OSDN Git Service

* doc/fragments.texi: Mention config.host.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / sourcebuild.texi
1 @c Copyright (C) 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
4
5 @node Source Tree
6 @chapter Source Tree Structure and Build System
7
8 This chapter describes the structure of the GCC source tree, and how
9 GCC is built.  The user documentation for building and installing GCC
10 is in a separate manual (@uref{http://gcc.gnu.org/install/}), with
11 which it is presumed that you are familiar.
12
13 @menu
14 * Configure Terms:: Configuration terminology and history.
15 * Top Level::       The top level source directory.
16 * gcc Directory::   The @file{gcc} subdirectory.
17 * Test Suites::     The GCC test suites.
18 @end menu
19
20 @include configterms.texi
21
22 @node Top Level
23 @section Top Level Source Directory
24
25 The top level source directory in a GCC distribution contains several
26 files and directories that are shared with other software
27 distributions such as that of GNU Binutils.  It also contains several
28 subdirectories that contain parts of GCC and its runtime libraries:
29
30 @table @file
31 @item boehm-gc
32 The Boehm conservative garbage collector, used as part of the Java
33 runtime library.
34
35 @item contrib
36 Contributed scripts that may be found useful in conjunction with GCC@.
37 One of these, @file{contrib/texi2pod.pl}, is used to generate man
38 pages from Texinfo manuals as part of the GCC build process.
39
40 @item fastjar
41 An implementation of the @command{jar} command, used with the Java
42 front end.
43
44 @item gcc
45 The main sources of GCC itself (except for runtime libraries),
46 including optimizers, support for different target architectures,
47 language front ends, and test suites.  @xref{gcc Directory, , The
48 @file{gcc} Subdirectory}, for details.
49
50 @item include
51 Headers for the @code{libiberty} library.
52
53 @item libf2c
54 The Fortran runtime library.
55
56 @item libffi
57 The @code{libffi} library, used as part of the Java runtime library.
58
59 @item libiberty
60 The @code{libiberty} library, used for portability and for some
61 generally useful data structures and algorithms.  @xref{Top, ,
62 Introduction, libiberty, @sc{gnu} libiberty}, for more information
63 about this library.
64
65 @item libjava
66 The Java runtime library.
67
68 @item libobjc
69 The Objective-C runtime library.
70
71 @item libstdc++-v3
72 The C++ runtime library.
73
74 @item maintainer-scripts
75 Scripts used by the @code{gccadmin} account on @code{gcc.gnu.org}.
76
77 @item zlib
78 The @code{zlib} compression library, used by the Java front end and as
79 part of the Java runtime library.
80 @end table
81
82 The build system in the top level directory, including how recursion
83 into subdirectories works and how building runtime libraries for
84 multilibs is handled, is documented in a separate manual, included
85 with GNU Binutils.  @xref{Top, , GNU configure and build system,
86 configure, The GNU configure and build system}, for details.
87
88 @node gcc Directory
89 @section The @file{gcc} Subdirectory
90
91 The @file{gcc} directory contains many files that are part of the C
92 sources of GCC, other files used as part of the configuration and
93 build process, and subdirectories including documentation and a
94 test suite.  The files that are sources of GCC are documented in a
95 separate chapter.  @xref{Passes, , Passes and Files of the Compiler}.
96
97 @menu
98 * Subdirectories:: Subdirectories of @file{gcc}.
99 * Configuration::  The configuration process, and the files it uses.
100 * Build::          The build system in the @file{gcc} directory.
101 * Makefile::       Targets in @file{gcc/Makefile}.
102 * Library Files::  Library source files and headers under @file{gcc/}.
103 * Headers::        Headers installed by GCC.
104 * Documentation::  Building documentation in GCC.
105 * Front End::      Anatomy of a language front end.
106 * Back End::       Anatomy of a target back end.
107 @end menu
108
109 @node Subdirectories
110 @subsection Subdirectories of @file{gcc}
111
112 The @file{gcc} directory contains the following subdirectories:
113
114 @table @file
115 @item @var{language}
116 Subdirectories for various languages.  Directories containing a file
117 @file{config-lang.in} are language subdirectories.  The contents of
118 the subdirectories @file{cp} (for C++) and @file{objc} (for
119 Objective-C) are documented in this manual (@pxref{Passes, , Passes
120 and Files of the Compiler}); those for other languages are not.
121 @xref{Front End, , Anatomy of a Language Front End}, for details of
122 the files in these directories.
123
124 @item config
125 Configuration files for supported architectures and operating
126 systems.  @xref{Back End, , Anatomy of a Target Back End}, for
127 details of the files in this directory.
128
129 @item doc
130 Texinfo documentation for GCC, together with automatically generated
131 man pages and support for converting the installation manual to
132 HTML@.  @xref{Documentation}.
133
134 @item fixinc
135 The support for fixing system headers to work with GCC@.  See
136 @file{fixinc/README} for more information.  The headers fixed by this
137 mechanism are installed in @file{@var{libsubdir}/include}.  Along with
138 those headers, @file{README-fixinc} is also installed, as
139 @file{@var{libsubdir}/include/README}.
140
141 @item ginclude
142 System headers installed by GCC, mainly those required by the C
143 standard of freestanding implementations.  @xref{Headers, , Headers
144 Installed by GCC}, for details of when these and other headers are
145 installed.
146
147 @item intl
148 GNU @code{libintl}, from GNU @code{gettext}, for systems which do not
149 include it in libc.  Properly, this directory should be at top level,
150 parallel to the @file{gcc} directory.
151
152 @item po
153 Message catalogs with translations of messages produced by GCC into
154 various languages, @file{@var{language}.po}.  This directory also
155 contains @file{gcc.pot}, the template for these message catalogues,
156 @file{exgettext}, a wrapper around @command{gettext} to extract the
157 messages from the GCC sources and create @file{gcc.pot}, which is run
158 by @samp{make gcc.pot}, and @file{EXCLUDES}, a list of files from
159 which messages should not be extracted.
160
161 @item testsuite
162 The GCC test suites (except for those for runtime libraries).
163 @xref{Test Suites}.
164 @end table
165
166 @node Configuration
167 @subsection Configuration in the @file{gcc} Directory
168
169 The @file{gcc} directory is configured with an Autoconf-generated
170 script @file{configure}.  The @file{configure} script is generated
171 from @file{configure.in} and @file{aclocal.m4}.  From the files
172 @file{configure.in} and @file{acconfig.h}, Autoheader generates the
173 file @file{config.in}.  The file @file{cstamp-h.in} is used as a
174 timestamp.
175
176 @menu
177 * Config Fragments::     Scripts used by @file{configure}.
178 * System Config::        The @file{config.build}, @file{config.host}, and
179                          @file{config.gcc} files.
180 * Configuration Files::  Files created by running @file{configure}.
181 @end menu
182
183 @node Config Fragments
184 @subsubsection Scripts Used by @file{configure}
185
186 @file{configure} uses some other scripts to help in its work:
187
188 @itemize @bullet
189 @item The standard GNU @file{config.sub} and @file{config.guess}
190 files, kept in the top level directory, are used.  FIXME: when is the
191 @file{config.guess} file in the @file{gcc} directory (that just calls
192 the top level one) used?
193
194 @item The file @file{config.gcc} is used to handle configuration
195 specific to the particular target machine.  The file 
196 @file{config.build} is used to handle configuration specific to the 
197 particular build machine.  The file @file{config.host} is used to handle
198 configuration specific to the particular host machine.  (In general,
199 these should only be used for features that cannot reasonably be tested in
200 Autoconf feature tests.)
201 @xref{System Config, , The @file{config.build}, @file{config.host},
202 and @file{config.gcc} Files}, for details of the contents of these files.
203
204 @item Each language subdirectory has a file
205 @file{@var{language}/config-lang.in} that is used for
206 front-end-specific configuration.  @xref{Front End Config, , The Front
207 End @file{config-lang.in} File}, for details of this file.
208
209 @item A helper script @file{configure.frag} is used as part of
210 creating the output of @file{configure}.
211 @end itemize
212
213 @node System Config
214 @subsubsection The @file{config.build}, @file{config.host}, and @file{config.gcc} Files
215
216 The @file{config.build} file contains specific rules for particular systems
217 which GCC is built on.  This should be used as rarely as possible, as the
218 behavior of the build system can always be detected by autoconf.
219
220 The @file{config.host} file contains specific rules for particular systems
221 which GCC will run on.  This is rarely needed.
222
223 The @file{config.gcc} file contains specific rules for particular systems
224 which GCC will generate code for.  This is usually needed.
225
226 Each file has a list of the shell variables it sets, with descriptions, at the
227 top of the file.
228
229 FIXME: document the contents of these files, and what variables should
230 be set to control build, host and target configuration.
231
232 @include configfiles.texi
233
234 @node Build
235 @subsection Build System in the @file{gcc} Directory
236
237 FIXME: describe the build system, including what is built in what
238 stages.  Also list the various source files that are used in the build
239 process but aren't source files of GCC itself and so aren't documented
240 below (@pxref{Passes}).
241
242 @include makefile.texi
243
244 @node Library Files
245 @subsection Library Source Files and Headers under the @file{gcc} Directory
246
247 FIXME: list here, with explanation, all the C source files and headers
248 under the @file{gcc} directory that aren't built into the GCC
249 executable but rather are part of runtime libraries and object files,
250 such as @file{crtstuff.c} and @file{unwind-dw2.c}.  @xref{Headers, ,
251 Headers Installed by GCC}, for more information about the
252 @file{ginclude} directory.
253
254 @node Headers
255 @subsection Headers Installed by GCC
256
257 In general, GCC expects the system C library to provide most of the
258 headers to be used with it.  However, GCC will fix those headers if
259 necessary to make them work with GCC, and will install some headers
260 required of freestanding implementations.  These headers are installed
261 in @file{@var{libsubdir}/include}.  Headers for non-C runtime
262 libraries are also installed by GCC; these are not documented here.
263 (FIXME: document them somewhere.)
264
265 Several of the headers GCC installs are in the @file{ginclude}
266 directory.  These headers, @file{iso646.h},
267 @file{stdarg.h}, @file{stdbool.h}, and @file{stddef.h},
268 are installed in @file{@var{libsubdir}/include},
269 unless the target Makefile fragment (@pxref{Target Fragment})
270 overrides this by setting @code{USER_H}.
271
272 In addition to these headers and those generated by fixing system
273 headers to work with GCC, some other headers may also be installed in
274 @file{@var{libsubdir}/include}.  @file{config.gcc} may set
275 @code{extra_headers}; this specifies additional headers under
276 @file{config} to be installed on some systems.
277
278 GCC installs its own version of @code{<float.h>}, from @file{ginclude/float.h}.
279 This is done to cope with command-line options that change the 
280 representation of floating point numbers.
281
282 GCC also installs its own version of @code{<limits.h>}; this is generated
283 from @file{glimits.h}, together with @file{limitx.h} and
284 @file{limity.h} if the system also has its own version of
285 @code{<limits.h>}.  (GCC provides its own header because it is
286 required of ISO C freestanding implementations, but needs to include
287 the system header from its own header as well because other standards
288 such as POSIX specify additional values to be defined in
289 @code{<limits.h>}.)  The system's @code{<limits.h>} header is used via
290 @file{@var{libsubdir}/include/syslimits.h}, which is copied from
291 @file{gsyslimits.h} if it does not need fixing to work with GCC; if it
292 needs fixing, @file{syslimits.h} is the fixed copy.
293
294 @node Documentation
295 @subsection Building Documentation
296
297 The main GCC documentation is in the form of manuals in Texinfo
298 format.  These are installed in Info format, and DVI versions may be
299 generated by @samp{make dvi}.  In addition, some man pages are
300 generated from the Texinfo manuals, there are some other text files
301 with miscellaneous documentation, and runtime libraries have their own
302 documentation outside the @file{gcc} directory.  FIXME: document the
303 documentation for runtime libraries somewhere.
304
305 @menu
306 * Texinfo Manuals::      GCC manuals in Texinfo format.
307 * Man Page Generation::  Generating man pages from Texinfo manuals.
308 * Miscellaneous Docs::   Miscellaneous text files with documentation.
309 @end menu
310
311 @node Texinfo Manuals
312 @subsubsection Texinfo Manuals
313
314 The manuals for GCC as a whole, and the C and C++ front ends, are in
315 files @file{doc/*.texi}.  Other front ends have their own manuals in
316 files @file{@var{language}/*.texi}.  Common files
317 @file{doc/include/*.texi} are provided which may be included in
318 multiple manuals; the following files are in @file{doc/include}:
319
320 @table @file
321 @item fdl.texi
322 The GNU Free Documentation License.
323 @item funding.texi
324 The section ``Funding Free Software''.
325 @item gcc-common.texi
326 Common definitions for manuals.
327 @item gpl.texi
328 The GNU General Public License.
329 @item texinfo.tex
330 A copy of @file{texinfo.tex} known to work with the GCC manuals.
331 @end table
332
333 DVI formatted manuals are generated by @samp{make dvi}, which uses
334 @command{texi2dvi} (via the Makefile macro @code{$(TEXI2DVI)}).  Info
335 manuals are generated by @samp{make info} (which is run as part of
336 a bootstrap); this generates the manuals in the source directory,
337 using @command{makeinfo} via the Makefile macro @code{$(MAKEINFO)},
338 and they are included in release distributions.
339
340 Manuals are also provided on the GCC web site, in both HTML and
341 PostScript forms.  This is done via the script
342 @file{maintainer-scripts/update_web_docs}.  Each manual to be
343 provided online must be listed in the definition of @code{MANUALS} in
344 that file; a file @file{@var{name}.texi} must only appear once in the
345 source tree, and the output manual must have the same name as the
346 source file.  (However, other Texinfo files, included in manuals but
347 not themselves the root files of manuals, may have names that appear
348 more than once in the source tree.)  The manual file
349 @file{@var{name}.texi} should only include other files in its own
350 directory or in @file{doc/include}.  HTML manuals will be generated by
351 @samp{makeinfo --html} and PostScript manuals by @command{texi2dvi}
352 and @command{dvips}.  All Texinfo files that are parts of manuals must
353 be checked into CVS, even if they are generated files, for the
354 generation of online manuals to work.
355
356 The installation manual, @file{doc/install.texi}, is also provided on
357 the GCC web site.  The HTML version is generated by the script
358 @file{doc/install.texi2html}.
359
360 @node Man Page Generation
361 @subsubsection Man Page Generation
362
363 Because of user demand, in addition to full Texinfo manuals, man pages
364 are provided which contain extracts from those manuals.  These man
365 pages are generated from the Texinfo manuals using
366 @file{contrib/texi2pod.pl} and @command{pod2man}.  (The man page for
367 @command{g++}, @file{cp/g++.1}, just contains a @samp{.so} reference
368 to @file{gcc.1}, but all the other man pages are generated from
369 Texinfo manuals.)
370
371 Because many systems may not have the necessary tools installed to
372 generate the man pages, they are only generated if the
373 @file{configure} script detects that recent enough tools are
374 installed, and the Makefiles allow generating man pages to fail
375 without aborting the build.  Man pages are also included in release
376 distributions.  They are generated in the source directory.
377
378 Magic comments in Texinfo files starting @samp{@@c man} control what
379 parts of a Texinfo file go into a man page.  Only a subset of Texinfo
380 is supported by @file{texi2pod.pl}, and it may be necessary to add
381 support for more Texinfo features to this script when generating new
382 man pages.  To improve the man page output, some special Texinfo
383 macros are provided in @file{doc/include/gcc-common.texi} which
384 @file{texi2pod.pl} understands:
385
386 @table @code
387 @item @@gcctabopt
388 Use in the form @samp{@@table @@gcctabopt} for tables of options,
389 where for printed output the effect of @samp{@@code} is better than
390 that of @samp{@@option} but for man page output a different effect is
391 wanted.
392 @item @@gccoptlist
393 Use for summary lists of options in manuals.
394 @item @@gol
395 Use at the end of each line inside @samp{@@gccoptlist}.  This is
396 necessary to avoid problems with differences in how the
397 @samp{@@gccoptlist} macro is handled by different Texinfo formatters.
398 @end table
399
400 FIXME: describe the @file{texi2pod.pl} input language and magic
401 comments in more detail.
402
403 @node Miscellaneous Docs
404 @subsubsection Miscellaneous Documentation
405
406 In addition to the formal documentation that is installed by GCC,
407 there are several other text files with miscellaneous documentation:
408
409 @table @file
410 @item ABOUT-GCC-NLS
411 Notes on GCC's Native Language Support.  FIXME: this should be part of
412 this manual rather than a separate file.
413 @item ABOUT-NLS
414 Notes on the Free Translation Project.
415 @item COPYING
416 The GNU General Public License.
417 @item COPYING.LIB
418 The GNU Lesser General Public License.
419 @item *ChangeLog*
420 @itemx */ChangeLog*
421 Change log files for various parts of GCC@.
422 @item LANGUAGES
423 Details of a few changes to the GCC front-end interface.  FIXME: the
424 information in this file should be part of general documentation of
425 the front-end interface in this manual.
426 @item ONEWS
427 Information about new features in old versions of GCC@.  (For recent
428 versions, the information is on the GCC web site.)
429 @item README.Portability
430 Information about portability issues when writing code in GCC@.  FIXME:
431 why isn't this part of this manual or of the GCC Coding Conventions?
432 @item SERVICE
433 A pointer to the GNU Service Directory.
434 @end table
435
436 FIXME: document such files in subdirectories, at least @file{config},
437 @file{cp}, @file{objc}, @file{testsuite}.
438
439 @node Front End
440 @subsection Anatomy of a Language Front End
441
442 A front end for a language in GCC has the following parts:
443
444 @itemize @bullet
445 @item
446 A directory @file{@var{language}} under @file{gcc} containing source
447 files for that front end.  @xref{Front End Directory, , The Front End
448 @file{@var{language}} Directory}, for details.
449 @item
450 A mention of the language in the list of supported languages in
451 @file{gcc/doc/install.texi}.
452 @item
453 Details of contributors to that front end in
454 @file{gcc/doc/contrib.texi}.  If the details are in that front end's
455 own manual then there should be a link to that manual's list in
456 @file{contrib.texi}.
457 @item
458 Information about support for that language in
459 @file{gcc/doc/frontends.texi}.
460 @item
461 Information about standards for that language, and the front end's
462 support for them, in @file{gcc/doc/standards.texi}.  This may be a
463 link to such information in the front end's own manual.
464 @item
465 Details of source file suffixes for that language and @option{-x
466 @var{lang}} options supported, in @file{gcc/doc/invoke.texi}.
467 @item
468 Entries in @code{default_compilers} in @file{gcc.c} for source file
469 suffixes for that language.
470 @item
471 Preferably test suites, which may be under @file{gcc/testsuite} or
472 runtime library directories.  FIXME: document somewhere how to write
473 test suite harnesses.
474 @item
475 Probably a runtime library for the language, outside the @file{gcc}
476 directory.  FIXME: document this further.
477 @item
478 Details of the directories of any runtime libraries in
479 @file{gcc/doc/sourcebuild.texi}.
480 @end itemize
481
482 If the front end is added to the official GCC CVS repository, the
483 following are also necessary:
484
485 @itemize @bullet
486 @item
487 At least one Bugzilla component for bugs in that front end and runtime
488 libraries.  This category needs to be mentioned in
489 @file{gcc/gccbug.in}, as well as being added to the Bugzilla database.
490 @item
491 Normally, one or more maintainers of that front end listed in
492 @file{MAINTAINERS}.
493 @item
494 Mentions on the GCC web site in @file{index.html} and
495 @file{frontends.html}, with any relevant links on
496 @file{readings.html}.  (Front ends that are not an official part of
497 GCC may also be listed on @file{frontends.html}, with relevant links.)
498 @item
499 A news item on @file{index.html}, and possibly an announcement on the
500 @email{gcc-announce@@gcc.gnu.org} mailing list.
501 @item
502 The front end's manuals should be mentioned in
503 @file{maintainer-scripts/update_web_docs} (@pxref{Texinfo Manuals})
504 and the online manuals should be linked to from
505 @file{onlinedocs/index.html}.
506 @item
507 Any old releases or CVS repositories of the front end, before its
508 inclusion in GCC, should be made available on the GCC FTP site
509 @uref{ftp://gcc.gnu.org/pub/gcc/old-releases/}.
510 @item
511 The release and snapshot script @file{maintainer-scripts/gcc_release}
512 should be updated to generate appropriate tarballs for this front end.
513 The associated @file{maintainer-scripts/snapshot-README} and
514 @file{maintainer-scripts/snapshot-index.html} files should be updated
515 to list the tarballs and diffs for this front end.
516 @item
517 If this front end includes its own version files that include the
518 current date, @file{maintainer-scripts/update_version} should be
519 updated accordingly.
520 @item
521 @file{CVSROOT/modules} in the GCC CVS repository should be updated.
522 @end itemize
523
524 @menu
525 * Front End Directory::  The front end @file{@var{language}} directory.
526 * Front End Config::     The front end @file{config-lang.in} file.
527 @end menu
528
529 @node Front End Directory
530 @subsubsection The Front End @file{@var{language}} Directory
531
532 A front end @file{@var{language}} directory contains the source files
533 of that front end (but not of any runtime libraries, which should be
534 outside the @file{gcc} directory).  This includes documentation, and
535 possibly some subsidiary programs build alongside the front end.
536 Certain files are special and other parts of the compiler depend on
537 their names:
538
539 @table @file
540 @item config-lang.in
541 This file is required in all language subdirectories.  @xref{Front End
542 Config, , The Front End @file{config-lang.in} File}, for details of
543 its contents
544 @item Make-lang.in
545 This file is required in all language subdirectories.  It contains
546 targets @code{@var{lang}.@var{hook}} (where @code{@var{lang}} is the
547 setting of @code{language} in @file{config-lang.in}) for the following
548 values of @code{@var{hook}}, and any other Makefile rules required to
549 build those targets (which may if necessary use other Makefiles
550 specified in @code{outputs} in @file{config-lang.in}, although this is
551 deprecated).
552
553 @table @code
554 @item all.build
555 @itemx all.cross
556 @itemx start.encap
557 @itemx rest.encap
558 FIXME: exactly what goes in each of these targets?
559 @item tags
560 Build an @command{etags} @file{TAGS} file in the language subdirectory
561 in the source tree.
562 @item info
563 Build info documentation for the front end, in the source directory.
564 This target is only called by @samp{make bootstrap} if a suitable
565 version of @command{makeinfo} is available, so does not need to check
566 for this, and should fail if an error occurs.
567 @item dvi
568 Build DVI documentation for the front end, in the build directory.
569 This should be done using @code{$(TEXI2DVI)}, with appropriate
570 @option{-I} arguments pointing to directories of included files.
571 @item generated-manpages
572 Build generated man pages for the front end from Texinfo manuals
573 (@pxref{Man Page Generation}), in the source directory.  This target
574 is only called if the necessary tools are available, but should ignore
575 errors so as not to stop the build if errors occur; man pages are
576 optional and the tools involved may be installed in a broken way.
577 @item install-normal
578 FIXME: what is this target for?
579 @item install-common
580 Install everything that is part of the front end, apart from the
581 compiler executables listed in @code{compilers} in
582 @file{config-lang.in}.
583 @item install-info
584 Install info documentation for the front end, if it is present in the
585 source directory.  (It may not be present if a suitable version of
586 @command{makeinfo} was not installed.)  This target should run the
587 command @command{install-info} to update the info directory, but
588 should ignore errors when running that command.
589 @item install-man
590 Install man pages for the front end.  This target should ignore
591 errors.
592 @item uninstall
593 Uninstall files installed by installing the compiler.  This is
594 currently documented not to be supported, so the hook need not do
595 anything.
596 @item mostlyclean
597 @itemx clean
598 @itemx distclean
599 @itemx extraclean
600 @itemx maintainer-clean
601 Except for @code{extraclean}, the language parts of the standard GNU
602 @samp{*clean} targets. @xref{Standard Targets, , Standard Targets for
603 Users, standards, GNU Coding Standards}, for details of the standard
604 targets.  @code{extraclean} does @code{distclean} and also deletes
605 anything likely to be found in the source directory that shouldn't be
606 in the distribution.  For GCC, @code{maintainer-clean} should delete
607 all generated files in the source directory that are not checked into
608 CVS, but should not delete anything checked into CVS@.
609 @item stage1
610 @itemx stage2
611 @itemx stage3
612 @itemx stage4
613 @itemx stageprofile
614 @itemx stagefeedback
615 Move to the stage directory files not included in @code{stagestuff} in
616 @file{config-lang.in} or otherwise moved by the main @file{Makefile}.
617 @end table
618
619 @item lang.opt
620 This file registers the set of switches that the front end accepts on
621 the command line, and their --help text.  The file format is
622 documented in the file @file{c.opt}.  These files are processed by the
623 script @file{opts.sh}.
624 @item lang-specs.h
625 This file provides entries for @code{default_compilers} in
626 @file{gcc.c} which override the default of giving an error that a
627 compiler for that language is not installed.
628 @item @var{language}-tree.def
629 This file, which need not exist, defines any language-specific tree
630 codes.
631 @end table
632
633 @node Front End Config
634 @subsubsection The Front End @file{config-lang.in} File
635
636 Each language subdirectory contains a @file{config-lang.in} file.  In
637 addition the main directory contains @file{c-config-lang.in}, which
638 contains limited information for the C language.  This file is a shell
639 script that may define some variables describing the language:
640
641 @table @code
642 @item language
643 This definition must be present, and gives the name of the language
644 for some purposes such as arguments to @option{--enable-languages}.
645 @item lang_requires
646 If defined, this variable lists (space-separated) language front ends
647 other than C that this front end requires to be enabled (with the
648 names given being their @code{language} settings).  For example, the
649 Java front end depends on the C++ front end, so sets
650 @samp{lang_requires=c++}.
651 @item target_libs
652 If defined, this variable lists (space-separated) targets in the top
653 level @file{Makefile} to build the runtime libraries for this
654 language, such as @code{target-libobjc}.
655 @item lang_dirs
656 If defined, this variable lists (space-separated) top level
657 directories (parallel to @file{gcc}), apart from the runtime libraries,
658 that should not be configured if this front end is not built.
659 @item build_by_default
660 If defined to @samp{no}, this language front end is not built unless
661 enabled in a @option{--enable-languages} argument.  Otherwise, front
662 ends are built by default, subject to any special logic in
663 @file{configure.in} (as is present to disable the Ada front end if the
664 Ada compiler is not already installed).
665 @item boot_language
666 If defined to @samp{yes}, this front end is built in stage 1 of the
667 bootstrap.  This is only relevant to front ends written in their own
668 languages.
669 @item compilers
670 If defined, a space-separated list of compiler executables that will
671 be run by the driver.  The names here will each end
672 with @samp{\$(exeext)}.
673 @item stagestuff
674 If defined, a space-separated list of files that should be moved to
675 the @file{stage@var{n}} directories in each stage of bootstrap.
676 @item outputs
677 If defined, a space-separated list of files that should be generated
678 by @file{configure} substituting values in them.  This mechanism can
679 be used to create a file @file{@var{language}/Makefile} from
680 @file{@var{language}/Makefile.in}, but this is deprecated, building
681 everything from the single @file{gcc/Makefile} is preferred.
682 @item gtfiles
683 If defined, a space-separated list of files that should be scanned by
684 gengtype.c to generate the garbage collection tables and routines for
685 this language.  This excludes the files that are common to all front
686 ends. @xref{Type Information}.
687
688 @end table
689
690 @node Back End
691 @subsection Anatomy of a Target Back End
692
693 A back end for a target architecture in GCC has the following parts:
694
695 @itemize @bullet
696 @item
697 A directory @file{@var{machine}} under @file{gcc/config}, containing a
698 machine description @file{@var{machine}.md} file (@pxref{Machine Desc,
699 , Machine Descriptions}), header files @file{@var{machine}.h} and
700 @file{@var{machine}-protos.h} and a source file @file{@var{machine}.c}
701 (@pxref{Target Macros, , Target Description Macros and Functions}),
702 possibly a target Makefile fragment @file{t-@var{machine}}
703 (@pxref{Target Fragment, , The Target Makefile Fragment}), and maybe
704 some other files.  The names of these files may be changed from the
705 defaults given by explicit specifications in @file{config.gcc}.
706 @item
707 If necessary, a file @file{@var{machine}-modes.def} in the
708 @file{@var{machine}} directory, containing additional machine modes to
709 represent condition codes.  @xref{Condition Code}, for further details.
710 @item
711 Entries in @file{config.gcc} (@pxref{System Config, , The
712 @file{config.gcc} File}) for the systems with this target
713 architecture.
714 @item
715 Documentation in @file{gcc/doc/invoke.texi} for any command-line
716 options supported by this target (@pxref{Run-time Target, , Run-time
717 Target Specification}).  This means both entries in the summary table
718 of options and details of the individual options.
719 @item
720 Documentation in @file{gcc/doc/extend.texi} for any target-specific
721 attributes supported (@pxref{Target Attributes, , Defining
722 target-specific uses of @code{__attribute__}}), including where the
723 same attribute is already supported on some targets, which are
724 enumerated in the manual.
725 @item
726 Documentation in @file{gcc/doc/extend.texi} for any target-specific
727 pragmas supported.
728 @item
729 Documentation in @file{gcc/doc/extend.texi} of any target-specific
730 built-in functions supported.
731 @item
732 Documentation in @file{gcc/doc/md.texi} of any target-specific
733 constraint letters (@pxref{Machine Constraints, , Constraints for
734 Particular Machines}).
735 @item
736 A note in @file{gcc/doc/contrib.texi} under the person or people who
737 contributed the target support.
738 @item
739 Entries in @file{gcc/doc/install.texi} for all target triplets
740 supported with this target architecture, giving details of any special
741 notes about installation for this target, or saying that there are no
742 special notes if there are none.
743 @item
744 Possibly other support outside the @file{gcc} directory for runtime
745 libraries.  FIXME: reference docs for this.  The libstdc++ porting
746 manual needs to be installed as info for this to work, or to be a
747 chapter of this manual.
748 @end itemize
749
750 If the back end is added to the official GCC CVS repository, the
751 following are also necessary:
752
753 @itemize @bullet
754 @item
755 An entry for the target architecture in @file{readings.html} on the
756 GCC web site, with any relevant links.
757 @item
758 A news item about the contribution of support for that target
759 architecture, in @file{index.html} on the GCC web site.
760 @item
761 Normally, one or more maintainers of that target listed in
762 @file{MAINTAINERS}.  Some existing architectures may be unmaintained,
763 but it would be unusual to add support for a target that does not have
764 a maintainer when support is added.
765 @end itemize
766
767 @node Test Suites
768 @section Test Suites
769
770 GCC contains several test suites to help maintain compiler quality.
771 Most of the runtime libraries and language front ends in GCC have test
772 suites.  Currently only the C language test suites are documented
773 here; FIXME: document the others.
774
775 @menu
776 * Test Idioms::     Idioms used in test suite code.
777 * C Tests::         The C language test suites.
778 * libgcj Tests::    The Java library test suites.
779 * gcov Testing::    Support for testing gcov.
780 * profopt Testing:: Support for testing profile-directed optimizations.
781 * compat Testing::  Support for testing binary compatibility.
782 @end menu
783
784 @node Test Idioms
785 @subsection Idioms Used in Test Suite Code
786
787 In the @file{gcc.c-torture} test suites, test cases are commonly named
788 after the date on which they were added.  This allows people to tell
789 at a glance whether a test failure is because of a recently found bug
790 that has not yet been fixed, or whether it may be a regression.  In
791 other test suites, more descriptive names are used.  In general C test
792 cases have a trailing @file{-@var{n}.c}, starting with @file{-1.c}, in
793 case other test cases with similar names are added later.
794
795 Test cases should use @code{abort ()} to indicate failure and
796 @code{exit (0)} for success; on some targets these may be redefined to
797 indicate failure and success in other ways.
798
799 In the @file{gcc.dg} test suite, it is often necessary to test that an
800 error is indeed a hard error and not just a warning---for example,
801 where it is a constraint violation in the C standard, which must
802 become an error with @option{-pedantic-errors}.  The following idiom,
803 where the first line shown is line @var{line} of the file and the line
804 that generates the error, is used for this:
805
806 @smallexample
807 /* @{ dg-bogus "warning" "warning in place of error" @} */
808 /* @{ dg-error "@var{regexp}" "@var{message}" @{ target *-*-* @} @var{line} @} */
809 @end smallexample
810
811 It may be necessary to check that an expression is an integer constant
812 expression and has a certain value.  To check that @code{@var{E}} has
813 value @code{@var{V}}, an idiom similar to the following is used:
814
815 @smallexample
816 char x[((E) == (V) ? 1 : -1)];
817 @end smallexample
818
819 In @file{gcc.dg} tests, @code{__typeof__} is sometimes used to make
820 assertions about the types of expressions.  See, for example,
821 @file{gcc.dg/c99-condexpr-1.c}.  The more subtle uses depend on the
822 exact rules for the types of conditional expressions in the C
823 standard; see, for example, @file{gcc.dg/c99-intconst-1.c}.
824
825 It is useful to be able to test that optimizations are being made
826 properly.  This cannot be done in all cases, but it can be done where
827 the optimization will lead to code being optimized away (for example,
828 where flow analysis or alias analysis should show that certain code
829 cannot be called) or to functions not being called because they have
830 been expanded as built-in functions.  Such tests go in
831 @file{gcc.c-torture/execute}.  Where code should be optimized away, a
832 call to a nonexistent function such as @code{link_failure ()} may be
833 inserted; a definition
834
835 @smallexample
836 #ifndef __OPTIMIZE__
837 void
838 link_failure (void)
839 @{
840   abort ();
841 @}
842 #endif
843 @end smallexample
844
845 @noindent
846 will also be needed so that linking still succeeds when the test is
847 run without optimization.  When all calls to a built-in function
848 should have been optimized and no calls to the non-built-in version of
849 the function should remain, that function may be defined as
850 @code{static} to call @code{abort ()} (although redeclaring a function
851 as static may not work on all targets).
852
853 All testcases must be portable.  Target-specific testcases must have
854 appropriate code to avoid causing failures on unsupported systems;
855 unfortunately, the mechanisms for this differ by directory.
856
857 FIXME: discuss non-C test suites here.
858
859 @node C Tests
860 @subsection C Language Test Suites
861
862 GCC contains the following C language test suites, in the
863 @file{gcc/testsuite} directory:
864
865 @table @file
866 @item gcc.dg
867 This contains tests of particular features of the C compiler, using the 
868 more modern @samp{dg} harness.  Correctness tests for various compiler
869 features should go here if possible.
870
871 Magic comments determine whether the file 
872 is preprocessed, compiled, linked or run.  In these tests, error and warning 
873 message texts are compared against expected texts or regular expressions 
874 given in comments.  These tests are run with the options @samp{-ansi -pedantic}
875 unless other options are given in the test.  Except as noted below they
876 are not run with multiple optimization options.
877 @item gcc.dg/compat
878 This subdirectory contains tests for binary compatibility using
879 @file{compat.exp}, which in turn uses the language-independent support
880 (@pxref{compat Testing, , Support for testing binary compatibility}).
881 @item gcc.dg/cpp
882 This subdirectory contains tests of the preprocessor.
883 @item gcc.dg/debug
884 This subdirectory contains tests for debug formats.  Tests in this
885 subdirectory are run for each debug format that the compiler supports.
886 @item gcc.dg/format
887 This subdirectory contains tests of the @option{-Wformat} format
888 checking.  Tests in this directory are run with and without
889 @option{-DWIDE}.
890 @item gcc.dg/noncompile
891 This subdirectory contains tests of code that should not compile and
892 does not need any special compilation options.  They are run with
893 multiple optimization options, since sometimes invalid code crashes
894 the compiler with optimization.
895 @item gcc.dg/special
896 FIXME: describe this.
897
898 @item gcc.c-torture
899 This contains particular code fragments which have historically broken easily.
900 These tests are run with multiple optimization options, so tests for features
901 which only break at some optimization levels belong here.  This also contains
902 tests to check that certain optimizations occur.  It might be worthwhile to 
903 separate the correctness tests cleanly from the code quality tests, but
904 it hasn't been done yet.
905
906 @item gcc.c-torture/compat
907 FIXME: describe this.
908
909 This directory should probably not be used for new tests.
910 @item gcc.c-torture/compile
911 This test suite contains test cases that should compile, but do not
912 need to link or run.  These test cases are compiled with several
913 different combinations of optimization options.  All warnings are
914 disabled for these test cases, so this directory is not suitable if
915 you wish to test for the presence or absence of compiler warnings.
916 While special options can be set, and tests disabled on specific
917 platforms, by the use of @file{.x} files, mostly these test cases
918 should not contain platform dependencies.  FIXME: discuss how defines
919 such as @code{NO_LABEL_VALUES} and @code{STACK_SIZE} are used.
920 @item gcc.c-torture/execute
921 This test suite contains test cases that should compile, link and run;
922 otherwise the same comments as for @file{gcc.c-torture/compile} apply.
923 @item gcc.c-torture/execute/ieee
924 This contains tests which are specific to IEEE floating point.
925 @item gcc.c-torture/unsorted
926 FIXME: describe this.
927
928 This directory should probably not be used for new tests.
929 @item gcc.c-torture/misc-tests
930 This directory contains C tests that require special handling.  Some
931 of these tests have individual expect files, and others share
932 special-purpose expect files:
933
934 @table @file
935 @item @code{bprob*.c}
936 Test @option{-fbranch-probabilities} using @file{bprob.exp}, which
937 in turn uses the generic, language-independent framework
938 (@pxref{profopt Testing, , Support for testing profile-directed
939 optimizations}).
940
941 @item @code{dg-*.c}
942 Test the testsuite itself using @file{dg-test.exp}.
943
944 @item @code{gcov*.c}
945 Test @command{gcov} output using @file{gcov.exp}, which in turn uses the
946 language-independent support (@pxref{gcov Testing, , Support for testing gcov}).
947
948 @item @code{i386-pf-*.c}
949 Test i386-specific support for data prefetch using @file{i386-prefetch.exp}.
950 @end table
951
952 @end table
953
954 FIXME: merge in @file{testsuite/README.gcc} and discuss the format of
955 test cases and magic comments more.
956
957 @node libgcj Tests
958 @subsection The Java library test suites.
959
960 Runtime tests are executed via @samp{make check} in the
961 @file{@var{target}/libjava/testsuite} directory in the build
962 tree.  Additional runtime tests can be checked into this testsuite.
963
964 Regression testing of the core packages in libgcj is also covered by the
965 Mauve test suite.  The @uref{http://sources.redhat.com/mauve/,,Mauve Project}
966 develops tests for the Java Class Libraries.  These tests are run as part
967 of libgcj testing by placing the Mauve tree within the libjava testsuite
968 sources at @file{libjava/testsuite/libjava.mauve/mauve}, or by specifying
969 the location of that tree when invoking @samp{make}, as in
970 @samp{make MAUVEDIR=~/mauve check}.
971
972 To detect regressions, a mechanism in @file{mauve.exp} compares the
973 failures for a test run against the list of expected failures in
974 @file{libjava/testsuite/libjava.mauve/xfails} from the source hierarchy.
975 Update this file when adding new failing tests to Mauve, or when fixing
976 bugs in libgcj that had caused Mauve test failures.
977
978 The @uref{http://oss.software.ibm.com/developerworks/opensource/jacks/,,
979 Jacks} project provides a test suite for Java compilers that can be used
980 to test changes that affect the GCJ front end.  This test suite is run as
981 part of Java testing by placing the Jacks tree within the the libjava
982 testsuite sources at @file{libjava/testsuite/libjava.jacks/jacks}.
983
984 We encourage developers to contribute test cases to Mauve and Jacks.
985
986 @node gcov Testing
987 @subsection Support for testing @command{gcov}
988
989 Language-independent support for testing @command{gcov}, and for checking
990 that branch profiling produces expected values, is provided by the
991 expect file @file{gcov.exp}.  @command{gcov} tests also rely on procedures
992 in @file{gcc.dg.exp} to compile and run the test program.  A typical
993 @command{gcov} test contains the following DejaGNU commands within comments:
994
995 @smallexample
996 @{ dg-options "-fprofile-arcs -ftest-coverage" @}
997 @{ dg-do run @{ target native @} @}
998 @{ dg-final @{ run-gcov sourcefile @} @}
999 @end smallexample
1000
1001 Checks of @command{gcov} output can include line counts, branch percentages,
1002 and call return percentages.  All of these checks are requested via
1003 commands that appear in comments in the test's source file.
1004 Commands to check line counts are processed by default.
1005 Commands to check branch percentages and call return percentages are
1006 processed if the @command{run-gcov} command has arguments @code{branches}
1007 or @code{calls}, respectively.  For example, the following specifies
1008 checking both, as well as passing @code{-b} to @command{gcov}:
1009
1010 @smallexample
1011 @{ dg-final @{ run-gcov branches calls @{ -b sourcefile @} @} @}
1012 @end smallexample
1013
1014 A line count command appears within a comment on the source line
1015 that is expected to get the specified count and has the form
1016 @code{count(@var{cnt})}.  A test should only check line counts for
1017 lines that will get the same count for any architecture.
1018
1019 Commands to check branch percentages (@code{branch}) and call
1020 return percentages (@code{returns}) are very similar to each other.
1021 A beginning command appears on or before the first of a range of
1022 lines that will report the percentage, and the ending command
1023 follows that range of lines.  The beginning command can include a
1024 list of percentages, all of which are expected to be found within
1025 the range.  A range is terminated by the next command of the same
1026 kind.  A command @code{branch(end)} or @code{returns(end)} marks
1027 the end of a range without starting a new one.  For example:
1028
1029 @smallexample
1030 if (i > 10 && j > i && j < 20)  /* branch(27 50 75) */
1031                                 /* branch(end) */
1032   foo (i, j);
1033 @end smallexample
1034
1035 For a call return percentage, the value specified is the
1036 percentage of calls reported to return.  For a branch percentage,
1037 the value is either the expected percentage or 100 minus that
1038 value, since the direction of a branch can differ depending on the
1039 target or the optimization level.
1040
1041 Not all branches and calls need to be checked.  A test should not
1042 check for branches that might be optimized away or replaced with
1043 predicated instructions.  Don't check for calls inserted by the
1044 compiler or ones that might be inlined or optimized away.
1045
1046 A single test can check for combinations of line counts, branch
1047 percentages, and call return percentages.  The command to check a
1048 line count must appear on the line that will report that count, but
1049 commands to check branch percentages and call return percentages can
1050 bracket the lines that report them.
1051
1052 @node profopt Testing
1053 @subsection Support for testing profile-directed optimizations
1054
1055 The file @file{profopt.exp} provides language-independent support for
1056 checking correct execution of a test built with profile-directed
1057 optimization.  This testing requires that a test program be built and
1058 executed twice.  The first time it is compiled to generate profile
1059 data, and the second time it is compiled to use the data that was
1060 generated during the first execution.  The second execution is to
1061 verify that the test produces the expected results.
1062
1063 To check that the optimization actually generated better code, a
1064 test can be built and run a third time with normal optimizations to
1065 verify that the performance is better with the profile-directed
1066 optimizations.  @file{profopt.exp} has the beginnings of this kind
1067 of support.
1068
1069 @file{profopt.exp} provides generic support for profile-directed
1070 optimizations.  Each set of tests that uses it provides information
1071 about a specific optimization:
1072
1073 @table @code
1074 @item tool
1075 tool being tested, e.g., gcc
1076
1077 @item profile_option
1078 options used to generate profile data
1079
1080 @item feedback_option
1081 options used to optimize using that profile data
1082
1083 @item prof_ext
1084 suffix of profile data files
1085
1086 @item PROFOPT_OPTIONS
1087 list of options with which to run each test, similar to the lists for
1088 torture tests
1089 @end table
1090
1091 @node compat Testing
1092 @subsection Support for testing binary compatibility
1093
1094 The file @file{compat.exp} provides language-independent support for
1095 binary compatibility testing.  It supports testing interoperability
1096 of two compilers that follow the same ABI, or of multiple sets of
1097 compiler options that should not affect binary compatibility.
1098 It is intended to be used for test suites that complement ABI test
1099 suites.
1100
1101 A test supported by this framework has three parts, each in a
1102 separate source file: a main program and two pieces that interact
1103 with each other to split up the functionality being tested.
1104
1105 @table @file
1106 @item @var{testname}_main.@var{suffix}
1107 Contains the main program, which calls a function in file
1108 @file{@var{testname}_x.@var{suffix}}.
1109
1110 @item @var{testname}_x.@var{suffix}
1111 Contains at least one call to a function in
1112 @file{@var{testname}_y.@var{suffix}}.
1113
1114 @item @var{testname}_y.@var{suffix}
1115 Shares data with, or gets arguments from,
1116 @file{@var{testname}_x.@var{suffix}}.
1117 @end table
1118
1119 Within each test, the main program and one functional piece are
1120 compiled by the GCC under test.  The other piece can be compiled by
1121 an alternate compiler.  If no alternate compiler is specified,
1122 then all three source files are all compiled by the GCC under test.
1123 It's also possible to specify a pair of lists of compiler options,
1124 one list for each compiler, so that each test will be compiled with
1125 each pair of options.
1126
1127 @file{compat.exp} defines default pairs of compiler options.
1128 These can be overridden by defining the environment variable
1129 @env{COMPAT_OPTIONS} as:
1130
1131 @smallexample
1132 COMPAT_OPTIONS="[list [list @{@var{tst1}@} @{@var{alt1}@}]
1133   ...[list @{@var{tstn}@} @{@var{altn}@}]]"
1134 @end smallexample
1135
1136 where @var{tsti} and @var{alti} are lists of options, with @var{tsti}
1137 used by the compiler under test and @var{alti} used by the alternate
1138 compiler.  For example, with
1139 @code{[list [list @{-g -O0@} @{-O3@}] [list @{-fpic@} @{-fPIC -O2@}]]},
1140 the test is first built with @code{-g -O0} by the compiler under
1141 test and with @code{-O3} by the alternate compiler.  The test is
1142 built a second time using @code{-fpic} by the compiler under test
1143 and @code{-fPIC -O2} by the alternate compiler.
1144
1145 An alternate compiler is specified by defining an environment
1146 variable; for C++ define @env{ALT_CXX_UNDER_TEST} to be the full
1147 pathname of an installed compiler.  That will be written to the
1148 @file{site.exp} file used by DejaGNU.  The default is to build each
1149 test with the compiler under test using the first of each pair of
1150 compiler options from @env{COMPAT_OPTIONS}.  When
1151 @env{ALT_CXX_UNDER_TEST} is @code{same}, each test is built using
1152 the compiler under test but with combinations of the options from
1153 @env{COMPAT_OPTIONS}.
1154
1155 To run only the C++ compatibility suite using the compiler under test
1156 and another version of GCC using specific compiler options, do the
1157 following from @file{@var{objdir}/gcc}:
1158
1159 @smallexample
1160 rm site.exp
1161 make -k \
1162   ALT_CXX_UNDER_TEST=$@{alt_prefix@}/bin/g++ \
1163   COMPAT_OPTIONS="lists as shown above" \
1164   check-c++ \
1165   RUNTESTFLAGS="compat.exp"
1166 @end smallexample
1167
1168 A test that fails when the source files are compiled with different
1169 compilers, but passes when the files are compiled with the same
1170 compiler, demonstrates incompatibility of the generated code or
1171 runtime support.  A test that fails for the alternate compiler but
1172 passes for the compiler under test probably tests for a bug that was
1173 fixed in the compiler under test but is present in the alternate
1174 compiler.