for implicit vector conversions.
284
285.. option:: -fblocks
286
287 Enable the "Blocks" language feature.
288
289.. option:: -fobjc-abi-version=version
290
291 Select the Objective-C ABI version to use. Available versions are 1 (legacy
292 "fragile" ABI), 2 (non-fragile ABI 1), and 3 (non-fragile ABI 2).
293
294.. option:: -fobjc-nonfragile-abi-version=<version>
295
296 Select the Objective-C non-fragile ABI version to use by default. This will
297 only be used as the Objective-C ABI when the non-fragile ABI is enabled
298 (either via :option:`-fobjc-nonfragile-abi`, or because it is the platform
299 default).
300
301.. option:: -fobjc-nonfragile-abi, -fno-objc-nonfragile-abi
302
303 Enable use of the Objective-C non-fragile ABI. On platforms for which this is
304 the default ABI, it can be disabled with :option:`-fno-objc-nonfragile-abi`.
305
306Target Selection Options
307~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
308
309Clang fully supports cross compilation as an inherent part of its design.
310Depending on how your version of Clang is configured, it may have support for a
311number of cross compilers, or may only support a native target.
312
313.. option:: -arch <architecture>
314
315  Specify the architecture to build for.
316
317.. option:: -mmacosx-version-min=<version>
318
319  When building for Mac OS X, specify the minimum version supported by your
320  application.
321
322.. option:: -miphoneos-version-min
323
324  When building for iPhone OS, specify the minimum version supported by your
325  application.
326
327.. option:: -march=<cpu>
328
329  Specify that Clang should generate code for a specific processor family
330  member and later.  For example, if you specify -march=i486, the compiler is
331  allowed to generate instructions that are valid on i486 and later processors,
332  but which may not exist on earlier ones.
333
334
335Code Generation Options
336~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
337
338.. option:: -O0, -O1, -O2, -O3, -Ofast, -Os, -Oz, -Og, -O, -O4
339
340  Specify which optimization level to use:
341
342    :option:`-O0` Means "no optimization": this level compiles the fastest and
343    generates the most debuggable code.
344
345    :option:`-O1` Somewhere between :option:`-O0` and :option:`-O2`.
346
347    :option:`-O2` Moderate level of optimization which enables most
348    optimizations.
349
350    :option:`-O3` Like :option:`-O2`, except that it enables optimizations that
351    take longer to perform or that may generate larger code (in an attempt to
352    make the program run faster).
353
354    :option:`-Ofast` Enables all the optimizations from :option:`-O3` along
355    with other aggressive optimizations that may violate strict compliance with
356    language standards.
357
358    :option:`-Os` Like :option:`-O2` with extra optimizations to reduce code
359    size.
360
361    :option:`-Oz` Like :option:`-Os` (and thus :option:`-O2`), but reduces code
362    size further.
363
364    :option:`-Og` Like :option:`-O1`. In future versions, this option might
365    disable different optimizations in order to improve debuggability.
366
367    :option:`-O` Equivalent to :option:`-O2`.
368
369    :option:`-O4` and higher
370
371      Currently equivalent to :option:`-O3`
372
373.. option:: -g, -gline-tables-only, -gmodules
374
375  Control debug information output.  Note that Clang debug information works
376  best at :option:`-O0`.  When more than one option starting with `-g` is
377  specified, the last one wins:
378
379    :option:`-g` Generate debug information.
380
381    :option:`-gline-tables-only` Generate only line table debug information. This
382    allows for symbolicated backtraces with inlining information, but does not
383    include any information about variables, their locations or types.
384
385    :option:`-gmodules` Generate debug information that contains external
386    references to types defined in Clang modules or precompiled headers instead
387    of emitting redundant debug type information into every object file.  This
388    option transparently switches the Clang module format to object file
389    containers that hold the Clang module together with the debug information.
390    When compiling a program that uses Clang modules or precompiled headers,
391    this option produces complete debug information with faster compile
392    times and much smaller object files.
393
394    This option should not be used when building static libraries for
395    distribution to other machines because the debug info will contain
396    references to the module cache on the machine the object files in the
397    library were built on.
398
399.. option:: -fstandalone-debug -fno-standalone-debug
400
401  Clang supports a number of optimizations to reduce the size of debug
402  information in the binary. They work based on the assumption that the
403  debug type information can be spread out over multiple compilation units.
404  For instance, Clang will not emit type definitions for types that are not
405  needed by a module and could be replaced with a forward declaration.
406  Further, Clang will only emit type info for a dynamic C++ class in the
407  module that contains the vtable for the class.
408
409  The :option:`-fstandalone-debug` option turns off these optimizations.
410  This is useful when working with 3rd-party libraries that don't come with
411  debug information.  This is the default on Darwin.  Note that Clang will
412  never emit type information for types that are not referenced at all by the
413  program.
414
415.. option:: -fexceptions
416
417  Enable generation of unwind information. This allows exceptions to be thrown
418  through Clang compiled stack frames.  This is on by default in x86-64.
419
420.. option:: -ftrapv
421
422  Generate code to catch integer overflow errors.  Signed integer overflow is
423  undefined in C. With this flag, extra code is generated to detect this and
424  abort when it happens.
425
426.. option:: -fvisibility
427
428  This flag sets the default visibility level.
429
430.. option:: -fcommon, -fno-common
431
432  This flag specifies that variables without initializers get common linkage.
433  It can be disabled with :option:`-fno-common`.
434
435.. option:: -ftls-model=<model>
436
437  Set the default thread-local storage (TLS) model to use for thread-local
438  variables. Valid values are: "global-dynamic", "local-dynamic",
439  "initial-exec" and "local-exec". The default is "global-dynamic". The default
440  model can be overridden with the tls_model attribute. The compiler will try
441  to choose a more efficient model if possible.
442
443.. option:: -flto, -flto=full, -flto=thin, -emit-llvm
444
445  Generate output files in LLVM formats, suitable for link time optimization.
446  When used with :option:`-S` this generates LLVM intermediate language
447  assembly files, otherwise this generates LLVM bitcode format object files
448  (which may be passed to the linker depending on the stage selection options).
449
450  The default for :option:`-flto` is "full", in which the
451  LLVM bitcode is suitable for monolithic Link Time Optimization (LTO), where
452  the linker merges all such modules into a single combined module for
453  optimization. With "thin", :doc:`ThinLTO <../ThinLTO>`
454  compilation is invoked instead.
455
456Driver Options
457~~~~~~~~~~~~~~
458
459.. option:: -###
460
461  Print (but do not run) the commands to run for this compilation.
462
463.. option:: --help
464
465  Display available options.
466
467.. option:: -Qunused-arguments
468
469  Do not emit any warnings for unused driver arguments.
470
471.. option:: -Wa,<args>
472
473  Pass the comma separated arguments in args to the assembler.
474
475.. option:: -Wl,<args>
476
477  Pass the comma separated arguments in args to the linker.
478
479.. option:: -Wp,<args>
480
481  Pass the comma separated arguments in args to the preprocessor.
482
483.. option:: -Xanalyzer <arg>
484
485  Pass arg to the static analyzer.
486
487.. option:: -Xassembler <arg>
488
489  Pass arg to the assembler.
490
491.. option:: -Xlinker <arg>
492
493  Pass arg to the linker.
494
495.. option:: -Xpreprocessor <arg>
496
497  Pass arg to the preprocessor.
498
499.. option:: -o <file>
500
501  Write output to file.
502
503.. option:: -print-file-name=<file>
504
505  Print the full library path of file.
506
507.. option:: -print-libgcc-file-name
508
509  Print the library path for the currently used compiler runtime library
510  ("libgcc.a" or "libclang_rt.builtins.*.a").
511
512.. option:: -print-prog-name=<name>
513
514  Print the full program path of name.
515
516.. option:: -print-search-dirs
517
518  Print the paths used for finding libraries and programs.
519
520.. option:: -save-temps
521
522  Save intermediate compilation results.
523
524.. option:: -save-stats, -save-stats=cwd, -save-stats=obj
525
526  Save internal code generation (LLVM) statistics to a file in the current
527  directory (:option:`-save-stats`/"-save-stats=cwd") or the directory
528  of the output file ("-save-state=obj").
529
530.. option:: -integrated-as, -no-integrated-as
531
532  Used to enable and disable, respectively, the use of the integrated
533  assembler. Whether the integrated assembler is on by default is target
534  dependent.
535
536.. option:: -time
537
538  Time individual commands.
539
540.. option:: -ftime-report
541
542  Print timing summary of each stage of compilation.
543
544.. option:: -v
545
546  Show commands to run and use verbose output.
547
548
549Diagnostics Options
550~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
551
552.. option:: -fshow-column, -fshow-source-location, -fcaret-diagnostics, -fdiagnostics-fixit-info, -fdiagnostics-parseable-fixits, -fdiagnostics-print-source-range-info, -fprint-source-range-info, -fdiagnostics-show-option, -fmessage-length
553
554  These options control how Clang prints out information about diagnostics
555  (errors and warnings). Please see the Clang User's Manual for more information.
556
557Preprocessor Options
558~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
559
560.. option:: -D<macroname>=<value>
561
562  Adds an implicit #define into the predefines buffer which is read before the
563  source file is preprocessed.
564
565.. option:: -U<macroname>
566
567  Adds an implicit #undef into the predefines buffer which is read before the
568  source file is preprocessed.
569
570.. option:: -include <filename>
571
572  Adds an implicit #include into the predefines buffer which is read before the
573  source file is preprocessed.
574
575.. option:: -I<directory>
576
577  Add the specified directory to the search path for include files.
578
579.. option:: -F<directory>
580
581  Add the specified directory to the search path for framework include files.
582
583.. option:: -nostdinc
584
585  Do not search the standard system directories or compiler builtin directories
586  for include files.
587
588.. option:: -nostdlibinc
589
590  Do not search the standard system directories for include files, but do
591  search compiler builtin include directories.
592
593.. option:: -nobuiltininc
594
595  Do not search clang's builtin directory for include files.
596
597
598ENVIRONMENT
599-----------
600
601.. envvar:: TMPDIR, TEMP, TMP
602
603  These environment variables are checked, in order, for the location to write
604  temporary files used during the compilation process.
605
606.. envvar:: CPATH
607
608  If this environment variable is present, it is treated as a delimited list of
609  paths to be added to the default system include path list. The delimiter is
610  the platform dependent delimiter, as used in the PATH environment variable.
611
612  Empty components in the environment variable are ignored.
613
614.. envvar:: C_INCLUDE_PATH, OBJC_INCLUDE_PATH, CPLUS_INCLUDE_PATH, OBJCPLUS_INCLUDE_PATH
615
616  These environment variables specify additional paths, as for :envvar:`CPATH`, which are
617  only used when processing the appropriate language.
618
619.. envvar:: MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET
620
621  If :option:`-mmacosx-version-min` is unspecified, the default deployment
622  target is read from this environment variable. This option only affects
623  Darwin targets.
624
625BUGS
626----
627
628To report bugs, please visit <https://bugs.llvm.org/>.  Most bug reports should
629include preprocessed source files (use the :option:`-E` option) and the full
630output of the compiler, along with information to reproduce.
631
632SEE ALSO
633--------
634
635:manpage:`as(1)`, :manpage:`ld(1)`
636