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1 <?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1"?>
2 <chapter id="bugs-and-infelicities">
3   <title>Known bugs and infelicities</title>
4
5   <sect1 id="vs-Haskell-defn">
6     <title>Haskell&nbsp;98 vs.&nbsp;Glasgow Haskell: language non-compliance
7 </title>
8     
9     <indexterm><primary>GHC vs the Haskell 98 language</primary></indexterm>
10     <indexterm><primary>Haskell 98 language vs GHC</primary></indexterm>
11
12   <para>This section lists Glasgow Haskell infelicities in its
13   implementation of Haskell&nbsp;98.  See also the &ldquo;when things
14   go wrong&rdquo; section (<xref linkend="wrong"/>) for information
15   about crashes, space leaks, and other undesirable phenomena.</para>
16
17   <para>The limitations here are listed in Haskell Report order
18   (roughly).</para>
19
20   <sect2 id="haskell98-divergence">
21     <title>Divergence from Haskell&nbsp;98</title>
22     
23       
24     <sect3 id="infelicities-lexical">
25       <title>Lexical syntax</title>
26       
27       <itemizedlist>
28         <listitem>
29           <para>Certain lexical rules regarding qualified identifiers
30           are slightly different in GHC compared to the Haskell
31           report.  When you have
32           <replaceable>module</replaceable><literal>.</literal><replaceable>reservedop</replaceable>,
33           such as <literal>M.\</literal>, GHC will interpret it as a
34           single qualified operator rather than the two lexemes
35           <literal>M</literal> and <literal>.\</literal>.</para>
36         </listitem>
37       </itemizedlist>
38     </sect3>
39       
40       <sect3 id="infelicities-syntax">
41         <title>Context-free syntax</title>
42         
43         <itemizedlist>
44           <listitem>
45             <para>GHC is a little less strict about the layout rule when used
46               in <literal>do</literal> expressions.  Specifically, the
47               restriction that "a nested context must be indented further to
48               the right than the enclosing context" is relaxed to allow the
49               nested context to be at the same level as the enclosing context,
50               if the enclosing context is a <literal>do</literal>
51               expression.</para>
52
53             <para>For example, the following code is accepted by GHC:
54
55 <programlisting>
56 main = do args &lt;- getArgs
57           if null args then return [] else do
58           ps &lt;- mapM process args
59           mapM print ps</programlisting>
60
61               </para>
62           </listitem>
63
64         <listitem>
65           <para>GHC doesn't do fixity resolution in expressions during
66           parsing.  For example, according to the Haskell report, the
67           following expression is legal Haskell:
68 <programlisting>
69     let x = 42 in x == 42 == True</programlisting>
70         and parses as:
71 <programlisting>
72     (let x = 42 in x == 42) == True</programlisting>
73
74           because according to the report, the <literal>let</literal>
75           expression <quote>extends as far to the right as
76           possible</quote>.  Since it can't extend past the second
77           equals sign without causing a parse error
78           (<literal>==</literal> is non-fix), the
79           <literal>let</literal>-expression must terminate there.  GHC
80           simply gobbles up the whole expression, parsing like this:
81 <programlisting>
82     (let x = 42 in x == 42 == True)</programlisting>
83
84           The Haskell report is arguably wrong here, but nevertheless
85           it's a difference between GHC &amp; Haskell 98.</para>
86         </listitem>
87       </itemizedlist>
88     </sect3>
89
90   <sect3 id="infelicities-exprs-pats">
91       <title>Expressions and patterns</title>
92
93         <para>None known.</para>
94     </sect3>
95
96     <sect3 id="infelicities-decls">
97       <title>Declarations and bindings</title>
98
99       <para>GHC's typechecker makes all pattern bindings monomorphic
100       by default; this behaviour can be disabled with
101       <option>-XNoMonoPatBinds</option>.  See <xref
102       linkend="options-language" />.</para>
103     </sect3>
104       
105       <sect3 id="infelicities-Modules">
106         <title>Module system and interface files</title>
107         
108         <para>GHC requires the use of <literal>hs-boot</literal>
109           files to cut the recursive loops among mutually recursive modules
110           as described in <xref linkend="mutual-recursion"/>.  This more of an infelicity
111             than a bug: the Haskell Report says 
112           (<ulink url="http://haskell.org/onlinereport/modules.html#sect5.7">Section 5.7</ulink>) "Depending on the Haskell
113         implementation used, separate compilation of mutually
114         recursive modules may require that imported modules contain
115         additional information so that they may be referenced before
116         they are compiled. Explicit type signatures for all exported
117         values may be necessary to deal with mutual recursion. The
118         precise details of separate compilation are not defined by
119         this Report."
120
121         </para>
122
123     </sect3>
124
125     <sect3 id="infelicities-numbers">
126       <title>Numbers, basic types, and built-in classes</title>
127
128       <variablelist>
129         <varlistentry>
130           <term>Multiply-defined array elements&mdash;not checked:</term>
131           <listitem>
132             <para>This code fragment should
133             elicit a fatal error, but it does not:
134
135 <programlisting>
136 main = print (array (1,1) [(1,2), (1,3)])</programlisting>
137 GHC's implementation of <literal>array</literal> takes the value of an
138 array slot from the last (index,value) pair in the list, and does no
139 checking for duplicates.  The reason for this is efficiency, pure and simple.
140             </para>
141           </listitem>
142         </varlistentry>
143       </variablelist>
144       
145     </sect3>
146
147       <sect3 id="infelicities-Prelude">
148         <title>In <literal>Prelude</literal> support</title>
149
150       <variablelist>
151         <varlistentry>
152           <term>Arbitrary-sized tuples</term>
153           <listitem>
154             <para>Tuples are currently limited to size 100.  HOWEVER:
155             standard instances for tuples (<literal>Eq</literal>,
156             <literal>Ord</literal>, <literal>Bounded</literal>,
157             <literal>Ix</literal> <literal>Read</literal>, and
158             <literal>Show</literal>) are available
159             <emphasis>only</emphasis> up to 16-tuples.</para>
160
161             <para>This limitation is easily subvertible, so please ask
162             if you get stuck on it.</para>
163             </listitem>
164           </varlistentry>
165
166           <varlistentry>
167             <term><literal>Read</literal>ing integers</term>
168             <listitem>
169               <para>GHC's implementation of the
170               <literal>Read</literal> class for integral types accepts
171               hexadecimal and octal literals (the code in the Haskell
172               98 report doesn't).  So, for example,
173 <programlisting>read "0xf00" :: Int</programlisting>
174               works in GHC.</para>
175               <para>A possible reason for this is that <literal>readLitChar</literal> accepts hex and
176                 octal escapes, so it seems inconsistent not to do so for integers too.</para>
177             </listitem>
178           </varlistentry>
179
180           <varlistentry>
181             <term><literal>isAlpha</literal></term>
182             <listitem>
183               <para>The Haskell 98 definition of <literal>isAlpha</literal>
184               is:</para>
185
186 <programlisting>isAlpha c = isUpper c || isLower c</programlisting>
187
188               <para>GHC's implementation diverges from the Haskell 98
189               definition in the sense that Unicode alphabetic characters which
190               are neither upper nor lower case will still be identified as
191               alphabetic by <literal>isAlpha</literal>.</para>
192             </listitem>
193           </varlistentry>
194
195           <varlistentry>
196             <term>Strings treated as ISO-8859-1</term>
197             <listitem>
198               <para>
199             Various library functions, such as <literal>putStrLn</literal>,
200             treat Strings as if they were ISO-8859-1 rather than UTF-8.
201           </para>
202             </listitem>
203           </varlistentry>
204         </variablelist>
205     </sect3>
206   </sect2>
207
208   <sect2 id="haskell98-undefined">
209     <title>GHC's interpretation of undefined behaviour in
210     Haskell&nbsp;98</title>
211
212     <para>This section documents GHC's take on various issues that are
213     left undefined or implementation specific in Haskell 98.</para>
214
215     <variablelist>
216       <varlistentry>
217         <term>
218           The <literal>Char</literal> type
219           <indexterm><primary><literal>Char</literal></primary><secondary>size of</secondary></indexterm>
220         </term>
221         <listitem>
222           <para>Following the ISO-10646 standard,
223           <literal>maxBound :: Char</literal> in GHC is
224           <literal>0x10FFFF</literal>.</para>
225         </listitem>
226       </varlistentry>
227
228       <varlistentry>
229         <term>
230           Sized integral types
231           <indexterm><primary><literal>Int</literal></primary><secondary>size of</secondary></indexterm>
232         </term>
233         <listitem>
234           <para>In GHC the <literal>Int</literal> type follows the
235           size of an address on the host architecture; in other words
236           it holds 32 bits on a 32-bit machine, and 64-bits on a
237           64-bit machine.</para>
238
239           <para>Arithmetic on <literal>Int</literal> is unchecked for
240           overflow<indexterm><primary>overflow</primary><secondary><literal>Int</literal></secondary>
241             </indexterm>, so all operations on <literal>Int</literal> happen
242           modulo
243           2<superscript><replaceable>n</replaceable></superscript>
244           where <replaceable>n</replaceable> is the size in bits of
245           the <literal>Int</literal> type.</para>
246
247           <para>The <literal>fromInteger</literal><indexterm><primary><literal>fromInteger</literal></primary>
248             </indexterm>function (and hence
249           also <literal>fromIntegral</literal><indexterm><primary><literal>fromIntegral</literal></primary>
250             </indexterm>) is a special case when
251           converting to <literal>Int</literal>.  The value of
252           <literal>fromIntegral x :: Int</literal> is given by taking
253           the lower <replaceable>n</replaceable> bits of <literal>(abs
254           x)</literal>, multiplied by the sign of <literal>x</literal>
255           (in 2's complement <replaceable>n</replaceable>-bit
256           arithmetic).  This behaviour was chosen so that for example
257           writing <literal>0xffffffff :: Int</literal> preserves the
258           bit-pattern in the resulting <literal>Int</literal>.</para>
259
260
261            <para>Negative literals, such as <literal>-3</literal>, are
262              specified by (a careful reading of) the Haskell Report as 
263              meaning <literal>Prelude.negate (Prelude.fromInteger 3)</literal>.
264              So <literal>-2147483648</literal> means <literal>negate (fromInteger 2147483648)</literal>.
265              Since <literal>fromInteger</literal> takes the lower 32 bits of the representation,
266              <literal>fromInteger (2147483648::Integer)</literal>, computed at type <literal>Int</literal> is
267              <literal>-2147483648::Int</literal>.  The <literal>negate</literal> operation then
268              overflows, but it is unchecked, so <literal>negate (-2147483648::Int)</literal> is just
269              <literal>-2147483648</literal>.  In short, one can write <literal>minBound::Int</literal> as
270              a literal with the expected meaning (but that is not in general guaranteed.
271              </para>
272
273           <para>The <literal>fromIntegral</literal> function also
274           preserves bit-patterns when converting between the sized
275           integral types (<literal>Int8</literal>,
276           <literal>Int16</literal>, <literal>Int32</literal>,
277           <literal>Int64</literal> and the unsigned
278           <literal>Word</literal> variants), see the modules
279           <literal>Data.Int</literal> and <literal>Data.Word</literal>
280           in the library documentation.</para>
281         </listitem>
282       </varlistentry>
283
284       <varlistentry>
285         <term>Unchecked float arithmetic</term>
286         <listitem>
287           <para>Operations on <literal>Float</literal> and
288           <literal>Double</literal> numbers are
289           <emphasis>unchecked</emphasis> for overflow, underflow, and
290           other sad occurrences.  (note, however that some
291           architectures trap floating-point overflow and
292           loss-of-precision and report a floating-point exception,
293           probably terminating the
294           program)<indexterm><primary>floating-point
295           exceptions</primary></indexterm>.</para>
296         </listitem>
297       </varlistentry>
298     </variablelist>
299       
300     </sect2>
301
302   <sect2 id="ffi-divergence">
303     <title>Divergence from the FFI specification</title>
304     
305     <variablelist>
306       <varlistentry>
307         <term><literal>hs_init()</literal> not allowed
308         after <literal>hs_exit()</literal></term>
309         <listitem>
310           <para>The FFI spec requires the implementation to support
311             re-initialising itself after being shut down
312             with <literal>hs_exit()</literal>, but GHC does not
313             currently support that.</para>
314         </listitem>
315       </varlistentry>
316     </variablelist>
317   </sect2>
318     
319   </sect1>
320
321
322   <sect1 id="bugs">
323     <title>Known bugs or infelicities</title>
324
325     <para>The bug tracker lists bugs that have been reported in GHC but not
326       yet fixed: see the <ulink url="http://sourceforge.net/projects/ghc/">SourceForge GHC
327     page</ulink>.  In addition to those, GHC also has the following known bugs
328       or  infelicities.  These bugs are more permanent; it is unlikely that
329       any of them will be fixed in the short term.</para>
330
331   <sect2 id="bugs-ghc">
332     <title>Bugs in GHC</title>
333
334     <itemizedlist>
335       <listitem>
336         <para> GHC can warn about non-exhaustive or overlapping
337         patterns (see <xref linkend="options-sanity"/>), and usually
338         does so correctly.  But not always.  It gets confused by
339         string patterns, and by guards, and can then emit bogus
340         warnings.  The entire overlap-check code needs an overhaul
341         really.</para>
342       </listitem>
343
344       <listitem>
345         <para>GHC does not allow you to have a data type with a context 
346            that mentions type variables that are not data type parameters.
347           For example:
348 <programlisting>
349   data C a b => T a = MkT a
350 </programlisting>
351           so that <literal>MkT</literal>'s type is
352 <programlisting>
353   MkT :: forall a b. C a b => a -> T a
354 </programlisting>
355         In principle, with a suitable class declaration with a functional dependency,
356          it's possible that this type is not ambiguous; but GHC nevertheless rejects
357           it.  The type variables mentioned in the context of the data type declaration must
358         be among the type parameters of the data type.</para>
359       </listitem>
360
361       <listitem>
362         <para>GHC's inliner can be persuaded into non-termination
363         using the standard way to encode recursion via a data type:</para>
364 <programlisting>
365   data U = MkU (U -> Bool)
366        
367   russel :: U -> Bool
368   russel u@(MkU p) = not $ p u
369   
370   x :: Bool
371   x = russel (MkU russel)
372 </programlisting>
373
374         <para>We have never found another class of programs, other
375         than this contrived one, that makes GHC diverge, and fixing
376         the problem would impose an extra overhead on every
377         compilation.  So the bug remains un-fixed.  There is more
378         background in <ulink
379         url="http://research.microsoft.com/~simonpj/Papers/inlining/">
380         Secrets of the GHC inliner</ulink>.</para>
381       </listitem>
382
383       <listitem>
384         <para>GHC does not keep careful track of
385             what instance declarations are 'in scope' if they come from other packages.
386         Instead, all instance declarations that GHC has seen in other
387         packages are all in scope everywhere, whether or not the
388         module from that package is used by the command-line
389         expression.  This bug affects only the <option>--make</option> mode and
390           GHCi.</para>
391       </listitem>
392
393     </itemizedlist>
394   </sect2>
395
396   <sect2 id="bugs-ghci">
397     <title>Bugs in GHCi (the interactive GHC)</title>
398     <itemizedlist>
399       <listitem>
400         <para>GHCi does not respect the <literal>default</literal>
401         declaration in the module whose scope you are in.  Instead,
402         for expressions typed at the command line, you always get the
403         default default-type behaviour; that is,
404         <literal>default(Int,Double)</literal>.</para>
405
406         <para>It would be better for GHCi to record what the default
407         settings in each module are, and use those of the 'current'
408         module (whatever that is).</para>
409       </listitem>
410
411       <listitem> 
412       <para>On Windows, there's a GNU ld/BFD bug
413       whereby it emits bogus PE object files that have more than
414       0xffff relocations. When GHCi tries to load a package affected by this
415       bug, you get an error message of the form
416 <screen>
417 Loading package javavm ... linking ... WARNING: Overflown relocation field (# relocs found: 30765)
418 </screen>
419       The last time we looked, this bug still
420       wasn't fixed in the BFD codebase, and there wasn't any
421       noticeable interest in fixing it when we reported the bug
422       back in 2001 or so.
423       </para>
424       <para>The workaround is to split up the .o files that make up
425       your package into two or more .o's, along the lines of
426       how the "base" package does it.</para>
427       </listitem>
428     </itemizedlist>
429   </sect2>
430   </sect1>
431
432 </chapter>
433
434 <!-- Emacs stuff:
435      ;;; Local Variables: ***
436      ;;; mode: xml ***
437      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
438      ;;; End: ***
439  -->