share/man: Update nitc.md for debug option
[nit.git] / share / man / nitc.md
1 % NITC(1)
2
3 # NAME
4
5 nitc - compiles Nit programs.
6
7
8 # SYNOPSIS
9
10 nitc [*options*] FILE...
11
12
13 # DESCRIPTION
14
15 nitc is the current official Nit compiler.
16 It takes the main module of a Nit program as argument and produces an executable file.
17
18 By default, the generated executables are produced in the current directory.
19 (see `--dir` for details.)
20
21 Internally, nitc rely on the presence of a C compiler. Usually gcc (but nitc was successfully tested with clang).
22 A compilation directory is therefore created and (re-)used.
23 By default, the compilation directory is named `nit_compile` and is removed after the compilation.
24 (see `--compile-dir` for details.)
25
26 Currently, because Nit is still in heavy development, the compilation directory is not cleaned after the compilation.
27
28 By default, the compilation process tries to have a good trade-off between the compilation time and the performance of produced executables.
29 To produce more optimized executables, the current best option is `--semi-global`.
30
31 To improve the compilation time and simplify the compilation of multiple programs, more than one file can be given.
32 Each one will be compiled into a distinct executable.
33
34     $ nitc prog1.nit prog2.nit
35
36 To combine files into a single program, use the `-m` option.
37
38     $ nitc prog1.nit -m other_module.nit
39
40 nitc can produces executables for various platforms when specific modules are used.
41 Currently, android, pnacl and emscripten are supported.
42 See the documentation of these specific modules for details.
43
44
45 # OPTIONS
46
47 ## MESSAGES
48
49 `-W`, `--warn`
50 :   Show additional warnings (advices).
51
52     By default, only important warnings are displayed.
53     May be overridden by `-w`.
54
55     Important warnings are displayed by default. A warning is considered important when:
56
57      * There is a simple correction.
58      * There is no reason to let the code this way.
59      * There is always a real issue (no false positive).
60
61     Other warnings, called advices, are not displayed by default to avoid filling the terminal with
62     unwanted information.
63     A warning is considered an advice when:
64
65      * The correction could be complex. e.g. require a refactorisation or an API change.
66      * The correction cannot be done. e.g. Code that use a deprecated API for some compatibility reason.
67      * There is not a real issue (false positive). Note that this should be unlikely.
68      * Transitional: While a real important warning, it fires a lot in current code, so a transition is needed
69        in order to let people fix them before promoting the advice to an important warning.
70
71 `-w`, `--warning`
72 :   Show/hide a specific warning.
73
74     Each type of warning can be individually displayed or hidden.
75     The `-w` option takes the name of a warning (displayed at the end of the warning message, between parentheses) to activate it;
76     and "no-{name}" to disable it.
77     It has precedence over -q and -W.
78     Multiple `-w` can be given.
79
80     To show only `missing-doc` warnings in standard"
81
82         $ nitc -q -w missing-doc standard
83
84     To show all warnings and advices, except `missing-doc`:
85
86         $ nitc -W -w no-missing-doc standard
87
88     To show important warnings except `useless-type-test`, but not advice except `missing-doc`:
89
90         $ nitc -w missing-doc -w no-useless-type-test standard
91
92 `-q`, `--quiet`
93 :   Do not show warnings.
94     May be overridden by `-w`
95
96 `--stop-on-first-error`
97 :   Just display the first encountered error then stop.
98
99     By default, nitc tries to detect and display more than one error before aborting the compilation.
100
101 `--no-color`
102 :   Do not use color to display errors and warnings.
103
104     Also, do not echo the line.
105     This options is mainly used by scripts and tools that need parsable error messages.
106
107 `-v`, `--verbose`
108 :   Additional messages from the tool.
109     Multiple `-v` can be given to improve the verbosity.
110
111     With one `-v`, there is constant number of lines.
112     With two `-v`, the number of lines is proportional to the number of modules.
113     With three `-v`, the number of lines is proportional to the number of definition of classes.
114     With four `-v`, the number of lines is proportional to the number of definition of properties.
115
116 `--log`
117 :   Generate various log files.
118
119     The tool will generate some files in the logging directory (see `--log-dir`).
120     These files are intended to the advanced user and the developers of the tools.
121
122 `--log-dir`
123 :   Directory where to generate log files.
124
125     By default the directory is called `logs` in the working directory.
126
127
128 `-h`, `-?`, `--help`
129 :   Show Help (the list of options).
130
131 `--version`
132 :   Show version and exit.
133
134
135 ## PATHS
136
137 `-I`, `--path`
138 :   Add an additional include path.
139
140     This option is used to indicate an additional path of a directory containing Nit libraries.
141
142     The path added with `-I` are searched before those added by the environment variable `NIT_PATH`.
143
144     May be used more than once.
145
146 `-o`, `--output`
147 :   Output executable name.
148
149     Indicates the path and name of the produced executable.
150
151     Note: it is better to use `--dir` if only the directory is important.
152     This way, the platform extension will be correctly set.
153
154     `-o` is not usable if multiple programs are compiled at once.
155
156 `--dir`
157 :   Output directory.
158
159     Produce the executables in the given directory instead of the current directory.
160
161 `--nit-dir`
162 :   Base directory of the Nit installation.
163
164     Has precedence over the environment variable `NIT_DIR`.
165
166 ## COMPILATION
167
168 `--compile-dir`
169 :   Directory used to generate temporary files.
170
171     By default, it is named `nit_compile` and created in the current directory and destroyed after the compilation.
172
173     If the option `--compile_dir` or `--no-cc` is used, then the directory is not destroyed and let as is.
174
175 `--no-cc`
176 :   Do not invoke the C compiler.
177
178     Files in the compilation directory are generated but the C compiler is not invoked.
179
180     This option is mainly used to produce C files distributable then compilable on system that do not have a Nit compiler (e.g. embedded system).
181     In this case, it is suggested to also use the options `--dir`, `--compile-dir` and `--semi-global`.
182
183         $ nitc examples/hello_world.nit --no-cc --dir hello --compile-dir hello --semi-global
184
185     Will produce a `hello` directory that contains the required C files to finish the compilation.
186     Only the C files required for the program are generated.
187     The final binary will be generated in the same directory.
188
189     Note that, to be useful, the compilation directory is not destroyed when `--no-cc` is used.
190
191 `-m`
192 :   Additional module to mix-in.
193
194     Additional modules are imported and refine the main module of the program.
195     This has basically the same effect than implementing a specific module that imports the main module of the program then each one of the mix-in modules.
196     May be used more than once.
197
198     This is option is used to weave additional behaviors to existing programs.
199     Modules designated to bring features to programs by refining basic or specialized services, without any intervention of the main program, are good candidates to be used with the `-m` option.
200     E.g. `hash_debug`.
201
202     An other usage of the `-m` option is to compile program to a specific platform. E.g. `emscripten`  or `android`.
203
204     A last usage is to develop programs as product lines with a main basic module (vanilla) and specific distinct features as flavor modules, then to combine them at compile-time.
205
206         $ nitc prog_vanilla.nit -m feature_chocolate.nit -m feature_cherry.nit
207
208 `-D`, `--define`
209 :   Define a specific property.
210
211     The `-D` option allows to refine a top-level method at compile-time.
212     This has basically the same effect than implementing a specific module that imports the main module of the program and refines the designated methods.
213
214     The designated method must be top-level function with no parameters that returns a Bool, an Int or a String.
215
216     The argument of the `-D` option is "{name}={value}".
217     For Bool, the argument can also be just "{name}", in this case, the value is considered to be `true`.
218
219         $ nitc foo.nit -D prefix=/opt/foo -D port=8080 -D with_ssl
220
221 `--release`
222 :   Compile in release mode and finalize application.
223
224     Currently, this only affect the android platform.
225
226 `-g`, `--debug`
227 :   Compile in debug mode.
228
229     Currently removes gcc optimizations.
230     Also preserves the source-files directory for C-debuggers.
231
232     For more debugging-related options, see also `--hardening` and `NIT_GC_OPTION`
233
234 ## COMPILATION MODES
235
236 `nitc` includes distinct compilation modes.
237
238 `--separate`
239 :   Use separate compilation (default mode).
240
241     In separate compilation, modules are compiled independently of their programs.
242     This makes the recompilation of programs faster since only the modified files need to be recompiled.
243
244 `--global`
245 :   Use global compilation.
246
247     The produced executables may become huge and the compilation time is prohibitive.
248     But sometime, they are faster.
249
250     In practice, `--semi-global` produces nearly as fast but smaller executables.
251
252 `--erasure`
253 :   Erase generic types.
254
255     Like `--separate` but use an erasure dynamic typing policy for generics and virtual types.
256     Usually you do not need this, even if you understand the previous sentence.
257
258
259 ## SEMI-GLOBAL OPTIMIZATIONS
260
261 In `--separate` and in `--erasure` modes, some optimization can be gained by relaxing the constraint about
262 the independence on programs.
263
264 Therefore, with these options, the produced executables may be faster and smaller but the recompilation time
265 will increase.
266
267 `--semi-global`
268 :   Enable all semi-global optimizations.
269
270 `--rta`
271 :   Activate RTA (Rapid Type Analysis).
272
273     This option only make sense in `--erasure` to enable some semi-global optimizations.
274
275     RTA is implicitly enabled in `--separate` and `--global`.
276
277 `--inline-coloring-numbers`
278 :   Inline colors and ids (semi-global).
279
280 `--inline-some-methods`
281 :   Allow the separate compiler to inline some methods (semi-global).
282     Need `--rta`.
283
284 `--direct-call-monomorph`
285 :   Allow the separate compiler to direct call monomorphic sites (semi-global).
286     Need `--rta`.
287
288 `--skip-dead-methods`
289 :   Do not compile dead methods (semi-global).
290     Need `--rta`.
291
292 ## LINK-BOOST OPTIMIZATIONS
293
294 In `--separate` and in `--erasure` modes, some optimization can be gained by hijacking the linker process.
295
296 Warning: these optimisations are not portable since they use extra features of the GNU linker `ld`.
297 However, there is very few reasons to not use them if GNU `ld` is available.
298
299 `--link-boost`
300 :   Enable all link-boost optimizations.
301
302 `--colors-are-symbols`
303 :   Store colors as symbols instead of static data.
304
305     By default, the various identifiers used to implement OO-mechanisms are stored as genuine constant static variables.
306
307     This option uses linker symbols to encode these identifiers.
308     This makes the compiled program faster since less indirections are required to get the values.
309     It also produces executables that are a little bit smaller since static memory does not have to store the colors.
310
311 `--substitute-monomorph`
312 :   Replace monomorphic trampolines with direct call.
313
314     Late-binding is implemented with *trampolines*, that are small functions that just select and jump the to right implementations.
315     If, at link-time, is it known that the target will always by the same implementation then all calls to the trampoline are replaced by
316     direct calls to this single implementation.
317
318     Note that using trampolines as indirection slows down the executable.
319     However, it is expected that the gain of monomorphic direct-calls overcompensates the additional indirections in polymorphic trampoline-calls.
320
321     Note: automatically enable option `--trampoline-call`.
322
323 ## DANGEROUS OPTIMIZATIONS
324
325 The following optimizations disable runtime checks.
326 It means that correct (non-buggy) programs may be slightly faster.
327 It also means that incorrect (buggy) programs may have unspecified behaviors
328 (e.g. formatting your hard drive or killing your cat).
329
330 In fact, these options are mainly used to bench the compilation results.
331
332 `--no-check-all`
333 :   Disable all tests (dangerous).
334
335 `--no-check-covariance`
336 :   Disable type tests of covariant parameters (dangerous).
337
338 `--no-check-attr-isset`
339 :   Disable isset tests before each attribute access (dangerous).
340
341 `--no-check-assert`
342 :   Disable the evaluation of explicit `assert` and `as` (dangerous).
343
344 `--no-check-autocast`
345 :   Disable implicit casts on unsafe expression usage (dangerous).
346
347 `--no-check-null`
348 :   Disable tests of null receiver (dangerous).
349
350 `--no-check-erasure-cast`
351 :   Disable implicit casts on unsafe return with erasure-typing policy (dangerous).
352
353
354 ## UNOPTIMIZATIONS
355
356 These options are used to debug or to bench the compilation results.
357 Usually you do not need them since they make the generated code slower.
358
359 `--hardening`
360 :   Generate contracts in the C code against bugs in the compiler.
361
362 `--no-shortcut-range`
363 :   Always instantiate a range and its iterator on 'for' loops.
364
365 `--no-union-attribute`
366 :   Put primitive attributes in a box instead of an union.
367
368 `--no-shortcut-equal`
369 :   Always call == in a polymorphic way.
370
371 `--no-tag-primitive`
372 :   Use only boxes for primitive types.
373
374 The separate compiler uses tagged values to encode common primitive types like Int, Bool and Char.
375 This option disables tags and forces such primitive values to be boxed.
376 The drawback is that each boxing costs a memory allocation thus increases the amount of work for the garbage collector.
377
378 However, in some cases, it is possible that this option improves performance since the absence of tags simplify the implementation
379 of OO mechanisms like method calls or equality tests.
380
381 `--no-inline-intern`
382 :   Do not inline call to intern methods.
383
384 `--colo-dead-methods`
385 :   Force colorization of dead methods.
386
387 `--no-gcc-directive`
388 :   Disable advanced gcc directives for optimization.
389
390 `--trampoline-call`
391 :   Use an indirection when calling.
392
393     Just add the trampolines of `--substitute-monomorph` without doing any aditionnal optimizations.
394
395 ## INTERNAL OPTIONS
396
397 These options can be used to control the fine behavior of the tool.
398 They are useless for a normal user.
399
400 `--disable-phase`
401 :   Disable a specific phase; use `list` to get the list.
402
403 `--only-parse`
404 :   Only proceed to parse files.
405
406 `--only-metamodel`
407 :   Stop after meta-model processing.
408
409 `--ignore-visibility`
410 :   Do not check, and produce errors, on visibility issues.
411
412 `--no-main`
413 :   Do not generate main entry point.
414
415 `--no-stacktrace`
416 :   The compiled program will not display stack traces on runtime errors.
417
418     Because stack traces rely on libunwind, this option might be useful in order to generate more portable binaries
419     since libunwind might be non available on the runtime system (or available with an ABI incompatible version).
420
421     The generated C is API-portable and can be reused, distributed and compiled on any supported system.
422     If the option `--no-stacktrace` is not used but the development files of the library `libunwind` are not available, then a warning will be displayed
423     and stack trace will be disabled.
424
425     Note that the `--no-stacktrace` option (or this absence) can be toggled manually in the generated Makefile (search `NO_STACKTRACE` in the Makefile).
426     Moreover, the environment variable `NIT_NO_STACK` (see bellow) can also be used at runtime to disable stack traces.
427
428 `--max-c-lines`
429 :   Maximum number of lines in generated C files. Use 0 for unlimited.
430
431 `--group-c-files`
432 :   Group all generated code in the same series of files.
433
434 `--make-flags`
435 :   Additional options to the `make` command.
436
437           $ nitc foo.nit --make-flags 'CC=clang' --make-flags 'CFLAGS="-O0 -g"'
438
439 `--typing-test-metrics`
440 :   Enable static and dynamic count of all type tests.
441
442 `--invocation-metrics`
443 :   Enable static and dynamic count of all method invocations.
444
445 `--isset-checks-metrics`
446 :   Enable static and dynamic count of isset checks before attributes access.
447
448 `--tables-metrics`
449 :   Enable static size measuring of tables used for vft, typing and resolution.
450
451 `--set-dummy-tool`
452 :   Set toolname and version to DUMMY. Useful for testing.
453
454 `--bash-completion`
455 :   Generate bash_completion file for this program.
456
457 `--stub-man`
458 :   Generate a stub manpage in pandoc markdown format.
459
460 `--keep-going`
461 :   Continue after errors, whatever the consequences.
462
463 The tool does not stop after some errors but continue until it produces incorrect result, crashes, erases the hard drive, or just continue forever in an infinite loop.
464 This option is used to test the robustness of the tools by allowing phases to progress on incorrect data.
465
466 # ENVIRONMENT VARIABLES
467
468 `NIT_DIR`
469 :   Base directory of the Nit installation.
470
471     When the `NIT_DIR` environment variable is set then it specifies the path of the Nit install directory.
472
473     This directory is used to locate binaries, shared files and the common libraries.
474
475     When unset, the directory is guessed according to some heuristic.
476
477     The `--nit-dir` option also set the base directory of the Nit installation but has precedence.
478
479 `NIT_PATH`
480 :   Additional include paths.
481
482     The `NIT_PATH` environment variable contains paths of directories containing Nit libraries.
483     Each path is separated with a column (`:`).
484
485     The `-I` option also add additional paths.
486
487 `NIT_GC_OPTION`
488 :   Runtime control of the garbage collector.
489
490     The behavior of the GC of the executables produced by nitc can be tuned with this environment variable.
491
492     The environment variable is used when programs are executed, not when they are compiled.
493     Thus, you do not need to recompile programs in order to tweak their GC options.
494
495     Available values are:
496
497     * boehm: use the Boehm-Demers-Weiser's conservative garbage collector (default).
498     * malloc: disable the GC and just use `malloc` without doing any `free`.
499     * large: disable the GC and just allocate a large memory area to use for all instantiation.
500     * help: show the list of available options.
501
502 `NIT_NO_STACK`
503 :   Runtime control of stack traces.
504
505     By default, stack traces are printed when a runtime errors occurs during the execution of a compiled program.
506     When setting this environment variable to a non empty value, such stack traces are disabled.
507
508     The environment variable is used when programs are executed, not when they are compiled.
509     Thus, you do not need to recompile programs in order to disable generated stack traces.
510
511     Note that stack traces require that, during the compilation, development files of the library `libunwind` are available.
512     If they are not available, then programs are compiled without any stack trace support.
513
514     To completely disable stack traces, see the option `--no-stacktrace`.
515
516 # SEE ALSO
517
518 The Nit language documentation and the source code of its tools and libraries may be downloaded from <http://nitlanguage.org>