[project @ 1998-02-02 14:52:08 by simonm]
[ghc-hetmet.git] / ghc / docs / users_guide / using.vsgml
1 <sect> Using GHC
2 <label id="using-GHC">
3 <p>
4 <nidx>GHC, using</nidx>
5 <nidx>using GHC</nidx>
6
7 GHC is a command-line compiler: in order to compile a Haskell program,
8 GHC must be invoked on the source file(s) by typing a command to the
9 shell.  The steps involved in compiling a program can be automated
10 using the @make@ tool (this is especially useful if the program
11 consists of multiple source files which depend on each other).  This
12 section describes how to use GHC from the command-line.
13
14 %************************************************************************
15 %*                                                                      *
16 <sect1> Overall command-line structure
17 <label id="command-line-structure">
18 <p>
19 <nidx>structure, command-line</nidx>
20 <nidx>command-line structure</nidx>
21 %*                                                                      *
22 %************************************************************************
23
24 An invocation of GHC takes the following form:
25
26 <tscreen> <verb>
27 ghc [argument...]
28 </verb> </tscreen>
29
30 Command-line arguments are either options or file names.
31
32 Command-line options begin with @-@.  They may <em>not</em> be
33 grouped: @-vO@ is different from @-v -O@.  Options need not
34 precede filenames: e.g., @ghc *.o -o foo@.  All options are
35 processed and then applied to all files; you cannot, for example, invoke
36 @ghc -c -O1 Foo.hs -O2 Bar.hs@ to apply different optimisation
37 levels to the files @Foo.hs@ and @Bar.hs@.  For conflicting
38 options, e.g., @-c -S@, we reserve the right to do anything we
39 want.  (Usually, the last one applies.)
40
41 %************************************************************************
42 %*                                                                      *
43 <sect1>Meaningful file suffixes
44 <label id="file-suffixes">
45 <p>
46 <nidx>suffixes, file</nidx>
47 <nidx>file suffixes for GHC</nidx>
48 %*                                                                      *
49 %************************************************************************
50
51 File names with ``meaningful'' suffixes (e.g., @.lhs@ or @.o@)
52 cause the ``right thing'' to happen to those files.
53
54 <descrip>
55 <tag>@.lhs@:</tag>
56 <nidx>lhs suffix</nidx>
57 A ``literate Haskell'' module.
58
59 <tag>@.hs@:</tag> 
60 A not-so-literate Haskell module.
61
62 <tag>@.hi@:</tag>
63 A Haskell interface file, probably compiler-generated.
64
65 <tag>@.hc@:</tag>
66 Intermediate C file produced by the Haskell compiler.
67
68 <tag>@.c@:</tag>
69 A C~file not produced by the Haskell compiler.
70
71 % <tag>@.i@:</tag>
72 % C code after it has be preprocessed by the C compiler (using the
73 % @-E@ flag).
74
75 <tag>@.s@:</tag>
76 An assembly-language source file, usually
77 produced by the compiler.
78
79 <tag>@.o@:</tag>
80 An object file, produced by an assembler.
81 </descrip>
82
83 Files with other suffixes (or without suffixes) are passed straight
84 to the linker.
85
86 %************************************************************************
87 %*                                                                      *
88 <sect1>Help and verbosity options
89 <label id="options-help">
90 <p>
91 <nidx>help options (GHC)</nidx>
92 <nidx>verbose option (GHC)</nidx>
93 %*                                                                      *
94 %************************************************************************
95
96 A good option to start with is the @-help@ (or @-?@) option.
97 <nidx>-help option</nidx>
98 <nidx>-? option</nidx>
99 GHC spews a long message to standard output and then exits.
100
101 The @-v@<nidx>-v option</nidx> option makes GHC <em>verbose</em>: it
102 reports its version number and shows (on stderr) exactly how it invokes each 
103 phase of the compilation system.  Moreover, it passes
104 the @-v@ flag to most phases; each reports
105 its version number (and possibly some other information).
106
107 Please, oh please, use the @-v@ option when reporting bugs!
108 Knowing that you ran the right bits in the right order is always the
109 first thing we want to verify.
110
111 If you're just interested in the compiler version number, the
112 @--version@<nidx>--version option</nidx> option prints out a
113 one-line string containing the requested info.
114
115 %************************************************************************
116 %*                                                                      *
117 <sect1>Running the right phases in the right order
118 <label id="options-order">
119 <p>
120 <nidx>order of passes in GHC</nidx>
121 <nidx>pass ordering in GHC</nidx>
122 %*                                                                      *
123 %************************************************************************
124
125 The basic task of the @ghc@ driver is to run each input file
126 through the right phases (parsing, linking, etc.).
127
128 The first phase to run is determined by the input-file suffix, and the
129 last phase is determined by a flag.  If no relevant flag is present,
130 then go all the way through linking.  This table summarises:
131
132 <tabular ca="llll">
133 Phase of the           | Suffix saying | Flag saying   | (suffix of) @@
134 compilation system     | ``start here''| ``stop after''| output file @@
135 @@
136 literate pre-processor | .lhs          | -             | - @@
137 C pre-processor (opt.) | -             | -             | - @@
138 Haskell compiler       | .hs           | -C, -S        | .hc, .s @@
139 C compiler (opt.)      | .hc or .c     | -S            | .s  @@
140 assembler              | .s            | -c            | .o  @@
141 linker                 | other         | -             | a.out @@
142 </tabular>
143 <nidx>-C option</nidx>
144 <nidx>-S option</nidx>
145 <nidx>-c option</nidx>
146
147 Thus, a common invocation would be: @ghc -c Foo.hs@
148
149 Note: What the Haskell compiler proper produces depends on whether a
150 native-code generator is used (producing assembly language) or not
151 (producing C).
152
153 The option @-cpp@<nidx>-cpp option</nidx> must be given for the C
154 pre-processor phase to be run, that is, the pre-processor will be run
155 over your Haskell source file before continuing.
156
157 The option @-E@<nidx>-E option</nidx> runs just the pre-processing
158 passes of the compiler, outputting the result on stdout before
159 stopping. If used in conjunction with -cpp, the output is the
160 code blocks of the original (literal) source after having put it
161 through the grinder that is the C pre-processor. Sans @-cpp@, the
162 output is the de-litted version of the original source.
163
164 The option @-optcpp-E@<nidx>-optcpp-E option</nidx> runs just the
165 pre-processing stage of the C-compiling phase, sending the result to
166 stdout.  (For debugging or obfuscation contests, usually.)
167
168 %************************************************************************
169 %*                                                                      *
170 <sect1>Re-directing the compilation output(s)
171 <label id="options-output">
172 <p>
173 <nidx>output-directing options</nidx>
174 %*                                                                      *
175 %************************************************************************
176
177 GHC's compiled output normally goes into a @.hc@, @.o@, etc., file,
178 depending on the last-run compilation phase.  The option @-o
179 foo@<nidx>-o option</nidx> re-directs the output of that last-run
180 phase to file @foo@.
181
182 Note: this ``feature'' can be counterintuitive:
183 @ghc -C -o foo.o foo.hs@ will put the intermediate C code in the
184 file @foo.o@, name notwithstanding!
185
186 EXOTICA: But the @-o@ option isn't of much use if you have
187 <em>several</em> input files... Non-interface output files are
188 normally put in the same directory as their corresponding input file
189 came from.  You may specify that they be put in another directory
190 using the @-odir <dir>@<nidx>-odir &lt;dir&gt; option</nidx> (the
191 ``Oh, dear'' option).  For example:
192
193 <tscreen><verb>
194 % ghc -c parse/Foo.hs parse/Bar.hs gurgle/Bumble.hs -odir `arch`
195 </verb></tscreen>
196
197 The output files, @Foo.o@, @Bar.o@, and @Bumble.o@ would be
198 put into a subdirectory named after the architecture of the executing
199 machine (@sun4@, @mips@, etc).  The directory must already
200 exist; it won't be created.
201
202 Note that the @-odir@ option does <em>not</em> affect where the
203 interface files are put.  In the above example, they would still be
204 put in @parse/Foo.hi@, @parse/Bar.hi@, and @gurgle/Bumble.hi@.
205
206 MORE EXOTICA: The @-osuf <suffix>@<nidx>-osuf &lt;suffix&gt;
207 option</nidx> will change the @.o@ file suffix for object files to
208 whatever you specify.  (We use this in compiling the prelude.).
209 Similarly, the @-hisuf <suffix>@<nidx>-hisuf &lt;suffix&gt;
210 option</nidx> will change the @.hi@ file suffix for non-system
211 interface files (see Section <ref name="Other options related to
212 interface files" id="hi-options">).
213
214 The @-hisuf@/@-osuf@ game is useful if you want to compile a program
215 with both GHC and HBC (say) in the same directory.  Let HBC use the
216 standard @.hi@/@.o@ suffixes; add @-hisuf g_hi -osuf g_o@ to your
217 @make@ rule for GHC compiling...
218
219 FURTHER EXOTICA: If you are doing a normal @.hs@-to-@.o@ compilation
220 but would like to hang onto the intermediate @.hc@ C file, just
221 throw in a @-keep-hc-file-too@ option<nidx>-keep-hc-file-too option</nidx>.
222 If you would like to look at the assembler output, toss in a
223 @-keep-s-file-too@,<nidx>-keep-s-file-too option</nidx> too.
224
225 <sect2> Saving GHC's standard error output
226 <label id="saving-ghc-stderr">
227 <p>
228 <nidx>standard error, saving</nidx>
229
230 Sometimes, you may cause GHC to be rather chatty on standard error;
231 with @-fshow-import-specs@, for example.  You can instruct GHC to
232 <em>append</em> this output to a particular log file with a @-odump
233 <blah>@<nidx>-odump &lt;blah&gt; option</nidx> option.
234
235 <sect2> Redirecting temporary files
236 <label id="temp-files">
237 <p>
238 <nidx>temporary files, redirecting</nidx>
239
240 If you have trouble because of running out of space in @/tmp@ (or
241 wherever your installation thinks temporary files should go), you may
242 use the @-tmpdir <dir>@<nidx>-tmpdir &lt;dir&gt; option</nidx> option
243 to specify an alternate directory.  For example, @-tmpdir .@ says to
244 put temporary files in the current working directory.
245
246 Alternatively, use your @TMPDIR@ environment variable.<nidx>TMPDIR
247 environment variable</nidx> Set it to the name of the directory where
248 temporary files should be put.  GCC and other programs will honour the
249 @TMPDIR@ variable as well.
250
251 Even better idea: Set the @TMPDIR@ variable when building GHC, and
252 never worry about @TMPDIR@ again. (see the build documentation).
253
254 %************************************************************************
255 %*                                                                      *
256 <sect1>Warnings and sanity-checking
257 <label id="options-sanity">
258 <p>
259 <nidx>sanity-checking options</nidx>
260 <nidx>warnings</nidx>
261 %*                                                                      *
262 %************************************************************************
263
264 GHC has a number of options that select which types of non-fatal error
265 messages, otherwise known as warnings, can be generated during
266 compilation.  By default, you get a standard set of warnings which are
267 generally likely to indicate bugs in your program.  These are:
268 @-fwarn-overlpapping-patterns@, @-fwarn-duplicate-exports@, and
269 @-fwarn-missing-methods@.  The following flags are simple ways to
270 select standard ``packages'' of warnings:
271
272 <descrip>
273
274 <tag>@-Wnot@:</tag>
275 <nidx>-Wnot option</nidx>
276
277 Turns off all warnings, including the standard ones.
278
279 <tag>@-w@:</tag>
280 <nidx>-w option</nidx>
281
282 Synonym for @-Wnot@.
283
284 <tag>@-W@:</tag>
285 <nidx>-W option</nidx>
286
287 Provides the standard warnings plus @-fwarn-incomplete-patterns@,
288 @-fwarn-unused-imports@ and @-fwarn-unused-binds@.
289
290 <tag>@-Wall@:</tag>
291 <nidx>-Wall option</nidx>
292
293 Turns on all warning options.
294
295 </descrip>
296
297 The full set of warning options is described below.  To turn off any
298 warning, simply give the corresponding @-fno-warn-...@ option on
299 the command line.
300
301 <descrip>
302
303 <tag>@-fwarn-name-shadowing@:</tag> 
304 <nidx>-fwarn-name-shadowing option</nidx>
305 <nidx>shadowing, warning</nidx>
306
307 This option causes a warning to be emitted whenever an inner-scope
308 value has the same name as an outer-scope value, i.e. the inner value
309 shadows the outer one.  This can catch typographical errors that turn
310 into hard-to-find bugs, e.g., in the inadvertent cyclic definition
311 @let x = ... x ... in@.
312
313 Consequently, this option does <em>not</em> allow cyclic recursive
314 definitions.
315
316 <tag>@-fwarn-overlapping-patterns@:</tag>
317 <nidx>-fwarn-overlapping-patterns option</nidx>
318 <nidx>overlapping patterns, warning</nidx>
319 <nidx>patterns, overlapping</nidx>
320
321 By default, the compiler will warn you if a set of patterns are either
322 incomplete (i.e., you're only matching on a subset of an algebraic
323 data type's constructors), or overlapping, i.e.,
324
325 <tscreen><verb>
326 f :: String -> Int
327 f []     = 0
328 f (_:xs) = 1
329 f "2"    = 2
330
331 g [] = 2
332 </verb></tscreen>
333
334 where the last pattern match in @f@ won't ever be reached, as the
335 second pattern overlaps it. More often than not, redundant patterns
336 is a programmer mistake/error, so this option is enabled by default.
337
338 <tag>@-fwarn-incomplete-patterns@:</tag>
339 <nidx>-fwarn-incomplete-patterns option</nidx>
340 <nidx>incomplete patterns, warning</nidx>
341 <nidx>patterns, incomplete</nidx>
342
343 Similarly for incomplete patterns, the function @g@ will fail when
344 applied to non-empty lists, so the compiler will emit a warning about
345 this when this option is enabled.
346
347 <tag>@-fwarn-missing-methods@:</tag>
348 <nidx>-fwarn-missing-methods option</nidx>
349 <nidx>missing methods, warning</nidx>
350 <nidx>methods, missing</nidx>
351
352 This option is on by default, and warns you whenever an instance
353 declaration is missing one or more methods, and the corresponding
354 class declaration has no default declaration for them.
355
356 <tag>@-fwarn-unused-imports@:</tag>
357 <nidx>-fwarn-unused-imports option</nidx>
358 <nidx>unused imports, warning</nidx>
359 <nidx>imports, unused</nidx>
360
361 Report any objects that are explicitly imported but never used.
362
363 <tag>@-fwarn-unused-binds@:</tag>
364 <nidx>-fwarn-unused-binds option</nidx>
365 <nidx>unused binds, warning</nidx>
366 <nidx>binds, unused</nidx>
367
368 Report any function definitions (and local bindings) which are unused.
369 For top-level functions, the warning is only given if the binding is
370 not exported.
371
372 <tag>@-fwarn-unused-matches@:</tag>
373 <nidx>-fwarn-unused-matches option</nidx>
374 <nidx>unused matches, warning</nidx>
375 <nidx>matches, unused</nidx>
376
377 Report all unused variables which arise from pattern matches,
378 including patterns consisting of a single variable.  For instance @f x
379 y = []@ would report @x@ and @y@ as unused.  To eliminate the warning,
380 all unused variables can be replaced with wildcards.
381
382 <tag>@-fwarn-duplicate-exports@:</tag>
383 <nidx>-fwarn-duplicate-exports option</nidx>
384 <nidx>duplicate exports, warning</nidx>
385 <nidx>export lists, duplicates</nidx>
386
387 Have the compiler warn about duplicate entries in export lists. This
388 is useful information if you maintain large export lists, and want to
389 avoid the continued export of a definition after you've deleted (one)
390 mention of it in the export list.
391
392 This option is on by default.
393
394 </descrip>
395
396 If you would like GHC to check that every top-level value has a type
397 signature, use the @-fsignatures-required@
398 option.<nidx>-fsignatures-required option</nidx>
399
400 If you're feeling really paranoid, the @-dcore-lint@
401 option<nidx>-dcore-lint option</nidx> is a good choice.  It turns on
402 heavyweight intra-pass sanity-checking within GHC.  (It checks GHC's
403 sanity, not yours.)
404
405 %************************************************************************
406 %*                                                                      *
407 <sect1>Separate compilation
408 <label id="separate-compilation">
409 <p>
410 <nidx>separate compilation</nidx>
411 <nidx>recompilation checker</nidx>
412 <nidx>make and recompilation</nidx>
413 %*                                                                      *
414 %************************************************************************
415
416 This section describes how GHC supports separate compilation.
417
418 <sect2>Interface files
419 <label id="hi-files">
420 <p>
421 <nidx>interface files</nidx>
422 <nidx>.hi files</nidx>
423
424 When GHC compiles a source file @F@ which contains a module @A@, say,
425 it generates an object @F.o@, <em>and</em> a companion <em>interface
426 file</em> @A.hi@.  
427
428 NOTE: Having the name of the interface file follow the module name and
429 not the file name, means that working with tools such as @make(1)@
430 become harder. @make@ implicitly assumes that any output files
431 produced by processing a translation unit will have file names that
432 can be derived from the file name of the translation unit.  For
433 instance, pattern rules becomes unusable.  For this reason, we
434 recommend you stick to using the same file name as the module name.
435
436 The interface file for @A@ contains information needed by the compiler
437 when it compiles any module @B@ that imports @A@, whether directly or
438 indirectly.  When compiling @B@, GHC will read @A.hi@ to find the
439 details that it needs to know about things defined in @A@.
440
441 Furthermore, when compiling module @C@ which imports @B@, GHC may
442 decide that it needs to know something about @A@ --- for example, @B@
443 might export a function that involves a type defined in @A@.  In this
444 case, GHC will go and read @A.hi@ even though @C@ does not explicitly
445 import @A@ at all.
446
447 The interface file may contain all sorts of things that aren't
448 explicitly exported from @A@ by the programmer.  For example, even
449 though a data type is exported abstractly, @A.hi@ will contain the
450 full data type definition.  For small function definitions, @A.hi@
451 will contain the complete definition of the function.  For bigger
452 functions, @A.hi@ will contain strictness information about the
453 function.  And so on.  GHC puts much more information into @.hi@ files
454 when optimisation is turned on with the @-O@ flag.  Without @-O@ it
455 puts in just the minimum; with @-O@ it lobs in a whole pile of stuff.
456 <nidx>optimsation, effect on .hi files</nidx>
457
458 @A.hi@ should really be thought of as a compiler-readable version of
459 @A.o@.  If you use a @.hi@ file that wasn't generated by the same
460 compilation run that generates the @.o@ file the compiler may assume
461 all sorts of incorrect things about @A@, resulting in core dumps and
462 other unpleasant happenings.
463
464 %************************************************************************
465 %*                                                                      *
466 <sect2>Finding interface files
467 <label id="options-finding-imports">
468 <p>
469 <nidx>interface files, finding them</nidx>
470 <nidx>finding interface files</nidx>
471 %*                                                                      *
472 %************************************************************************
473
474 In your program, you import a module @Foo@ by saying
475 @import Foo@.  GHC goes looking for an interface file, @Foo.hi@.
476 It has a builtin list of directories (notably including @.@) where
477 it looks.
478
479 <descrip>
480
481 <tag>@-i<dirs>@</tag><nidx>-i&lt;dirs&gt; option</nidx> This flag
482 prepends a colon-separated list of @dirs@ to the ``import
483 directories'' list.
484
485 <tag>@-i@</tag> resets the ``import directories'' list back to nothing.
486
487 <tag>@-fno-implicit-prelude@
488 <nidx>-fno-implicit-prelude option</nidx>
489 GHC normally imports @Prelude.hi@ files for you.  If you'd rather it
490 didn't, then give it a @-fno-implicit-prelude@ option.  You are
491 unlikely to get very far without a Prelude, but, hey, it's a free
492 country.
493
494 <tag>@-syslib <lib>@</tag>
495 <nidx>-syslib &lt;lib&gt; option</nidx>
496
497 If you are using a system-supplied non-Prelude library (e.g., the
498 POSIX library), just use a @-syslib posix@ option (for example).  The
499 right interface files should then be available.  Section <ref
500 name="The GHC Prelude and Libraries" id="ghc-prelude"> lists the
501 libraries available by this mechanism.
502
503 <tag>@-I<dir>@</tag>
504 <nidx>-I&lt;dir&gt; option</nidx>
505
506 Once a Haskell module has been compiled to C (@.hc@ file), you may
507 wish to specify where GHC tells the C compiler to look for @.h@ files.
508 (Or, if you are using the @-cpp@ option<nidx>-cpp option</nidx>, where
509 it tells the C pre-processor to look...)  For this purpose, use a @-I@
510 option in the usual C-ish way.
511
512 %************************************************************************
513 %*                                                                      *
514 <sect2>Other options related to interface files
515 <label id="hi-options">
516 <p>
517 <nidx>interface files, options</nidx>
518 %*                                                                      *
519 %************************************************************************
520
521 The interface output may be directed to another file
522 @bar2/Wurble.iface@ with the option @-ohi bar2/Wurble.iface@<nidx>-ohi
523 &lt;file&gt; option</nidx> (not recommended).
524
525 To avoid generating an interface file at all, use a @-nohi@
526 option.<nidx>-nohi option</nidx>
527
528 The compiler does not overwrite an existing @.hi@ interface file if
529 the new one is byte-for-byte the same as the old one; this is friendly
530 to @make@.  When an interface does change, it is often enlightening to
531 be informed.  The @-hi-diffs@<nidx>-hi-diffs option</nidx> option will
532 make @ghc@ run @diff@ on the old and new @.hi@ files. You can also
533 record the difference in the interface file itself, the
534 @-keep-hi-diffs@<nidx>-keep-hi-diffs</nidx> option takes care of that.
535
536 The @.hi@ files from GHC contain ``usage'' information which changes
537 often and uninterestingly.  If you really want to see these changes
538 reported, you need to use the
539 @-hi-diffs-with-usages@<nidx>-hi-diffs-with-usages option</nidx>
540 option.
541
542 Interface files are normally jammed full of compiler-produced
543 <em>pragmas</em>, which record arities, strictness info, etc.  If you
544 think these pragmas are messing you up (or you are doing some kind of
545 weird experiment), you can tell GHC to ignore them with the
546 @-fignore-interface-pragmas@<nidx>-fignore-interface-pragmas
547 option</nidx> option.
548
549 When compiling without optimisations on, the compiler is extra-careful
550 about not slurping in data constructors and instance declarations that
551 it will not need. If you believe it is getting it wrong and not
552 importing stuff which you think it should, this optimisation can be
553 turned off with @-fno-prune-tydecls@ and @-fno-prune-instdecls@.
554 <nidx>-fno-prune-tydecls option</nidx><nidx>-fno-prune-instdecls
555 option</nidx>
556
557 See also Section <ref name="Linking and consistency-checking"
558 id="options-linker">, which describes how the linker finds standard
559 Haskell libraries.
560
561 %************************************************************************
562 %*                                                                      *
563 <sect2>The recompilation checker
564 <label id="recomp">
565 <p>
566 <nidx>recompilation checker</nidx>
567 %*                                                                      *
568 %************************************************************************
569
570 In the olden days, GHC compared the newly-generated @.hi@ file with
571 the previous version; if they were identical, it left the old one
572 alone and didn't change its modification date.  In consequence,
573 importers of a module with an unchanged output @.hi@ file were not
574 recompiled.
575
576 This doesn't work any more.  In our earlier example, module @C@ does
577 not import module @A@ directly, yet changes to @A.hi@ should force a
578 recompilation of @C@.  And some changes to @A@ (changing the
579 definition of a function that appears in an inlining of a function
580 exported by @B@, say) may conceivably not change @B.hi@ one jot.  So
581 now...
582
583 GHC keeps a version number on each interface file, and on each type
584 signature within the interface file.  It also keeps in every interface
585 file a list of the version numbers of everything it used when it last
586 compiled the file.  If the source file's modification date is earlier
587 than the @.o@ file's date (i.e. the source hasn't changed since the
588 file was last compiled), and you give GHC the @-recomp@<nidx>-recomp
589 option</nidx> flag, then GHC will be clever.  It compares the version
590 numbers on the things it needs this time with the version numbers on
591 the things it needed last time (gleaned from the interface file of the
592 module being compiled); if they are all the same it stops compiling
593 rather early in the process saying ``Compilation IS NOT required''.
594 What a beautiful sight!
595
596 It's still an experimental feature (that's why @-recomp@ is off by
597 default), so tell us if you think it doesn't work.
598
599 Patrick Sansom has a workshop paper about how all this is done.  Ask
600 him (email: <htmlurl name="sansom@@dcs.gla.ac.uk"
601 url="mailto:sansom@@dcs.gla.ac.uk">) if you want a copy.
602
603 %************************************************************************
604 %*                                                                      *
605 <sect2>Using @make@
606 <label id="using-make">
607 <p>
608 <ncdx>make</ncdx>
609 %*                                                                      *
610 %************************************************************************
611
612 It is reasonably straightforward to set up a @Makefile@ to use with
613 GHC, assuming you name your source files the same as your modules.
614 Thus:
615
616 <tscreen><verb>
617 HC      = ghc
618 HC_OPTS = -cpp $(EXTRA_HC_OPTS)
619
620 SRCS = Main.lhs Foo.lhs Bar.lhs
621 OBJS = Main.o   Foo.o   Bar.o
622
623 .SUFFIXES : .o .hi .lhs .hc .s
624
625 cool_pgm : $(OBJS)
626         rm $@
627         $(HC) -o $@ $(HC_OPTS) $(OBJS)
628
629 # Standard suffix rules
630 .o.hi:
631         @:
632
633 .lhs.o:
634         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
635
636 .hs.o:
637         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
638
639 # Inter-module dependencies
640 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
641 Main.o Main.hc Main.s : Foo.hi Baz.hi   # Main imports Foo and Baz
642 </verb></tscreen>
643
644 (Sophisticated @make@ variants may achieve some of the above more
645 elegantly.  Notably, @gmake@'s pattern rules let you write the more
646 comprehensible:
647
648 <tscreen><verb>
649 %.o : %.lhs
650         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
651 </verb></tscreen>
652
653 What we've shown should work with any @make@.)
654
655 Note the cheesy @.o.hi@ rule: It records the dependency of the
656 interface (@.hi@) file on the source.  The rule says a @.hi@ file can
657 be made from a @.o@ file by doing... nothing.  Which is true.
658
659 Note the inter-module dependencies at the end of the Makefile, which
660 take the form
661
662 <tscreen><verb>
663 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
664 </verb></tscreen>
665
666 They tell @make@ that if any of @Foo.o@, @Foo.hc@ or @Foo.s@ have an
667 earlier modification date than @Baz.hi@, then the out-of-date file
668 must be brought up to date.  To bring it up to date, @make@ looks for
669 a rule to do so; one of the preceding suffix rules does the job
670 nicely.
671
672 Putting inter-dependencies of the form @Foo.o : Bar.hi@ into your
673 @Makefile@ by hand is rather error-prone.  Don't worry---never fear,
674 @mkdependHS@ is here! (and is distributed as part of GHC) Add the
675 following to your @Makefile@:
676
677 <tscreen><verb>
678 depend :
679         mkdependHS -- $(HC_OPTS) -- $(SRCS)
680 </verb></tscreen>
681
682 Now, before you start compiling, and any time you change the @imports@
683 in your program, do @make depend@ before you do @make cool_pgm@.
684 @mkdependHS@ will append the needed dependencies to your @Makefile@.
685 @mkdependHS@ is fully describe in Section <ref name="Makefile
686 dependencies in Haskell: using mkdependHS" id="mkdependHS">.
687
688 A few caveats about this simple scheme:
689
690 <itemize>
691
692 <item> You may need to compile some modules explicitly to create their
693 interfaces in the first place (e.g., @make Bar.o@ to create @Bar.hi@).
694
695 <item> You may have to type @make@ more than once for the dependencies
696 to have full effect.  However, a @make@ run that does nothing
697 <em>does</em> mean ``everything's up-to-date.''
698
699 <item> This scheme will work with mutually-recursive modules but,
700 again, it may take multiple iterations to ``settle.''
701
702 </itemize>
703
704 %************************************************************************
705 %*                                                                      *
706 <sect2>How to compile mutually recursive modules
707 <label id="mutual-recursion">
708 <p>
709 <nidx>module system, recursion</nidx>
710 <nidx>recursion, between modules</nidx>
711 %*                                                                      *
712 %************************************************************************
713
714 Currently, the compiler does not have proper support for dealing with
715 mutually recursive modules:
716
717 <tscreen><verb>
718 module A where
719
720 import B
721
722 newtype A = A Int
723
724 f :: B -> A
725 f (B x) = A x
726 --------
727 module B where
728
729 import A
730
731 data B = B !Int
732
733 g :: A -> B
734 g (A x) = B x
735 </verb></tscreen>
736
737 When compiling either module A and B, the compiler will try (in vain)
738 to look for the interface file of the other. So, to get mutually
739 recursive modules off the ground, you need to hand write an interface
740 file for A or B, so as to break the loop.  These hand-written
741 interface files are called @hi-boot@ files, and are placed in a file
742 called @<module>.hi-boot@.  To import from an @hi-boot@ file instead
743 of the standard @.hi@ file, use the following syntax in the importing module:
744 <nidx>hi-boot files</nidx>
745 <nidx>importing, hi-boot files</nidx>
746
747 <tscreen> <verb>
748 import {-# SOURCE #-} A
749 </verb> <tscreen>
750
751 The hand-written interface need only contain the bare minimum of
752 information needed to get the bootstrapping process started.  For
753 example, it doesn't need to contain declarations for <em/everything/
754 that module @A@ exports, only the things required by the module that
755 imports @A@ recursively.
756
757 For the example at hand, the boot interface file for A would like the
758 following:
759
760 <tscreen><verb>
761 _interface_ A 1
762 _exports_
763 A(A);
764 _declarations_
765 1 newtype A = A PrelBase.Int ;
766 </verb></tscreen>
767
768 The syntax is essentially the same as a normal @.hi@ file
769 (unfortunately), but you can usually tailor an existing @.hi@ file to
770 make a @.hi-boot@ file.
771
772 Notice that we only put the declaration for the newtype @A@ in the
773 @hi-boot@ file, not the signature for @f@, since @f@ isn't used by
774 @B@.
775
776 The number ``1'' at the beginning of a declaration is the <em>version
777 number</em> of that declaration: for the purposes of @.hi-boot@ files
778 these can all be set to 1.  All names must be fully qualified with the
779 <em/original/ module that an object comes from: for example, the
780 reference to @Int@ in the interface for @A@ comes from @PrelBase@,
781 which is a module internal to GHC's prelude.  It's a pain, but that's
782 the way it is.
783
784 <bf>Note:</bf> This is all a temporary solution, a version of the
785 compiler that handles mutually recursive properly without the manual
786 construction of interface file, is in the works.
787
788 %************************************************************************
789 %*                                                                      *
790 <sect1>Optimisation (code improvement)
791 <label id="options-optimise">
792 <p>
793 <nidx>optimisation (GHC)</nidx>
794 <nidx>improvement, code (GHC)</nidx>
795 %*                                                                      *
796 %************************************************************************
797
798 The @-O*@ options specify convenient ``packages'' of optimisation
799 flags; the @-f*@ options described later on specify
800 <em>individual</em> optimisations to be turned on/off; the @-m*@
801 options specify <em>machine-specific</em> optimisations to be turned
802 on/off.
803
804 %----------------------------------------------------------------------
805 <sect2>@-O*@: convenient ``packages'' of optimisation flags.
806 <label id="optimise-pkgs">
807 <p>
808 <nidx>-O options</nidx>
809
810 There are <em>many</em> options that affect the quality of code
811 produced by GHC.  Most people only have a general goal, something like
812 ``Compile quickly'' or ``Make my program run like greased lightning.''
813 The following ``packages'' of optimisations (or lack thereof) should
814 suffice.
815
816 Once you choose a @-O*@ ``package,'' stick with it---don't chop and
817 change.  Modules' interfaces <em>will</em> change with a shift to a new
818 @-O*@ option, and you may have to recompile a large chunk of all
819 importing modules before your program can again be run
820 safely (see Section <ref name="The recompilation checker" id="recomp">).
821
822 <descrip>
823 <tag>No @-O*@-type option specified:</tag>
824 <nidx>-O* not specified</nidx>
825 This is taken to mean: ``Please compile quickly; I'm not over-bothered
826 about compiled-code quality.''  So, for example: @ghc -c Foo.hs@
827
828 <tag>@-O@ or @-O1@:</tag>
829 <nidx>-O option</nidx>
830 <nidx>-O1 option</nidx>
831 <nidx>optimise normally</nidx>
832 Means: ``Generate good-quality code without taking too long about it.''
833 Thus, for example: @ghc -c -O Main.lhs@
834
835 <tag>@-O2@:</tag>
836 <nidx>-O2 option</nidx>
837 <nidx>optimise aggressively</nidx>
838 Means: ``Apply every non-dangerous optimisation, even if it means
839 significantly longer compile times.''
840
841 The avoided ``dangerous'' optimisations are those that can make
842 runtime or space <em>worse</em> if you're unlucky.  They are
843 normally turned on or off individually.
844
845 At the moment, @-O2@ is <em>unlikely</em> to produce
846 better code than @-O@.
847
848 <tag>@-O2-for-C@:</tag>
849 <nidx>-O2-for-C option</nidx>
850 <nidx>gcc, invoking with -O2</nidx>
851
852 Says to run GCC with @-O2@, which may be worth a few percent in
853 execution speed.  Don't forget @-fvia-C@, lest you use the native-code
854 generator and bypass GCC altogether!
855
856 <tag>@-Onot@:</tag>
857 <nidx>-Onot option</nidx>
858 <nidx>optimising, reset</nidx>
859
860 This option will make GHC ``forget'' any -Oish options it has seen so
861 far.  Sometimes useful; for example: @make all EXTRA_HC_OPTS=-Onot@.
862
863 <tag>@-Ofile <file>@:</tag>
864 <nidx>-Ofile &lt;file&gt; option</nidx>
865 <nidx>optimising, customised</nidx>
866
867 For those who need <em>absolute</em> control over <em>exactly</em>
868 what options are used (e.g., compiler writers, sometimes :-), a list
869 of options can be put in a file and then slurped in with @-Ofile@.
870
871 In that file, comments are of the @#@-to-end-of-line variety; blank
872 lines and most whitespace is ignored.
873
874 Please ask if you are baffled and would like an example of @-Ofile@!
875 </descrip>
876
877 At Glasgow, we don't use a @-O*@ flag for day-to-day work.  We use
878 @-O@ to get respectable speed; e.g., when we want to measure
879 something.  When we want to go for broke, we tend to use @-O -fvia-C
880 -O2-for-C@ (and we go for lots of coffee breaks).
881
882 The easiest way to see what @-O@ (etc) ``really mean'' is to run with
883 @-v@, then stand back in amazement.  Alternatively, just look at the
884 @HsC_minus<blah>@ lists in the @ghc@ driver script.
885
886 %----------------------------------------------------------------------
887 <sect2>@-f*@: platform-independent flags
888 <p>
889 <nidx>-f* options (GHC)</nidx>
890 <nidx>-fno-* options (GHC)</nidx>
891
892 Flags can be turned <em>off</em> individually.  (NB: I hope you have a
893 good reason for doing this....) To turn off the @-ffoo@ flag, just use
894 the @-fno-foo@ flag.<nidx>-fno-&lt;opt&gt; anti-option</nidx> So, for
895 example, you can say @-O2 -fno-strictness@, which will then drop out
896 any running of the strictness analyser.
897
898 The options you are most likely to want to turn off are:
899 @-fno-strictness@<nidx>-fno-strictness option</nidx> (strictness
900 analyser [because it is sometimes slow]),
901 @-fno-specialise@<nidx>-fno-specialise option</nidx> (automatic
902 specialisation of overloaded functions [because it makes your code
903 bigger]) [US spelling also accepted], and
904 @-fno-update-analyser@<nidx>-fno-update-analyser option</nidx>
905 (update analyser, because it sometimes takes a <em>long</em> time).
906
907 Should you wish to turn individual flags <em>on</em>, you are advised
908 to use the @-Ofile@ option, described above.  Because the order in
909 which optimisation passes are run is sometimes crucial, it's quite
910 hard to do with command-line options.
911
912 Here are some ``dangerous'' optimisations you <em>might</em> want to try:
913 <descrip>
914 %------------------------------------------------------------------
915 <tag>@-fvia-C@:</tag>
916 <nidx>-fvia-C option</nidx>
917 <nidx>native code generator, turning off</nidx>
918
919 Compile via C, and don't use the native-code generator.  (There are
920 many cases when GHC does this on its own.)  You might pick up a little
921 bit of speed by compiling via C.  If you use @_ccall_gc_@s or
922 @_casm_@s, you probably <em>have to</em> use @-fvia-C@.
923
924 The lower-case incantation, @-fvia-c@, is synonymous.
925
926 <tag>@-funfolding-creation-threshold<n>@:</tag>
927 <nidx>-funfolding-creation-threshold option</nidx>
928 <nidx>inlining, controlling</nidx>
929 <nidx>unfolding, controlling</nidx>
930 (Default: 30) By raising or lowering this number, you can raise or
931 lower the amount of pragmatic junk that gets spewed into interface
932 files.  (An unfolding has a ``size'' that reflects the cost in terms
933 of ``code bloat'' of expanding that unfolding in another module.  A
934 bigger Core expression would be assigned a bigger cost.)
935
936 <tag>@-funfolding-use-threshold<n>@:</tag>
937 <nidx>-funfolding-use-threshold option</nidx>
938 <nidx>inlining, controlling</nidx>
939 <nidx>unfolding, controlling</nidx>
940 (Default: 3) By raising or lowering this number, you can make the
941 compiler more or less keen to expand unfoldings.
942
943 OK, folks, these magic numbers `30' and `3' are mildly arbitrary; they
944 are of the ``seem to be OK'' variety.  The `3' is the more critical
945 one; it's what determines how eager GHC is about expanding unfoldings.
946
947 % <tag>@-funfolding-override-threshold<n>@:</tag>
948 % (Default: 8) [Pretty obscure]
949 W hen deciding what unfoldings from a module should be made available
950 % to the rest of the world (via this module's interface), the compiler
951 % normally likes ``small'' expressions.
952
953 % For example, if it sees @foo = bar@, it will decide that the very
954 % small expression @bar@ is a great unfolding for @foo@.  But if
955 % @bar@ turns out to be @(True,False,True)@, we would probably
956 % prefer <em>that</em> for the unfolding for @foo@.
957
958 % Should we ``override'' the initial small unfolding from @foo=bar@
959 % with the bigger-but-better one?  Yes, if the bigger one's ``size'' is
960 % still under the ``override threshold.''  You can use this flag to
961 % adjust this threshold (why, I'm not sure).
962
963 % <tag>@-fliberated-case-threshold<n>@:</tag>
964 % (Default: 12) [Vastly obscure: NOT IMPLEMENTED YET]
965 % ``Case liberation'' lifts evaluation out of recursive functions; it
966 % does this by duplicating code.  Done without constraint, you can get
967 % serious code bloat; so we only do it if the ``size'' of the duplicated
968 % code is smaller than some ``threshold.''  This flag can fiddle that
969 % threshold.
970
971 <tag>@-fsemi-tagging@:</tag>
972 This option (which <em>does not work</em> with the native-code generator)
973 tells the compiler to add extra code to test for already-evaluated
974 values.  You win if you have lots of such values during a run of your
975 program, you lose otherwise.  (And you pay in extra code space.)
976
977 We have not played with @-fsemi-tagging@ enough to recommend it.
978 (For all we know, it doesn't even work anymore...  Sigh.)
979 </descrip>
980
981 %----------------------------------------------------------------------
982 <sect2>@-m*@: platform-specific flags
983 <p>
984 <nidx>-m* options (GHC)</nidx>
985 <nidx>platform-specific options</nidx>
986 <nidx>machine-specific options</nidx>
987
988 Some flags only make sense for particular target platforms.
989
990 <descrip>
991 <tag>@-mv8@:</tag>
992 (SPARC machines)<nidx>-mv8 option (SPARC only)</nidx>
993 Means to pass the like-named option to GCC; it says to use the
994 Version 8 SPARC instructions, notably integer multiply and divide.
995 The similiar @-m*@ GCC options for SPARC also work, actually.
996
997 <tag>@-mlong-calls@:</tag>
998 (HPPA machines)<nidx>-mlong-calls option (HPPA only)</nidx>
999 Means to pass the like-named option to GCC.  Required for Very Big
1000 modules, maybe.  (Probably means you're in trouble...)
1001
1002 <tag>@-monly-[32]-regs@:</tag>
1003 (iX86 machines)<nidx>-monly-N-regs option (iX86 only)</nidx>
1004 GHC tries to ``steal'' four registers from GCC, for performance
1005 reasons; it almost always works.  However, when GCC is compiling some
1006 modules with four stolen registers, it will crash, probably saying:
1007 <tscreen><verb>
1008 Foo.hc:533: fixed or forbidden register was spilled.
1009 This may be due to a compiler bug or to impossible asm
1010 statements or clauses.
1011 </verb></tscreen>
1012 Just give some registers back with @-monly-N-regs@.  Try `3' first,
1013 then `2'.  If `2' doesn't work, please report the bug to us.
1014 </descrip>
1015
1016 %----------------------------------------------------------------------
1017 <sect2>Code improvement by the C compiler.
1018 <label id="optimise-C-compiler">
1019 <p>
1020 <nidx>optimisation by GCC</nidx>
1021 <nidx>GCC optimisation</nidx>
1022
1023 The C~compiler (GCC) is run with @-O@ turned on.  (It has
1024 to be, actually).
1025
1026 If you want to run GCC with @-O2@---which may be worth a few
1027 percent in execution speed---you can give a
1028 @-O2-for-C@<nidx>-O2-for-C option</nidx> option.
1029
1030 %************************************************************************
1031 %*                                                                      *
1032 <sect1>Options related to a particular phase
1033 <label id="options-phases">
1034 <p>
1035 %*                                                                      *
1036 %************************************************************************
1037
1038 <sect2> The C pre-processor
1039 <label id="c-pre-processor">
1040 <p>
1041 <nidx>pre-processing: cpp</nidx>
1042 <nidx>C pre-processor options</nidx>
1043 <nidx>cpp, pre-processing with</nidx>
1044
1045 The C pre-processor @cpp@ is run over your Haskell code only if the
1046 @-cpp@ option <nidx>-cpp option</nidx> is given.  Unless you are
1047 building a large system with significant doses of conditional
1048 compilation, you really shouldn't need it.
1049 <descrip>
1050 <tag>@-D<foo>@:</tag>
1051 <nidx>-D&lt;name&gt; option</nidx>
1052 Define macro @<foo>@ in the usual way.  NB: does <em>not</em> affect
1053 @-D@ macros passed to the C~compiler when compiling via C!  For
1054 those, use the @-optc-Dfoo@ hack...
1055
1056 <tag>@-U<foo>@:</tag>
1057 <nidx>-U&lt;name&gt; option</nidx>
1058 Undefine macro @<foo>@ in the usual way.
1059
1060 <tag>@-I<dir>@:</tag>
1061 <nidx>-I&lt;dir&gt; option</nidx>
1062 Specify a directory in which to look for @#include@ files, in
1063 the usual C way.
1064 </descrip>
1065
1066 The @ghc@ driver pre-defines several macros:
1067 <descrip>
1068 <tag>@__HASKELL1__@:</tag>
1069 <nidx>__HASKELL1__ macro</nidx>
1070 If defined to $n$, that means GHC supports the
1071 Haskell language defined in the Haskell report version $1.n$.
1072 Currently 4.
1073
1074 NB: This macro is set both when pre-processing Haskell source and
1075 when pre-processing generated C (@.hc@) files.
1076
1077 <tag>@__GLASGOW_HASKELL__@:</tag>
1078 <nidx>__GLASGOW_HASKELL__ macro</nidx>
1079 For version $n$ of the GHC system, this will be @#define@d to
1080 $100 \times n$.  So, for version~3.00, it is 300.
1081
1082 This macro is <em>only</em> set when pre-processing Haskell source.
1083 (<em>Not</em> when pre-processing generated C.)
1084
1085 With any luck, @__GLASGOW_HASKELL__@ will be undefined in all other
1086 implementations that support C-style pre-processing.
1087
1088 (For reference: the comparable symbols for other systems are:
1089 @__HUGS__@ for Hugs and @__HBC__@ for Chalmers.)
1090
1091 <tag>@__CONCURRENT_HASKELL__@:</tag>
1092 <nidx>__CONCURRENT_HASKELL__ macro</nidx>
1093 Only defined when @-concurrent@ is in use!
1094 This symbol is defined when pre-processing Haskell (input) and
1095 pre-processing C (GHC output).
1096
1097 <tag>@__PARALLEL_HASKELL__@:</tag>
1098 <nidx>__PARALLEL_HASKELL__ macro</nidx>
1099 Only defined when @-parallel@ is in use!  This symbol is defined when
1100 pre-processing Haskell (input) and pre-processing C (GHC output).
1101 </descrip>
1102
1103 Options other than the above can be forced through to the C
1104 pre-processor with the @-opt@ flags (see
1105 Section <ref name="Forcing options to a particular phase." id="forcing-options-through">).
1106
1107 A small word of warning: @-cpp@ is not friendly to ``string
1108 gaps''.<nidx>-cpp vs string gaps</nidx><nidx>string gaps vs -cpp</nidx>.  In
1109 other words, strings such as the following:
1110
1111 <tscreen><verb>
1112         strmod = "\
1113         \ p \
1114         \ "
1115 </verb></tscreen>
1116
1117 don't work with @-cpp@; @/usr/bin/cpp@ elides the
1118 backslash-newline pairs.
1119
1120 However, it appears that if you add a space at the end of the line,
1121 then @cpp@ (at least GNU @cpp@ and possibly other @cpp@s)
1122 leaves the backslash-space pairs alone and the string gap works as
1123 expected.
1124
1125 %************************************************************************
1126 %*                                                                      *
1127 <sect2>Options affecting the C compiler (if applicable)
1128 <label id="options-C-compiler">
1129 <p>
1130 <nidx>include-file options</nidx>
1131 <nidx>C compiler options</nidx>
1132 <nidx>GCC options</nidx>
1133 %*                                                                      *
1134 %************************************************************************
1135
1136 At the moment, quite a few common C-compiler options are passed on
1137 quietly to the C compilation of Haskell-compiler-generated C files.
1138 THIS MAY CHANGE.  Meanwhile, options so sent are:
1139
1140 <tabular ca="ll">
1141 @-ansi@      | do ANSI C (not K&amp;R) @@
1142 @-pedantic@  | be so@@
1143 @-dgcc-lint@ | (hack) short for ``make GCC very paranoid''@@
1144 </tabular>
1145 <nidx>-ansi option (for GCC)</nidx>
1146 <nidx>-pedantic option (for GCC)</nidx>
1147 <nidx>-dgcc-lint option (GCC paranoia)</nidx>
1148
1149 If you are compiling with lots of @ccalls@, etc., you may need to
1150 tell the C~compiler about some @#include@ files.  There is no real
1151 pretty way to do this, but you can use this hack from the
1152 command-line:
1153
1154 <tscreen><verb>
1155 % ghc -c '-#include <X/Xlib.h>' Xstuff.lhs
1156 </verb></tscreen>
1157
1158
1159 %************************************************************************
1160 %*                                                                      *
1161 <sect2>Linking and consistency-checking
1162 <label id="options-linker">
1163 <p>
1164 <nidx>linker options</nidx>
1165 <nidx>ld options</nidx>
1166 %*                                                                      *
1167 %************************************************************************
1168
1169 GHC has to link your code with various libraries, possibly including:
1170 user-supplied, GHC-supplied, and system-supplied (@-lm@ math
1171 library, for example).
1172
1173 <descrip>
1174 <tag>@-l<FOO>@:</tag>
1175 <nidx>-l&lt;lib&gt; option</nidx>
1176 Link in a library named @lib<FOO>.a@ which resides somewhere on the
1177 library directories path.
1178
1179 Because of the sad state of most UNIX linkers, the order of such
1180 options does matter.  Thus: @ghc -lbar *.o@ is almost certainly
1181 wrong, because it will search @libbar.a@ <em>before</em> it has
1182 collected unresolved symbols from the @*.o@ files.
1183 @ghc *.o -lbar@ is probably better.
1184
1185 The linker will of course be informed about some GHC-supplied
1186 libraries automatically; these are:
1187
1188 <tabular ca="ll">
1189 <bf>-l equivalent</bf> | <bf>description</bf> @@
1190 @@
1191 @-lHSrts,-lHSclib@ | basic runtime libraries @@
1192 @-lHS@         | standard Prelude library @@
1193 @-lHS_cbits@  | C support code for standard Prelude library @@
1194 @-lgmp@        | GNU multi-precision library (for Integers)@@
1195 </tabular>
1196
1197 <nidx>-lHS library</nidx>
1198 <nidx>-lHS_cbits library</nidx>
1199 <nidx>-lHSrts library</nidx>
1200 <nidx>-lgmp library</nidx>
1201
1202 <tag>@-syslib <name>@:</tag>
1203 <nidx>-syslib &lt;name&gt; option</nidx>
1204
1205 If you are using a Haskell ``system library'' (e.g., the POSIX
1206 library), just use the @-syslib posix@ option, and the correct code
1207 should be linked in.
1208
1209 <tag>@-L<dir>@:</tag>
1210 <nidx>-L&lt;dir&gt; option</nidx>
1211 Where to find user-supplied libraries...  Prepend the directory
1212 @<dir>@ to the library directories path.
1213
1214 <tag>@-static@:</tag>
1215 <nidx>-static option</nidx>
1216 Tell the linker to avoid shared libraries.
1217
1218 <tag>@-no-link-chk@ and @-link-chk@:</tag>
1219 <nidx>-no-link-chk option</nidx>
1220 <nidx>-link-chk option</nidx>
1221 <nidx>consistency checking of executables</nidx>
1222 By default, immediately after linking an executable, GHC verifies that
1223 the pieces that went into it were compiled with compatible flags; a
1224 ``consistency check''.
1225 (This is to avoid mysterious failures caused by non-meshing of
1226 incompatibly-compiled programs; e.g., if one @.o@ file was compiled
1227 for a parallel machine and the others weren't.)  You may turn off this
1228 check with @-no-link-chk@.  You can turn it (back) on with
1229 @-link-chk@ (the default).
1230 </descrip>
1231
1232 %************************************************************************
1233 %*                                                                      *
1234 <sect1>Using Concurrent Haskell
1235 <p>
1236 <nidx>Concurrent Haskell---use</nidx>
1237 %*                                                                      *
1238 %************************************************************************
1239
1240 To compile a program as Concurrent Haskell, use the @-concurrent@
1241 option,<nidx>-concurrent option</nidx> both when compiling <em>and
1242 linking</em>.  You will probably need the @-fglasgow-exts@ option, too.
1243
1244 Three RTS options are provided for modifying the behaviour of the
1245 threaded runtime system.  See the descriptions of @-C[<us>]@, @-q@,
1246 and @-t<num>@ in Section <ref name="RTS options for Concurrent/Parallel Haskell" id="parallel-rts-opts">.
1247
1248 %************************************************************************
1249 %*                                                                      *
1250 <sect2>Potential problems with Concurrent Haskell
1251 <label id="concurrent-problems">
1252 <p>
1253 <nidx>Concurrent Haskell problems</nidx>
1254 <nidx>problems, Concurrent Haskell</nidx>
1255 %*                                                                      *
1256 %************************************************************************
1257
1258 The main thread in a Concurrent Haskell program is given its own
1259 private stack space, but all other threads are given stack space from
1260 the heap.  Stack space for the main thread can be
1261 adjusted as usual with the @-K@ RTS
1262 option,<nidx>-K RTS option (concurrent, parallel)</nidx> but if this
1263 private stack space is exhausted, the main thread will switch to stack
1264 segments in the heap, just like any other thread.  Thus, problems
1265 which would normally result in stack overflow in ``sequential Haskell''
1266 can be expected to result in heap overflow when using threads.
1267
1268 The concurrent runtime system uses black holes as synchronisation
1269 points for subexpressions which are shared among multiple threads.  In
1270 ``sequential Haskell'', a black hole indicates a cyclic data
1271 dependency, which is a fatal error.  However, in concurrent execution, a
1272 black hole may simply indicate that the desired expression is being
1273 evaluated by another thread.  Therefore, when a thread encounters a
1274 black hole, it simply blocks and waits for the black hole to be
1275 updated.  Cyclic data dependencies will result in deadlock, and the
1276 program will fail to terminate.
1277
1278 Because the concurrent runtime system uses black holes as
1279 synchronisation points, it is not possible to disable black-holing
1280 with the @-N@ RTS option.<nidx>-N RTS option</nidx> Therefore, the use
1281 of signal handlers (including timeouts) with the concurrent runtime
1282 system can lead to problems if a thread attempts to enter a black hole
1283 that was created by an abandoned computation.  The use of signal
1284 handlers in conjunction with threads is strongly discouraged.
1285
1286
1287 %************************************************************************
1288 %*                                                                      *
1289 <sect1>Using Parallel Haskell
1290 <p>
1291 <nidx>Parallel Haskell---use</nidx>
1292 %*                                                                      *
1293 %************************************************************************
1294
1295 [You won't be able to execute parallel Haskell programs unless PVM3
1296 (Parallel Virtual Machine, version 3) is installed at your site.]
1297
1298 To compile a Haskell program for parallel execution under PVM, use the
1299 @-parallel@ option,<nidx>-parallel option</nidx> both when compiling
1300 <em>and linking</em>.  You will probably want to @import Parallel@
1301 into your Haskell modules.
1302
1303 To run your parallel program, once PVM is going, just invoke it ``as
1304 normal''.  The main extra RTS option is @-N<n>@, to say how many
1305 PVM ``processors'' your program to run on.  (For more details of
1306 all relevant RTS options, please see Section <ref name="RTS options for Concurrent/Parallel Haskell" id="parallel-rts-opts">.)
1307
1308 In truth, running Parallel Haskell programs and getting information
1309 out of them (e.g., parallelism profiles) is a battle with the vagaries of
1310 PVM, detailed in the following sections.
1311
1312 %************************************************************************
1313 %*                                                                      *
1314 <sect2>Dummy's guide to using PVM
1315 <p>
1316 <nidx>PVM, how to use</nidx>
1317 <nidx>Parallel Haskell---PVM use</nidx>
1318 %*                                                                      *
1319 %************************************************************************
1320
1321 Before you can run a parallel program under PVM, you must set the
1322 required environment variables (PVM's idea, not ours); something like,
1323 probably in your @.cshrc@ or equivalent:
1324 <tscreen><verb>
1325 setenv PVM_ROOT /wherever/you/put/it
1326 setenv PVM_ARCH `$PVM_ROOT/lib/pvmgetarch`
1327 setenv PVM_DPATH $PVM_ROOT/lib/pvmd
1328 </verb></tscreen>
1329
1330 Creating and/or controlling your ``parallel machine'' is a purely-PVM
1331 business; nothing specific to Parallel Haskell.
1332
1333 You use the @pvm@<nidx>pvm command</nidx> command to start PVM on your
1334 machine.  You can then do various things to control/monitor your
1335 ``parallel machine;'' the most useful being:
1336
1337 \begin{tabular}{ll}
1338 @Control-D@ & exit @pvm@, leaving it running \\
1339 @halt@ & kill off this ``parallel machine'' \& exit \\
1340 @add <host>@ & add @<host>@ as a processor \\
1341 @delete <host>@ & delete @<host>@ \\
1342 @reset@ & kill what's going, but leave PVM up \\
1343 @conf@       & list the current configuration \\
1344 @ps@         & report processes' status \\
1345 @pstat <pid>@ & status of a particular process \\
1346 \end{tabular}
1347
1348 The PVM documentation can tell you much, much more about @pvm@!
1349
1350 %************************************************************************
1351 %*                                                                      *
1352 <sect2>Parallelism profiles
1353 <p>
1354 <nidx>parallelism profiles</nidx>
1355 <nidx>profiles, parallelism</nidx>
1356 <nidx>visualisation tools</nidx>
1357 %*                                                                      *
1358 %************************************************************************
1359
1360 With Parallel Haskell programs, we usually don't care about the
1361 results---only with ``how parallel'' it was!  We want pretty pictures.
1362
1363 Parallelism profiles (\`a la @hbcpp@) can be generated with the
1364 @-q@<nidx>-q RTS option (concurrent, parallel)</nidx> RTS option.  The
1365 per-processor profiling info is dumped into files named
1366 @<full-path><program>.gr@.  These are then munged into a PostScript picture,
1367 which you can then display.  For example, to run your program
1368 @a.out@ on 8 processors, then view the parallelism profile, do:
1369
1370 <tscreen><verb>
1371 % ./a.out +RTS -N8 -q
1372 % grs2gr *.???.gr > temp.gr     # combine the 8 .gr files into one
1373 % gr2ps -O temp.gr              # cvt to .ps; output in temp.ps
1374 % ghostview -seascape temp.ps   # look at it!
1375 </verb></tscreen>
1376
1377 The scripts for processing the parallelism profiles are distributed
1378 in @ghc/utils/parallel/@.
1379
1380 %************************************************************************
1381 %*                                                                      *
1382 <sect2>Other useful info about running parallel programs
1383 <p>
1384 %*                                                                      *
1385 %************************************************************************
1386
1387 The ``garbage-collection statistics'' RTS options can be useful for
1388 seeing what parallel programs are doing.  If you do either
1389 @+RTS -Sstderr@<nidx>-Sstderr RTS option</nidx> or @+RTS -sstderr@, then
1390 you'll get mutator, garbage-collection, etc., times on standard
1391 error. The standard error of all PE's other than the `main thread'
1392 appears in @/tmp/pvml.nnn@, courtesy of PVM.
1393
1394 Whether doing @+RTS -Sstderr@ or not, a handy way to watch
1395 what's happening overall is: @tail -f /tmp/pvml.nnn@.
1396
1397 %************************************************************************
1398 %*                                                                      *
1399 <sect2>RTS options for Concurrent/Parallel Haskell
1400 <label id="parallel-rts-opts">
1401 <p>
1402 <nidx>RTS options, concurrent</nidx>
1403 <nidx>RTS options, parallel</nidx>
1404 <nidx>Concurrent Haskell---RTS options</nidx>
1405 <nidx>Parallel Haskell---RTS options</nidx>
1406 %*                                                                      *
1407 %************************************************************************
1408
1409 Besides the usual runtime system (RTS) options
1410 (Section <ref name="Running a compiled program" id="runtime-control">), there are a few options particularly
1411 for concurrent/parallel execution.
1412
1413 <descrip>
1414 <tag>@-N<N>@:</tag>
1415 <nidx>-N&lt;N&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1416 (PARALLEL ONLY) Use @<N>@ PVM processors to run this program;
1417 the default is 2.
1418
1419 <tag>@-C[<us>]@:</tag>
1420 <nidx>-C&lt;us&gt; RTS option</nidx>
1421 Sets the context switch interval to @<us>@ microseconds.  A context
1422 switch will occur at the next heap allocation after the timer expires.
1423 With @-C0@ or @-C@, context switches will occur as often as
1424 possible (at every heap allocation).  By default, context switches
1425 occur every 10 milliseconds.  Note that many interval timers are only
1426 capable of 10 millisecond granularity, so the default setting may be
1427 the finest granularity possible, short of a context switch at every
1428 heap allocation.
1429
1430 <tag>@-q[v]@:</tag>
1431 <nidx>-q RTS option</nidx>
1432 Produce a quasi-parallel profile of thread activity, in the file
1433 @<program>.qp@.  In the style of @hbcpp@, this profile records
1434 the movement of threads between the green (runnable) and red (blocked)
1435 queues.  If you specify the verbose suboption (@-qv@), the green
1436 queue is split into green (for the currently running thread only) and
1437 amber (for other runnable threads).  We do not recommend that you use
1438 the verbose suboption if you are planning to use the @hbcpp@
1439 profiling tools or if you are context switching at every heap check
1440 (with @-C@).
1441
1442 <tag>@-t<num>@:</tag>
1443 <nidx>-t&lt;num&gt; RTS option</nidx>
1444 Limit the number of concurrent threads per processor to @<num>@.
1445 The default is 32.  Each thread requires slightly over 1K <em>words</em>
1446 in the heap for thread state and stack objects.  (For 32-bit machines,
1447 this translates to 4K bytes, and for 64-bit machines, 8K bytes.)
1448
1449 <tag>@-d@:</tag>
1450 <nidx>-d RTS option (parallel)</nidx>
1451 (PARALLEL ONLY) Turn on debugging.  It pops up one xterm (or GDB, or
1452 something...) per PVM processor.  We use the standard @debugger@
1453 script that comes with PVM3, but we sometimes meddle with the
1454 @debugger2@ script.  We include ours in the GHC distribution,
1455 in @ghc/utils/pvm/@.
1456
1457 <tag>@-e<num>@:</tag>
1458 <nidx>-e&lt;num&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1459 (PARALLEL ONLY) Limit the number of pending sparks per processor to
1460 @<num>@. The default is 100. A larger number may be appropriate if
1461 your program generates large amounts of parallelism initially.
1462
1463 <tag>@-Q<num>@:</tag>
1464 <nidx>-Q&lt;num&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1465 (PARALLEL ONLY) Set the size of packets transmitted between processors
1466 to @<num>@. The default is 1024 words. A larger number may be
1467 appropriate if your machine has a high communication cost relative to
1468 computation speed.
1469 </descrip>
1470
1471 %************************************************************************
1472 %*                                                                      *
1473 <sect2>Potential problems with Parallel Haskell
1474 <label id="parallel-problems">
1475 <p>
1476 <nidx>Parallel Haskell---problems</nidx> 
1477 <nidx>problems, Parallel Haskell</nidx> 
1478 %*                                                                      *
1479 %************************************************************************
1480
1481 The ``Potential problems'' for Concurrent Haskell also apply for
1482 Parallel Haskell.  Please see Section <ref name="Potential problems with Concurrent Haskell" id="concurrent-problems">.