Makefile: talk about nit_env.sh after successful `make all`
[nit.git] / share / man / nitc.md
1 # NAME
2
3 nitc - compiles Nit programs.
4
5
6 # SYNOPSIS
7
8 nitc [*options*] FILE...
9
10
11 # DESCRIPTION
12
13 nitc is the current official Nit compiler.
14 It takes the main module of a Nit program as argument and produces an executable file.
15
16 By default, the generated executables are produced in the current directory.
17 (see `--dir` for details.)
18
19 Internally, nitc rely on the presence of a C compiler. Usually gcc (but nitc was successfully tested with clang).
20 A compilation directory is therefore created and (re-)used.
21 By default, the compilation directory is named `nit_compile` and is removed after the compilation.
22 (see `--compile-dir` for details.)
23
24 Currently, because Nit is still in heavy development, the compilation directory is not cleaned after the compilation.
25
26 By default, the compilation process tries to have a good trade-off between the compilation time and the performance of produced executables.
27 To produce more optimized executables, the current best option is `--semi-global`.
28
29 To improve the compilation time and simplify the compilation of multiple programs, more than one file can be given.
30 Each one will be compiled into a distinct executable.
31
32     $ nitc prog1.nit prog2.nit
33
34 To combine files into a single program, use the `-m` option.
35
36     $ nitc prog1.nit -m other_module.nit
37
38 nitc can produces executables for various platforms when specific modules are used.
39 Currently, android, pnacl and emscripten are supported.
40 See the documentation of these specific modules for details.
41
42
43 # OPTIONS
44
45 ## MESSAGES
46
47 ### `-W`, `--warn`
48
49 Show additional warnings (advices).
50
51 By default, only important warnings are displayed.
52 May be overridden by `-w`.
53
54 Important warnings are displayed by default. A warning is considered important when:
55
56 * There is a simple correction.
57 * There is no reason to let the code this way.
58 * There is always a real issue (no false positive).
59
60 Other warnings, called advices, are not displayed by default to avoid filling the terminal with
61 unwanted information.
62 A warning is considered an advice when:
63
64 * The correction could be complex. e.g. require a refactorisation or an API change.
65 * The correction cannot be done. e.g. Code that use a deprecated API for some compatibility reason.
66 * There is not a real issue (false positive). Note that this should be unlikely.
67 * Transitional: While a real important warning, it fires a lot in current code, so a transition is needed
68 in order to let people fix them before promoting the advice to an important warning.
69
70 ### `-w`, `--warning`
71
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>