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