Update ghci example output in user guide; patch from YitzGale in #4111
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1 <?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1"?>
2 <chapter id="ghci">
3   <title>Using GHCi</title>
4   <indexterm><primary>GHCi</primary></indexterm>
5   <indexterm><primary>interpreter</primary><see>GHCi</see></indexterm>
6   <indexterm><primary>interactive</primary><see>GHCi</see></indexterm>
7   
8   <para>GHCi<footnote>
9       <para>The &lsquo;i&rsquo; stands for &ldquo;Interactive&rdquo;</para>
10     </footnote>
11   is GHC's interactive environment, in which Haskell expressions can
12   be interactively evaluated and programs can be interpreted.  If
13   you're familiar with <ulink url="http://www.haskell.org/hugs/">Hugs</ulink><indexterm><primary>Hugs</primary>
14   </indexterm>, then you'll be right at home with GHCi.  However, GHCi
15   also has support for interactively loading compiled code, as well as
16   supporting all<footnote><para>except <literal>foreign export</literal>, at the moment</para>
17   </footnote> the language extensions that GHC provides.
18   <indexterm><primary>FFI</primary><secondary>GHCi support</secondary></indexterm>
19   <indexterm><primary>Foreign Function
20   Interface</primary><secondary>GHCi support</secondary></indexterm>.
21   GHCi also includes an interactive debugger (see <xref linkend="ghci-debugger"/>).</para>
22
23   <sect1 id="ghci-introduction">
24     <title>Introduction to GHCi</title>
25
26     <para>Let's start with an example GHCi session.  You can fire up
27     GHCi with the command <literal>ghci</literal>:</para>
28
29 <screen>
30 $ ghci
31 GHCi, version 6.12.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
32 Loading package ghc-prim ... linking ... done.
33 Loading package integer-gmp ... linking ... done.
34 Loading package base ... linking ... done.
35 Loading package ffi-1.0 ... linking ... done.
36 Prelude> 
37 </screen>
38
39     <para>There may be a short pause while GHCi loads the prelude and
40     standard libraries, after which the prompt is shown. As the banner
41     says, you can type <literal>:?</literal> to see the list of commands
42     available, and a half line description of each of them.</para>
43
44     <para>We'll explain most of these commands as we go along.  For
45     Hugs users: many things work the same as in Hugs, so you should be
46     able to get going straight away.</para>
47
48     <para>Haskell expressions can be typed at the prompt:</para>
49     <indexterm><primary>prompt</primary><secondary>GHCi</secondary>
50   </indexterm>
51
52 <screen>
53 Prelude> 1+2
54 3
55 Prelude> let x = 42 in x / 9
56 4.666666666666667
57 Prelude> 
58 </screen>
59
60     <para>GHCi interprets the whole line as an expression to evaluate.
61     The expression may not span several lines - as soon as you press
62     enter, GHCi will attempt to evaluate it.</para>
63   </sect1>
64
65   <sect1 id="loading-source-files">
66     <title>Loading source files</title>
67
68     <para>Suppose we have the following Haskell source code, which we
69     place in a file <filename>Main.hs</filename>:</para>
70
71 <programlisting>
72 main = print (fac 20)
73
74 fac 0 = 1
75 fac n = n * fac (n-1)
76 </programlisting>
77
78     <para>You can save <filename>Main.hs</filename> anywhere you like,
79     but if you save it somewhere other than the current
80     directory<footnote><para>If you started up GHCi from the command
81     line then GHCi's current directory is the same as the current
82     directory of the shell from which it was started.  If you started
83     GHCi from the &ldquo;Start&rdquo; menu in Windows, then the
84     current directory is probably something like
85     <filename>C:\Documents and Settings\<replaceable>user
86     name</replaceable></filename>.</para> </footnote> then we will
87     need to change to the right directory in GHCi:</para>
88
89 <screen>
90 Prelude> :cd <replaceable>dir</replaceable>
91 </screen>
92
93     <para>where <replaceable>dir</replaceable> is the directory (or
94     folder) in which you saved <filename>Main.hs</filename>.</para>
95
96     <para>To load a Haskell source file into GHCi, use the
97     <literal>:load</literal> command:</para>
98     <indexterm><primary><literal>:load</literal></primary></indexterm>
99
100 <screen>
101 Prelude> :load Main
102 Compiling Main             ( Main.hs, interpreted )
103 Ok, modules loaded: Main.
104 *Main>
105 </screen>
106
107     <para>GHCi has loaded the <literal>Main</literal> module, and the
108     prompt has changed to &ldquo;<literal>*Main></literal>&rdquo; to
109     indicate that the current context for expressions typed at the
110     prompt is the <literal>Main</literal> module we just loaded (we'll
111     explain what the <literal>*</literal> means later in <xref
112     linkend="ghci-scope"/>).  So we can now type expressions involving
113     the functions from <filename>Main.hs</filename>:</para>
114
115 <screen>
116 *Main> fac 17
117 355687428096000
118 </screen>
119
120     <para>Loading a multi-module program is just as straightforward;
121     just give the name of the &ldquo;topmost&rdquo; module to the
122     <literal>:load</literal> command (hint: <literal>:load</literal>
123     can be abbreviated to <literal>:l</literal>).  The topmost module
124     will normally be <literal>Main</literal>, but it doesn't have to
125     be.  GHCi will discover which modules are required, directly or
126     indirectly, by the topmost module, and load them all in dependency
127     order.</para>
128
129     <sect2 id="ghci-modules-filenames">
130       <title>Modules vs. filenames</title>
131       <indexterm><primary>modules</primary><secondary>and filenames</secondary></indexterm>
132       <indexterm><primary>filenames</primary><secondary>of modules</secondary></indexterm>
133       
134       <para>Question: How does GHC find the filename which contains
135       module <replaceable>M</replaceable>?  Answer: it looks for the
136       file <literal><replaceable>M</replaceable>.hs</literal>, or
137       <literal><replaceable>M</replaceable>.lhs</literal>.  This means
138       that for most modules, the module name must match the filename.
139       If it doesn't, GHCi won't be able to find it.</para>
140
141       <para>There is one exception to this general rule: when you load
142       a program with <literal>:load</literal>, or specify it when you
143       invoke <literal>ghci</literal>, you can give a filename rather
144       than a module name.  This filename is loaded if it exists, and
145       it may contain any module you like.  This is particularly
146       convenient if you have several <literal>Main</literal> modules
147       in the same directory and you can't call them all
148       <filename>Main.hs</filename>.</para>
149
150       <para>The search path for finding source files is specified with
151       the <option>-i</option> option on the GHCi command line, like
152       so:</para>
153 <screen>ghci -i<replaceable>dir<subscript>1</subscript></replaceable>:...:<replaceable>dir<subscript>n</subscript></replaceable></screen>
154
155       <para>or it can be set using the <literal>:set</literal> command
156       from within GHCi (see <xref
157       linkend="ghci-cmd-line-options"/>)<footnote><para>Note that in
158       GHCi, and <option>&ndash;&ndash;make</option> mode, the <option>-i</option>
159       option is used to specify the search path for
160       <emphasis>source</emphasis> files, whereas in standard
161       batch-compilation mode the <option>-i</option> option is used to
162       specify the search path for interface files, see <xref
163       linkend="search-path"/>.</para> </footnote></para>
164
165       <para>One consequence of the way that GHCi follows dependencies
166       to find modules to load is that every module must have a source
167       file.  The only exception to the rule is modules that come from
168       a package, including the <literal>Prelude</literal> and standard
169       libraries such as <literal>IO</literal> and
170       <literal>Complex</literal>.  If you attempt to load a module for
171       which GHCi can't find a source file, even if there are object
172       and interface files for the module, you'll get an error
173       message.</para>
174     </sect2>
175
176     <sect2>
177       <title>Making changes and recompilation</title>
178       <indexterm><primary><literal>:reload</literal></primary></indexterm>
179
180       <para>If you make some changes to the source code and want GHCi
181       to recompile the program, give the <literal>:reload</literal>
182       command.  The program will be recompiled as necessary, with GHCi
183       doing its best to avoid actually recompiling modules if their
184       external dependencies haven't changed.  This is the same
185       mechanism we use to avoid re-compiling modules in the batch
186       compilation setting (see <xref linkend="recomp"/>).</para>
187     </sect2>
188   </sect1>
189
190   <sect1 id="ghci-compiled">
191     <title>Loading compiled code</title>
192     <indexterm><primary>compiled code</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
193
194     <para>When you load a Haskell source module into GHCi, it is
195     normally converted to byte-code and run using the interpreter.
196     However, interpreted code can also run alongside compiled code in
197     GHCi; indeed, normally when GHCi starts, it loads up a compiled
198     copy of the <literal>base</literal> package, which contains the
199     <literal>Prelude</literal>.</para>
200
201     <para>Why should we want to run compiled code?  Well, compiled
202     code is roughly 10x faster than interpreted code, but takes about
203     2x longer to produce (perhaps longer if optimisation is on).  So
204     it pays to compile the parts of a program that aren't changing
205     very often, and use the interpreter for the code being actively
206     developed.</para>
207
208     <para>When loading up source modules with <literal>:load</literal>,
209     GHCi normally looks for any corresponding compiled object files,
210     and will use one in preference to interpreting the source if
211     possible.  For example, suppose we have a 4-module program
212     consisting of modules A, B, C, and D.  Modules B and C both import
213     D only, and A imports both B &amp; C:</para>
214 <screen>
215       A
216      / \
217     B   C
218      \ /
219       D
220 </screen>
221     <para>We can compile D, then load the whole program, like this:</para>
222 <screen>
223 Prelude> :! ghc -c D.hs
224 Prelude> :load A
225 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
226 Compiling C                ( C.hs, interpreted )
227 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
228 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
229 *Main>
230 </screen>
231
232     <para>In the messages from the compiler, we see that there is no line
233     for <literal>D</literal>. This is because
234     it isn't necessary to compile <literal>D</literal>,
235     because the source and everything it depends on
236     is unchanged since the last compilation.</para>
237
238     <para>At any time you can use the command 
239     <literal>:show modules</literal>
240     to get a list of the modules currently loaded
241     into GHCi:</para>
242
243 <screen>
244 *Main> :show modules
245 D                ( D.hs, D.o )
246 C                ( C.hs, interpreted )
247 B                ( B.hs, interpreted )
248 A                ( A.hs, interpreted )
249 *Main></screen>
250
251     <para>If we now modify the source of D (or pretend to: using the Unix
252     command <literal>touch</literal> on the source file is handy for
253     this), the compiler will no longer be able to use the object file,
254     because it might be out of date:</para>
255
256 <screen>
257 *Main> :! touch D.hs
258 *Main> :reload
259 Compiling D                ( D.hs, interpreted )
260 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
261 *Main> 
262 </screen>
263
264     <para>Note that module D was compiled, but in this instance
265     because its source hadn't really changed, its interface remained
266     the same, and the recompilation checker determined that A, B and C
267     didn't need to be recompiled.</para>
268
269     <para>So let's try compiling one of the other modules:</para>
270
271 <screen>
272 *Main> :! ghc -c C.hs
273 *Main> :load A
274 Compiling D                ( D.hs, interpreted )
275 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
276 Compiling C                ( C.hs, interpreted )
277 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
278 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
279 </screen>
280
281     <para>We didn't get the compiled version of C!  What happened?
282     Well, in GHCi a compiled module may only depend on other compiled
283     modules, and in this case C depends on D, which doesn't have an
284     object file, so GHCi also rejected C's object file.  Ok, so let's
285     also compile D:</para>
286
287 <screen>
288 *Main> :! ghc -c D.hs
289 *Main> :reload
290 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
291 </screen>
292
293     <para>Nothing happened!  Here's another lesson: newly compiled
294     modules aren't picked up by <literal>:reload</literal>, only
295     <literal>:load</literal>:</para>
296
297 <screen>
298 *Main> :load A
299 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
300 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
301 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
302 </screen>
303
304     <para>The automatic loading of object files can sometimes lead to
305     confusion, because non-exported top-level definitions of a module
306     are only available for use in expressions at the prompt when the
307     module is interpreted (see <xref linkend="ghci-scope" />).  For
308     this reason, you might sometimes want to force GHCi to load a
309     module using the interpreter.  This can be done by prefixing
310       a <literal>*</literal> to the module name or filename when
311       using <literal>:load</literal>, for example</para>
312
313 <screen>
314 Prelude> :load *A
315 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
316 *A>
317 </screen>
318
319 <para>When the <literal>*</literal> is used, GHCi ignores any
320   pre-compiled object code and interprets the module.  If you have
321   already loaded a number of modules as object code and decide that
322   you wanted to interpret one of them, instead of re-loading the whole
323   set you can use <literal>:add *M</literal> to specify that you want
324   <literal>M</literal> to be interpreted (note that this might cause
325   other modules to be interpreted too, because compiled modules cannot
326   depend on interpreted ones).</para>
327
328 <para>To always compile everything to object code and never use the
329   interpreter, use the <literal>-fobject-code</literal> option (see
330   <xref linkend="ghci-obj" />).</para>
331
332     <para>HINT: since GHCi will only use a compiled object file if it
333     can be sure that the compiled version is up-to-date, a good technique
334     when working on a large program is to occasionally run
335     <literal>ghc &ndash;&ndash;make</literal> to compile the whole project (say
336     before you go for lunch :-), then continue working in the
337     interpreter.  As you modify code, the changed modules will be
338     interpreted, but the rest of the project will remain
339     compiled.</para>
340   </sect1>
341
342   <sect1 id="interactive-evaluation">
343     <title>Interactive evaluation at the prompt</title>
344
345     <para>When you type an expression at the prompt, GHCi immediately
346     evaluates and prints the result:
347 <screen>
348 Prelude> reverse "hello"
349 "olleh"
350 Prelude> 5+5
351 10
352 </screen>
353 </para>
354
355 <sect2><title>I/O actions at the prompt</title>
356
357 <para>GHCi does more than simple expression evaluation at the prompt.
358 If you type something of type <literal>IO a</literal> for some
359     <literal>a</literal>, then GHCi <emphasis>executes</emphasis> it
360     as an IO-computation.
361 <screen>
362 Prelude> "hello"
363 "hello"
364 Prelude> putStrLn "hello"
365 hello
366 </screen>
367 Furthermore, GHCi will print the result of the I/O action if (and only
368 if):
369 <itemizedlist>
370   <listitem><para>The result type is an instance of <literal>Show</literal>.</para></listitem>
371   <listitem><para>The result type is not
372   <literal>()</literal>.</para></listitem>
373 </itemizedlist>
374 For example, remembering that <literal>putStrLn :: String -> IO ()</literal>:
375 <screen>
376 Prelude> putStrLn "hello"
377 hello
378 Prelude> do { putStrLn "hello"; return "yes" }
379 hello
380 "yes"
381 </screen>
382 </para></sect2>
383
384     <sect2 id="ghci-stmts">
385       <title>Using <literal>do-</literal>notation at the prompt</title>
386       <indexterm><primary>do-notation</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
387       <indexterm><primary>statements</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
388       
389       <para>GHCi actually accepts <firstterm>statements</firstterm>
390       rather than just expressions at the prompt.  This means you can
391       bind values and functions to names, and use them in future
392       expressions or statements.</para>
393
394       <para>The syntax of a statement accepted at the GHCi prompt is
395       exactly the same as the syntax of a statement in a Haskell
396       <literal>do</literal> expression.  However, there's no monad
397       overloading here: statements typed at the prompt must be in the
398       <literal>IO</literal> monad.
399 <screen>
400 Prelude> x &lt;- return 42
401 Prelude> print x
402 42
403 Prelude>
404 </screen>
405       The statement <literal>x &lt;- return 42</literal> means
406       &ldquo;execute <literal>return 42</literal> in the
407       <literal>IO</literal> monad, and bind the result to
408       <literal>x</literal>&rdquo;.  We can then use
409       <literal>x</literal> in future statements, for example to print
410       it as we did above.</para>
411
412       <para>If <option>-fprint-bind-result</option> is set then
413       GHCi will print the result of a statement if and only if: 
414         <itemizedlist>
415           <listitem>
416             <para>The statement is not a binding, or it is a monadic binding 
417               (<literal>p &lt;- e</literal>) that binds exactly one
418               variable.</para>
419           </listitem>
420           <listitem>
421             <para>The variable's type is not polymorphic, is not
422               <literal>()</literal>, and is an instance of
423               <literal>Show</literal></para>
424           </listitem>
425         </itemizedlist>
426       <indexterm><primary><option>-fprint-bind-result</option></primary></indexterm><indexterm><primary><option>-fno-print-bind-result</option></primary></indexterm>.
427       </para>
428
429       <para>Of course, you can also bind normal non-IO expressions
430       using the <literal>let</literal>-statement:</para>
431 <screen>
432 Prelude> let x = 42
433 Prelude> x
434 42
435 Prelude>
436 </screen>
437       <para>Another important difference between the two types of binding
438       is that the monadic bind (<literal>p &lt;- e</literal>) is
439       <emphasis>strict</emphasis> (it evaluates <literal>e</literal>),
440       whereas with the <literal>let</literal> form, the expression
441       isn't evaluated immediately:</para>
442 <screen>
443 Prelude> let x = error "help!"
444 Prelude> print x
445 *** Exception: help!
446 Prelude>
447 </screen>
448
449       <para>Note that <literal>let</literal> bindings do not automatically
450         print the value bound, unlike monadic bindings.</para>
451
452       <para>Hint: you can also use <literal>let</literal>-statements
453       to define functions at the prompt:</para>
454 <screen>
455 Prelude> let add a b = a + b
456 Prelude> add 1 2
457 3
458 Prelude>
459 </screen>
460         <para>However, this quickly gets tedious when defining functions 
461         with multiple clauses, or groups of mutually recursive functions,
462         because the complete definition has to be given on a single line, 
463         using explicit braces and semicolons instead of layout:</para>
464 <screen>
465 Prelude> let { f op n [] = n ; f op n (h:t) = h `op` f op n t }
466 Prelude> f (+) 0 [1..3]
467 6
468 Prelude>
469 </screen>
470       <para>To alleviate this issue, GHCi commands can be split over
471       multiple lines, by wrapping them in <literal>:{</literal> and
472       <literal>:}</literal> (each on a single line of its own):</para>
473 <screen>
474 Prelude> :{
475 Prelude| let { g op n [] = n
476 Prelude|     ; g op n (h:t) = h `op` g op n t
477 Prelude|     }
478 Prelude| :}
479 Prelude> g (*) 1 [1..3]
480 6
481 </screen>
482       <para>Such multiline commands can be used with any GHCi command,
483       and the lines between <literal>:{</literal> and
484       <literal>:}</literal> are simply merged into a single line for 
485       interpretation. That implies that each such group must form a single
486       valid command when merged, and that no layout rule is used. 
487       The main purpose of multiline commands is not to replace module
488       loading but to make definitions in .ghci-files (see <xref
489       linkend="ghci-dot-files"/>) more readable and maintainable.</para>
490
491       <para>Any exceptions raised during the evaluation or execution
492       of the statement are caught and printed by the GHCi command line
493       interface (for more information on exceptions, see the module
494       <literal>Control.Exception</literal> in the libraries
495       documentation).</para>
496
497       <para>Every new binding shadows any existing bindings of the
498       same name, including entities that are in scope in the current
499       module context.</para>
500
501       <para>WARNING: temporary bindings introduced at the prompt only
502       last until the next <literal>:load</literal> or
503       <literal>:reload</literal> command, at which time they will be
504       simply lost.  However, they do survive a change of context with
505       <literal>:module</literal>: the temporary bindings just move to
506       the new location.</para>
507
508       <para>HINT: To get a list of the bindings currently in scope, use the
509       <literal>:show bindings</literal> command:</para>
510
511 <screen>
512 Prelude> :show bindings
513 x :: Int
514 Prelude></screen>
515
516       <para>HINT: if you turn on the <literal>+t</literal> option,
517       GHCi will show the type of each variable bound by a statement.
518       For example:</para>
519       <indexterm><primary><literal>+t</literal></primary></indexterm>
520 <screen>
521 Prelude> :set +t
522 Prelude> let (x:xs) = [1..]
523 x :: Integer
524 xs :: [Integer]
525 </screen>
526
527     </sect2>
528
529     <sect2 id="ghci-scope">
530       <title>What's really in scope at the prompt?</title> 
531
532       <para>When you type an expression at the prompt, what
533       identifiers and types are in scope?  GHCi provides a flexible
534       way to control exactly how the context for an expression is
535       constructed.  Let's start with the simple cases; when you start
536       GHCi the prompt looks like this:</para>
537
538 <screen>Prelude></screen>
539
540       <para>Which indicates that everything from the module
541       <literal>Prelude</literal> is currently in scope.  If we now
542       load a file into GHCi, the prompt will change:</para>
543
544 <screen>
545 Prelude> :load Main.hs
546 Compiling Main             ( Main.hs, interpreted )
547 *Main>
548 </screen>
549
550       <para>The new prompt is <literal>*Main</literal>, which
551       indicates that we are typing expressions in the context of the
552       top-level of the <literal>Main</literal> module.  Everything
553       that is in scope at the top-level in the module
554       <literal>Main</literal> we just loaded is also in scope at the
555       prompt (probably including <literal>Prelude</literal>, as long
556       as <literal>Main</literal> doesn't explicitly hide it).</para>
557
558       <para>The syntax
559       <literal>*<replaceable>module</replaceable></literal> indicates
560       that it is the full top-level scope of
561       <replaceable>module</replaceable> that is contributing to the
562       scope for expressions typed at the prompt.  Without the
563       <literal>*</literal>, just the exports of the module are
564       visible.</para>
565
566       <para>We're not limited to a single module: GHCi can combine
567       scopes from multiple modules, in any mixture of
568       <literal>*</literal> and non-<literal>*</literal> forms.  GHCi
569       combines the scopes from all of these modules to form the scope
570       that is in effect at the prompt.</para>
571
572       <para>NOTE: for technical reasons, GHCi can only support the
573       <literal>*</literal>-form for modules that are interpreted.
574       Compiled modules and package modules can only contribute their
575       exports to the current scope.  To ensure that GHCi loads the
576       interpreted version of a module, add the <literal>*</literal>
577       when loading the module, e.g. <literal>:load *M</literal>.</para>
578
579       <para>The scope is manipulated using the
580       <literal>:module</literal> command.  For example, if the current
581       scope is <literal>Prelude</literal>, then we can bring into
582       scope the exports from the module <literal>IO</literal> like
583       so:</para>
584
585 <screen>
586 Prelude> :module +IO
587 Prelude IO> hPutStrLn stdout "hello\n"
588 hello
589 Prelude IO>
590 </screen>
591
592       <para>(Note: you can use <literal>import M</literal> as an
593       alternative to <literal>:module +M</literal>, and
594       <literal>:module</literal> can also be shortened to 
595       <literal>:m</literal>). The full syntax of the
596       <literal>:module</literal> command is:</para>
597
598 <screen>
599 :module <optional>+|-</optional> <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>1</subscript></replaceable> ... <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>n</subscript></replaceable>
600 </screen>
601
602       <para>Using the <literal>+</literal> form of the
603       <literal>module</literal> commands adds modules to the current
604       scope, and <literal>-</literal> removes them.  Without either
605       <literal>+</literal> or <literal>-</literal>, the current scope
606       is replaced by the set of modules specified.  Note that if you
607       use this form and leave out <literal>Prelude</literal>, GHCi
608       will assume that you really wanted the
609       <literal>Prelude</literal> and add it in for you (if you don't
610       want the <literal>Prelude</literal>, then ask to remove it with
611       <literal>:m -Prelude</literal>).</para>
612
613       <para>The scope is automatically set after a
614       <literal>:load</literal> command, to the most recently loaded
615       "target" module, in a <literal>*</literal>-form if possible.
616       For example, if you say <literal>:load foo.hs bar.hs</literal>
617       and <filename>bar.hs</filename> contains module
618       <literal>Bar</literal>, then the scope will be set to
619       <literal>*Bar</literal> if <literal>Bar</literal> is
620       interpreted, or if <literal>Bar</literal> is compiled it will be
621       set to <literal>Prelude Bar</literal> (GHCi automatically adds
622       <literal>Prelude</literal> if it isn't present and there aren't
623       any <literal>*</literal>-form modules).</para>
624
625       <para>With multiple modules in scope, especially multiple
626       <literal>*</literal>-form modules, it is likely that name
627       clashes will occur.  Haskell specifies that name clashes are
628       only reported when an ambiguous identifier is used, and GHCi
629       behaves in the same way for expressions typed at the
630       prompt.</para>
631
632       <para>
633         Hint: GHCi will tab-complete names that are in scope; for
634         example, if you run GHCi and type <literal>J&lt;tab&gt;</literal>
635         then GHCi will expand it to &ldquo;<literal>Just </literal>&rdquo;.
636       </para>
637
638       <sect3>
639         <title><literal>:module</literal> and
640         <literal>:load</literal></title>
641
642         <para>It might seem that <literal>:module</literal> and
643         <literal>:load</literal> do similar things: you can use both
644         to bring a module into scope.  However, there is a clear
645         difference.  GHCi is concerned with two sets of modules:</para>
646
647         <itemizedlist>
648           <listitem>
649             <para>The set of modules that are
650               currently <emphasis>loaded</emphasis>.  This set is
651               modified
652               by <literal>:load</literal>, <literal>:add</literal>
653               and <literal>:reload</literal>.
654             </para>
655           </listitem>
656           <listitem>
657             <para>The set of modules that are currently <emphasis>in
658                 scope</emphasis> at the prompt.  This set is modified
659               by <literal>:module</literal>, and it is also set
660               automatically
661                 after <literal>:load</literal>, <literal>:add</literal>,
662               and <literal>:reload</literal>.</para>
663           </listitem>
664         </itemizedlist>
665
666         <para>You cannot add a module to the scope if it is not
667           loaded.  This is why trying to
668           use <literal>:module</literal> to load a new module results
669           in the message &ldquo;<literal>module M is not
670             loaded</literal>&rdquo;.</para>
671       </sect3>
672
673       <sect3 id="ghci-import-qualified">
674         <title>Qualified names</title>
675
676         <para>To make life slightly easier, the GHCi prompt also
677         behaves as if there is an implicit <literal>import
678         qualified</literal> declaration for every module in every
679         package, and every module currently loaded into GHCi.  This
680           behaviour can be disabled with the flag <option>-fno-implicit-import-qualified</option><indexterm><primary><option>-fno-implicit-import-qualified</option></primary></indexterm>.</para>
681       </sect3>
682
683       <sect3>
684         <title>The <literal>:main</literal> and <literal>:run</literal> commands</title>
685
686         <para>
687           When a program is compiled and executed, it can use the
688           <literal>getArgs</literal> function to access the
689           command-line arguments.
690           However, we cannot simply pass the arguments to the
691           <literal>main</literal> function while we are testing in ghci,
692           as the <literal>main</literal> function doesn't take its
693           directly.
694         </para>
695
696         <para>
697           Instead, we can use the <literal>:main</literal> command.
698           This runs whatever <literal>main</literal> is in scope, with
699           any arguments being treated the same as command-line arguments,
700           e.g.:
701         </para>
702
703 <screen>
704 Prelude> let main = System.Environment.getArgs >>= print
705 Prelude> :main foo bar
706 ["foo","bar"]
707 </screen>
708
709         <para>
710             We can also quote arguments which contains characters like
711             spaces, and they are treated like Haskell strings, or we can
712             just use Haskell list syntax:
713         </para>
714
715 <screen>
716 Prelude> :main foo "bar baz"
717 ["foo","bar baz"]
718 Prelude> :main ["foo", "bar baz"]
719 ["foo","bar baz"]
720 </screen>
721
722         <para>
723             Finally, other functions can be called, either with the
724             <literal>-main-is</literal> flag or the <literal>:run</literal>
725             command:
726         </para>
727
728 <screen>
729 Prelude> let foo = putStrLn "foo" >> System.Environment.getArgs >>= print
730 Prelude> let bar = putStrLn "bar" >> System.Environment.getArgs >>= print
731 Prelude> :set -main-is foo
732 Prelude> :main foo "bar baz"
733 foo
734 ["foo","bar baz"]
735 Prelude> :run bar ["foo", "bar baz"]
736 bar
737 ["foo","bar baz"]
738 </screen>
739
740       </sect3>
741     </sect2>
742   
743
744     <sect2>
745       <title>The <literal>it</literal> variable</title>
746       <indexterm><primary><literal>it</literal></primary>
747       </indexterm>
748       
749       <para>Whenever an expression (or a non-binding statement, to be
750       precise) is typed at the prompt, GHCi implicitly binds its value
751       to the variable <literal>it</literal>.  For example:</para>
752 <screen>
753 Prelude> 1+2
754 3
755 Prelude> it * 2
756 6
757 </screen>
758     <para>What actually happens is that GHCi typechecks the
759     expression, and if it doesn't have an <literal>IO</literal> type,
760     then it transforms it as follows: an expression
761     <replaceable>e</replaceable> turns into 
762 <screen>
763 let it = <replaceable>e</replaceable>;
764 print it
765 </screen>
766     which is then run as an IO-action.</para>
767
768     <para>Hence, the original expression must have a type which is an
769     instance of the <literal>Show</literal> class, or GHCi will
770     complain:</para>
771
772 <screen>
773 Prelude&gt; id
774
775 &lt;interactive&gt;:1:0:
776     No instance for (Show (a -&gt; a))
777       arising from use of `print' at &lt;interactive&gt;:1:0-1
778     Possible fix: add an instance declaration for (Show (a -> a))
779     In the expression: print it
780     In a 'do' expression: print it
781 </screen>
782
783     <para>The error message contains some clues as to the
784     transformation happening internally.</para>
785
786       <para>If the expression was instead of type <literal>IO a</literal> for
787       some <literal>a</literal>, then <literal>it</literal> will be
788       bound to the result of the <literal>IO</literal> computation,
789       which is of type <literal>a</literal>.  eg.:</para>
790 <screen>
791 Prelude> Time.getClockTime
792 Wed Mar 14 12:23:13 GMT 2001
793 Prelude> print it
794 Wed Mar 14 12:23:13 GMT 2001
795 </screen>
796
797       <para>The corresponding translation for an IO-typed
798       <replaceable>e</replaceable> is
799 <screen>
800 it &lt;- <replaceable>e</replaceable>
801 </screen>
802       </para>
803
804       <para>Note that <literal>it</literal> is shadowed by the new
805       value each time you evaluate a new expression, and the old value
806       of <literal>it</literal> is lost.</para>
807
808     </sect2>
809
810     <sect2 id="extended-default-rules">
811       <title>Type defaulting in GHCi</title>
812     <indexterm><primary>Type default</primary></indexterm>
813     <indexterm><primary><literal>Show</literal> class</primary></indexterm>
814       <para>
815       Consider this GHCi session:
816 <programlisting>
817   ghci> reverse []
818 </programlisting>
819       What should GHCi do?  Strictly speaking, the program is ambiguous.  <literal>show (reverse [])</literal>
820       (which is what GHCi computes here) has type <literal>Show a => String</literal> and how that displays depends
821       on the type <literal>a</literal>.  For example:
822 <programlisting>
823   ghci> reverse ([] :: String)
824   ""
825   ghci> reverse ([] :: [Int])
826   []
827 </programlisting>
828     However, it is tiresome for the user to have to specify the type, so GHCi extends Haskell's type-defaulting
829     rules (Section 4.3.4 of the Haskell 98 Report (Revised)) as follows.  The
830     standard rules take each group of constraints <literal>(C1 a, C2 a, ..., Cn
831     a)</literal> for each type variable <literal>a</literal>, and defaults the
832     type variable if 
833     <orderedlist>
834         <listitem>
835             <para>
836                 The type variable <literal>a</literal> appears in no
837                 other constraints
838             </para>
839         </listitem>
840         <listitem>
841             <para>
842                 All the classes <literal>Ci</literal> are standard.
843             </para>
844         </listitem>
845         <listitem>
846             <para>
847                 At least one of the classes <literal>Ci</literal> is
848                 numeric.
849             </para>
850         </listitem>
851     </orderedlist>
852     At the GHCi prompt, or with GHC if the
853     <literal>-XExtendedDefaultRules</literal> flag is given,
854     the following additional differences apply:
855     <itemizedlist>
856         <listitem>
857             <para>
858                 Rule 2 above is relaxed thus:
859                 <emphasis>All</emphasis> of the classes
860                 <literal>Ci</literal> are single-parameter type classes.
861             </para>
862         </listitem>
863         <listitem>
864             <para>
865                 Rule 3 above is relaxed this:
866                 At least one of the classes <literal>Ci</literal> is
867                 numeric, <emphasis>or is <literal>Show</literal>,
868                 <literal>Eq</literal>, or
869                 <literal>Ord</literal></emphasis>.
870             </para>
871         </listitem>
872         <listitem>
873             <para>
874                 The unit type <literal>()</literal> is added to the
875                 start of the standard list of types which are tried when
876                 doing type defaulting.
877             </para>
878         </listitem>
879     </itemizedlist>
880     The last point means that, for example, this program:
881 <programlisting>
882 main :: IO ()
883 main = print def
884
885 instance Num ()
886
887 def :: (Num a, Enum a) => a
888 def = toEnum 0
889 </programlisting>
890     prints <literal>()</literal> rather than <literal>0</literal> as the
891     type is defaulted to <literal>()</literal> rather than
892     <literal>Integer</literal>.
893    </para>
894    <para>
895     The motivation for the change is that it means <literal>IO a</literal>
896     actions default to <literal>IO ()</literal>, which in turn means that
897     ghci won't try to print a result when running them. This is
898     particularly important for <literal>printf</literal>, which has an
899     instance that returns <literal>IO a</literal>.
900     However, it is only able to return
901     <literal>undefined</literal>
902     (the reason for the instance having this type is so that printf
903     doesn't require extensions to the class system), so if the type defaults to
904     <literal>Integer</literal> then ghci gives an error when running a
905     printf.
906    </para>
907     </sect2>
908   </sect1>
909
910   <sect1 id="ghci-debugger">
911     <title>The GHCi Debugger</title>
912     <indexterm><primary>debugger</primary><secondary>in GHCi</secondary>
913     </indexterm>
914
915     <para>GHCi contains a simple imperative-style debugger in which you can
916       stop a running computation in order to examine the values of
917       variables.  The debugger is integrated into GHCi, and is turned on by
918       default: no flags are required to enable the debugging
919       facilities.  There is one major restriction: breakpoints and
920       single-stepping are only available in interpreted modules;
921       compiled code is invisible to the debugger<footnote><para>Note that packages
922       only contain compiled code, so debugging a package requires
923       finding its source and loading that directly.</para></footnote>.</para>
924
925     <para>The debugger provides the following:
926     <itemizedlist>
927         <listitem>
928           <para>The ability to set a <firstterm>breakpoint</firstterm> on a
929             function definition or expression in the program.  When the function
930             is called, or the expression evaluated, GHCi suspends 
931             execution and returns to the prompt, where you can inspect the
932             values of local variables before continuing with the
933             execution.</para>
934         </listitem>
935         <listitem>
936           <para>Execution can be <firstterm>single-stepped</firstterm>: the
937             evaluator will suspend execution approximately after every
938             reduction, allowing local variables to be inspected.  This is
939             equivalent to setting a breakpoint at every point in the
940             program.</para>
941         </listitem>
942         <listitem>
943           <para>Execution can take place in <firstterm>tracing
944               mode</firstterm>, in which the evaluator remembers each
945             evaluation step as it happens, but doesn't suspend execution until
946             an actual breakpoint is reached.  When this happens, the history of
947             evaluation steps can be inspected.</para>
948         </listitem>
949         <listitem>
950           <para>Exceptions (e.g. pattern matching failure and
951             <literal>error</literal>) can be treated as breakpoints, to help
952             locate the source of an exception in the program.</para>
953         </listitem>
954       </itemizedlist>
955     </para>
956       
957     <para>There is currently no support for obtaining a &ldquo;stack
958     trace&rdquo;, but the tracing and history features provide a
959     useful second-best, which will often be enough to establish the
960     context of an error.  For instance, it is possible to break
961     automatically when an exception is thrown, even if it is thrown
962     from within compiled code (see <xref
963     linkend="ghci-debugger-exceptions" />).</para>
964       
965     <sect2 id="breakpoints">
966       <title>Breakpoints and inspecting variables</title>
967       
968       <para>Let's use quicksort as a running example.  Here's the code:</para>
969
970 <programlisting>
971 qsort [] = [] 
972 qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
973   where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
974
975 main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
976 </programlisting>
977
978       <para>First, load the module into GHCi:</para>
979
980 <screen>
981 Prelude> :l qsort.hs
982 [1 of 1] Compiling Main             ( qsort.hs, interpreted )
983 Ok, modules loaded: Main.
984 *Main>
985       </screen>       
986
987       <para>Now, let's set a breakpoint on the right-hand-side of the second
988         equation of qsort:</para>
989
990 <programlisting>
991 *Main> :break 2
992 Breakpoint 0 activated at qsort.hs:2:15-46
993 *Main>
994 </programlisting>
995       
996       <para>The command <literal>:break 2</literal> sets a breakpoint on line
997         2 of the most recently-loaded module, in this case
998         <literal>qsort.hs</literal>.   Specifically, it picks the
999         leftmost complete subexpression on that line on which to set the
1000         breakpoint, which in this case is the expression 
1001         <literal>(qsort left ++ [a] ++ qsort right)</literal>.</para>
1002
1003       <para>Now, we run the program:</para>
1004
1005 <programlisting>
1006 *Main> main
1007 Stopped at qsort.hs:2:15-46
1008 _result :: [a]
1009 a :: a
1010 left :: [a]
1011 right :: [a]
1012 [qsort.hs:2:15-46] *Main>
1013 </programlisting>
1014
1015       <para>Execution has stopped at the breakpoint.  The prompt has changed to
1016         indicate that we are currently stopped at a breakpoint, and the location:
1017         <literal>[qsort.hs:2:15-46]</literal>.  To further clarify the
1018         location, we can use the <literal>:list</literal> command:</para>
1019
1020 <programlisting>
1021 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :list 
1022 1  qsort [] = [] 
1023 2  qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
1024 3    where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
1025 </programlisting>
1026
1027       <para>The <literal>:list</literal> command lists the source code around
1028         the current breakpoint.  If your output device supports it, then GHCi
1029         will highlight the active subexpression in bold.</para>
1030
1031       <para>GHCi has provided bindings for the free variables<footnote><para>We
1032             originally provided bindings for all variables in scope, rather
1033             than just
1034             the free variables of the expression, but found that this affected
1035             performance considerably, hence the current restriction to just the
1036             free variables.</para>
1037         </footnote> of the expression
1038         on which the
1039         breakpoint was placed (<literal>a</literal>, <literal>left</literal>,
1040         <literal>right</literal>), and additionally a binding for the result of
1041         the expression (<literal>_result</literal>).  These variables are just
1042         like other variables that you might define in GHCi; you
1043         can use them in expressions that you type at the prompt, you can ask
1044         for their types with <literal>:type</literal>, and so on.  There is one
1045         important difference though: these variables may only have partial
1046         types.  For example, if we try to display the value of
1047         <literal>left</literal>:</para>
1048
1049 <screen>
1050 [qsort.hs:2:15-46] *Main> left
1051
1052 &lt;interactive&gt;:1:0:
1053     Ambiguous type variable `a' in the constraint:
1054       `Show a' arising from a use of `print' at &lt;interactive&gt;:1:0-3
1055     Cannot resolve unknown runtime types: a
1056     Use :print or :force to determine these types
1057 </screen>
1058
1059       <para>This is because <literal>qsort</literal> is a polymorphic function,
1060         and because GHCi does not carry type information at runtime, it cannot
1061         determine the runtime types of free variables that involve type
1062         variables.  Hence, when you ask to display <literal>left</literal> at
1063         the prompt, GHCi can't figure out which instance of
1064         <literal>Show</literal> to use, so it emits the type error above.</para>
1065
1066       <para>Fortunately, the debugger includes a generic printing command,
1067         <literal>:print</literal>, which can inspect the actual runtime value of a
1068         variable and attempt to reconstruct its type.  If we try it on
1069         <literal>left</literal>:</para>
1070
1071 <screen>
1072 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :set -fprint-evld-with-show
1073 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print left
1074 left = (_t1::[a])
1075 </screen>
1076
1077       <para>This isn't particularly enlightening.  What happened is that
1078         <literal>left</literal> is bound to an unevaluated computation (a
1079         suspension, or <firstterm>thunk</firstterm>), and
1080         <literal>:print</literal> does not force any evaluation.  The idea is
1081         that <literal>:print</literal> can be used to inspect values at a
1082         breakpoint without any unfortunate side effects.  It won't force any
1083         evaluation, which could cause the program to give a different answer
1084         than it would normally, and hence it won't cause any exceptions to be
1085         raised, infinite loops, or further breakpoints to be triggered (see
1086         <xref linkend="nested-breakpoints" />).
1087         Rather than forcing thunks, <literal>:print</literal>
1088         binds each thunk to a fresh variable beginning with an
1089         underscore, in this case
1090         <literal>_t1</literal>.</para>
1091
1092       <para>The flag <literal>-fprint-evld-with-show</literal> instructs
1093       <literal>:print</literal> to reuse
1094       available <literal>Show</literal> instances when possible. This happens
1095       only when the contents of the variable being inspected 
1096       are completely evaluated.</para>
1097
1098
1099       <para>If we aren't concerned about preserving the evaluatedness of a
1100         variable, we can use <literal>:force</literal> instead of
1101         <literal>:print</literal>.  The <literal>:force</literal> command
1102         behaves exactly like <literal>:print</literal>, except that it forces
1103         the evaluation of any thunks it encounters:</para>
1104
1105 <screen>
1106 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :force left
1107 left = [4,0,3,1]
1108 </screen>
1109
1110       <para>Now, since <literal>:force</literal> has inspected the runtime
1111         value of <literal>left</literal>, it has reconstructed its type.  We
1112         can see the results of this type reconstruction:</para>
1113
1114 <screen>
1115 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :show bindings
1116 _result :: [Integer]
1117 a :: Integer
1118 left :: [Integer]
1119 right :: [Integer]
1120 _t1 :: [Integer]
1121 </screen>
1122
1123       <para>Not only do we now know the type of <literal>left</literal>, but
1124         all the other partial types have also been resolved.  So we can ask
1125         for the value of <literal>a</literal>, for example:</para>
1126
1127 <screen>
1128 [qsort.hs:2:15-46] *Main> a
1129 8
1130 </screen>
1131       
1132       <para>You might find it useful to use Haskell's
1133         <literal>seq</literal> function to evaluate individual thunks rather
1134         than evaluating the whole expression with <literal>:force</literal>.
1135         For example:</para>
1136
1137 <screen>
1138 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print right
1139 right = (_t1::[Integer])
1140 [qsort.hs:2:15-46] *Main> seq _t1 ()
1141 ()
1142 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print right
1143 right = 23 : (_t2::[Integer])
1144 </screen>
1145
1146       <para>We evaluated only the <literal>_t1</literal> thunk, revealing the
1147         head of the list, and the tail is another thunk now bound to
1148         <literal>_t2</literal>.  The <literal>seq</literal> function is a
1149         little inconvenient to use here, so you might want to use
1150         <literal>:def</literal> to make a nicer interface (left as an exercise
1151         for the reader!).</para>
1152
1153       <para>Finally, we can continue the current execution:</para>
1154
1155 <screen>
1156 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :continue
1157 Stopped at qsort.hs:2:15-46
1158 _result :: [a]
1159 a :: a
1160 left :: [a]
1161 right :: [a]
1162 [qsort.hs:2:15-46] *Main> 
1163 </screen>
1164
1165       <para>The execution continued at the point it previously stopped, and has
1166         now stopped at the breakpoint for a second time.</para>
1167
1168
1169       <sect3 id="setting-breakpoints">
1170         <title>Setting breakpoints</title>
1171
1172         <para>Breakpoints can be set in various ways.  Perhaps the easiest way to
1173           set a breakpoint is to name a top-level function:</para>
1174
1175 <screen>
1176    :break <replaceable>identifier</replaceable>
1177 </screen>
1178
1179       <para>Where <replaceable>identifier</replaceable> names any top-level
1180         function in an interpreted module currently loaded into GHCi (qualified
1181         names may be used).  The breakpoint will be set on the body of the
1182         function, when it is fully applied but before any pattern matching has
1183         taken place.</para>
1184
1185       <para>Breakpoints can also be set by line (and optionally column)
1186         number:</para>
1187
1188 <screen>
1189    :break <replaceable>line</replaceable>
1190    :break <replaceable>line</replaceable> <replaceable>column</replaceable>
1191    :break <replaceable>module</replaceable> <replaceable>line</replaceable>
1192    :break <replaceable>module</replaceable> <replaceable>line</replaceable> <replaceable>column</replaceable> 
1193 </screen>
1194
1195       <para>When a breakpoint is set on a particular line, GHCi sets the
1196         breakpoint on the
1197         leftmost subexpression that begins and ends on that line.  If two
1198         complete subexpressions start at the same 
1199         column, the longest one is picked.  If there is no complete
1200         subexpression on the line, then the leftmost expression starting on
1201         the line is picked, and failing that the rightmost expression that
1202         partially or completely covers the line.</para>
1203
1204       <para>When a breakpoint is set on a particular line and column, GHCi
1205         picks the smallest subexpression that encloses that location on which
1206         to set the breakpoint.  Note: GHC considers the TAB character to have a
1207         width of 1, wherever it occurs; in other words it counts
1208           characters, rather than columns.  This matches what some editors do,
1209           and doesn't match others.  The best advice is to avoid tab
1210           characters in your source code altogether (see
1211           <option>-fwarn-tabs</option> in <xref linkend="options-sanity"
1212             />).</para> 
1213
1214       <para>If the module is omitted, then the most recently-loaded module is
1215         used.</para>
1216
1217       <para>Not all subexpressions are potential breakpoint locations.  Single
1218         variables are typically not considered to be breakpoint locations
1219         (unless the variable is the right-hand-side of a function definition,
1220         lambda, or case alternative).  The rule of thumb is that all redexes
1221         are breakpoint locations, together with the bodies of functions,
1222         lambdas, case alternatives and binding statements.  There is normally
1223         no breakpoint on a let expression, but there will always be a
1224         breakpoint on its body, because we are usually interested in inspecting
1225         the values of the variables bound by the let.</para>
1226
1227       </sect3>
1228       <sect3>
1229         <title>Listing and deleting breakpoints</title>
1230
1231         <para>The list of breakpoints currently enabled can be displayed using
1232           <literal>:show&nbsp;breaks</literal>:</para>
1233 <screen>
1234 *Main> :show breaks
1235 [0] Main qsort.hs:1:11-12
1236 [1] Main qsort.hs:2:15-46
1237 </screen>
1238
1239         <para>To delete a breakpoint, use the <literal>:delete</literal>
1240           command with the number given in the output from <literal>:show&nbsp;breaks</literal>:</para>
1241
1242 <screen>
1243 *Main> :delete 0
1244 *Main> :show breaks
1245 [1] Main qsort.hs:2:15-46
1246 </screen>        
1247
1248         <para>To delete all breakpoints at once, use <literal>:delete *</literal>.</para>
1249
1250     </sect3>
1251     </sect2>
1252
1253     <sect2 id="single-stepping">
1254       <title>Single-stepping</title>
1255
1256       <para>Single-stepping is a great way to visualise the execution of your
1257         program, and it is also a useful tool for identifying the source of a
1258         bug. GHCi offers two variants of stepping. Use 
1259         <literal>:step</literal>  to enable all the
1260         breakpoints in the program, and execute until the next breakpoint is
1261         reached. Use <literal>:steplocal</literal> to limit the set
1262         of enabled breakpoints to those in the current top level function.
1263         Similarly, use <literal>:stepmodule</literal> to single step only on
1264         breakpoints contained in the current module.
1265         For example:</para>
1266
1267 <screen>
1268 *Main> :step main
1269 Stopped at qsort.hs:5:7-47
1270 _result :: IO ()
1271 </screen>
1272
1273       <para>The command <literal>:step
1274         <replaceable>expr</replaceable></literal> begins the evaluation of
1275         <replaceable>expr</replaceable> in single-stepping mode.  If
1276         <replaceable>expr</replaceable> is omitted, then it single-steps from
1277         the current breakpoint. <literal>:stepover</literal> 
1278         works similarly.</para>
1279
1280       <para>The <literal>:list</literal> command is particularly useful when
1281         single-stepping, to see where you currently are:</para>
1282
1283 <screen>
1284 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :list
1285 4  
1286 5  main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
1287 6  
1288 [qsort.hs:5:7-47] *Main>
1289 </screen>
1290
1291       <para>In fact, GHCi provides a way to run a command when a breakpoint is
1292         hit, so we can make it automatically do
1293         <literal>:list</literal>:</para>
1294
1295 <screen>
1296 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :set stop :list
1297 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :step
1298 Stopped at qsort.hs:5:14-46
1299 _result :: [Integer]
1300 4  
1301 5  main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
1302 6  
1303 [qsort.hs:5:14-46] *Main>
1304 </screen>
1305     </sect2>
1306
1307     <sect2 id="nested-breakpoints">
1308       <title>Nested breakpoints</title>
1309       <para>When GHCi is stopped at a breakpoint, and an expression entered at
1310         the prompt triggers a
1311         second breakpoint, the new breakpoint becomes the &ldquo;current&rdquo;
1312       one, and the old one is saved on a stack.  An arbitrary number of
1313         breakpoint contexts can be built up in this way.  For example:</para>
1314
1315 <screen>
1316 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :st qsort [1,3]
1317 Stopped at qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1318 _result :: [a]
1319 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main>
1320 </screen>
1321
1322       <para>While stopped at the breakpoint on line 2 that we set earlier, we
1323         started a new evaluation with <literal>:step qsort [1,3]</literal>.
1324         This new evaluation stopped after one step (at the definition of
1325         <literal>qsort</literal>).  The prompt has changed, now prefixed with
1326         <literal>...</literal>, to indicate that there are saved breakpoints
1327         beyond the current one.  To see the stack of contexts, use
1328         <literal>:show context</literal>:</para>
1329
1330 <screen>
1331 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main> :show context
1332 --> main
1333   Stopped at qsort.hs:2:15-46
1334 --> qsort [1,3]
1335   Stopped at qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1336 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main>
1337 </screen>
1338
1339         <para>To abandon the current evaluation, use
1340         <literal>:abandon</literal>:</para>
1341
1342 <screen>
1343 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main> :abandon
1344 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :abandon
1345 *Main>
1346 </screen>
1347     </sect2>
1348
1349     <sect2 id="ghci-debugger-result">
1350       <title>The <literal>_result</literal> variable</title>
1351       <para>When stopped at a breakpoint or single-step, GHCi binds the
1352         variable <literal>_result</literal> to the value of the currently
1353         active expression.  The value of <literal>_result</literal> is
1354         presumably not available yet, because we stopped its evaluation, but it
1355         can be forced: if the type is known and showable, then just entering
1356         <literal>_result</literal> at the prompt will show it.  However,
1357         there's one caveat to doing this: evaluating <literal>_result</literal>
1358         will be likely to trigger further breakpoints, starting with the
1359         breakpoint we are currently stopped at (if we stopped at a real
1360         breakpoint, rather than due to <literal>:step</literal>).  So it will
1361         probably be necessary to issue a <literal>:continue</literal>
1362         immediately when evaluating <literal>_result</literal>.  Alternatively,
1363         you can use <literal>:force</literal> which ignores breakpoints.</para>
1364     </sect2>
1365
1366     <sect2 id="tracing">
1367       <title>Tracing and history</title>
1368
1369       <para>A question that we often want to ask when debugging a program is
1370         &ldquo;how did I get here?&rdquo;.  Traditional imperative debuggers
1371         usually provide some kind of stack-tracing feature that lets you see
1372         the stack of active function calls (sometimes called the &ldquo;lexical
1373         call stack&rdquo;), describing a path through the code
1374         to the current location.  Unfortunately this is hard to provide in
1375         Haskell, because execution proceeds on a demand-driven basis, rather
1376         than a depth-first basis as in strict languages.  The
1377         &ldquo;stack&ldquo; in GHC's execution engine bears little
1378         resemblance to the lexical call stack.  Ideally GHCi would maintain a
1379         separate lexical call stack in addition to the dynamic call stack, and
1380         in fact this is exactly
1381         what our profiling system does (<xref linkend="profiling" />), and what
1382         some other Haskell debuggers do.  For the time being, however, GHCi
1383         doesn't maintain a lexical call stack (there are some technical
1384         challenges to be overcome).  Instead, we provide a way to backtrack from a
1385         breakpoint to previous evaluation steps: essentially this is like
1386         single-stepping backwards, and should in many cases provide enough
1387         information to answer the &ldquo;how did I get here?&rdquo;
1388         question.</para>
1389
1390       <para>To use tracing, evaluate an expression with the
1391         <literal>:trace</literal> command.  For example, if we set a breakpoint
1392         on the base case of <literal>qsort</literal>:</para>
1393
1394 <screen>
1395 *Main&gt; :list qsort
1396 1  qsort [] = [] 
1397 2  qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
1398 3    where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
1399 4  
1400 *Main&gt; :b 1
1401 Breakpoint 1 activated at qsort.hs:1:11-12
1402 *Main&gt; 
1403 </screen>
1404
1405       <para>and then run a small <literal>qsort</literal> with
1406         tracing:</para>
1407
1408 <screen>
1409 *Main> :trace qsort [3,2,1]
1410 Stopped at qsort.hs:1:11-12
1411 _result :: [a]
1412 [qsort.hs:1:11-12] *Main>
1413 </screen>
1414
1415       <para>We can now inspect the history of evaluation steps:</para>
1416
1417 <screen>
1418 [qsort.hs:1:11-12] *Main> :hist
1419 -1  : qsort.hs:3:24-38
1420 -2  : qsort.hs:3:23-55
1421 -3  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1422 -4  : qsort.hs:2:15-24
1423 -5  : qsort.hs:2:15-46
1424 -6  : qsort.hs:3:24-38
1425 -7  : qsort.hs:3:23-55
1426 -8  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1427 -9  : qsort.hs:2:15-24
1428 -10 : qsort.hs:2:15-46
1429 -11 : qsort.hs:3:24-38
1430 -12 : qsort.hs:3:23-55
1431 -13 : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1432 -14 : qsort.hs:2:15-24
1433 -15 : qsort.hs:2:15-46
1434 -16 : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1435 &lt;end of history&gt;
1436 </screen>
1437
1438       <para>To examine one of the steps in the history, use
1439         <literal>:back</literal>:</para>
1440
1441 <screen>
1442 [qsort.hs:1:11-12] *Main> :back
1443 Logged breakpoint at qsort.hs:3:24-38
1444 _result :: [a]
1445 as :: [a]
1446 a :: a
1447 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main> 
1448 </screen>
1449
1450       <para>Note that the local variables at each step in the history have been
1451         preserved, and can be examined as usual.  Also note that the prompt has
1452         changed to indicate that we're currently examining the first step in
1453         the history: <literal>-1</literal>.  The command
1454         <literal>:forward</literal> can be used to traverse forward in the
1455         history.</para>
1456
1457       <para>The <literal>:trace</literal> command can be used with or without
1458         an expression.  When used without an expression, tracing begins from
1459         the current breakpoint, just like <literal>:step</literal>.</para>
1460
1461       <para>The history is only available when
1462         using <literal>:trace</literal>; the reason for this is we found that
1463         logging each breakpoint in the history cuts performance by a factor of
1464         2 or more.  GHCi remembers the last 50 steps in the history (perhaps in
1465         the future we'll make this configurable).</para>
1466     </sect2>
1467
1468     <sect2 id="ghci-debugger-exceptions">
1469       <title>Debugging exceptions</title>
1470       <para>Another common question that comes up when debugging is
1471         &ldquo;where did this exception come from?&rdquo;.  Exceptions such as
1472         those raised by <literal>error</literal> or <literal>head []</literal>
1473         have no context information attached to them.  Finding which
1474         particular call to <literal>head</literal> in your program resulted in
1475         the error can be a painstaking process, usually involving
1476         <literal>Debug.Trace.trace</literal>, or compiling with
1477         profiling and using <literal>+RTS -xc</literal> (see <xref
1478           linkend="prof-time-options" />).</para>
1479
1480       <para>The GHCi debugger offers a way to hopefully shed some light on
1481         these errors quickly and without modifying or recompiling the source
1482         code.  One way would be to set a breakpoint on the location in the
1483         source code that throws the exception, and then use
1484         <literal>:trace</literal> and <literal>:history</literal> to establish
1485         the context.  However, <literal>head</literal> is in a library and
1486         we can't set a breakpoint on it directly.  For this reason, GHCi
1487         provides the flags <literal>-fbreak-on-exception</literal> which causes
1488         the evaluator to stop when an exception is thrown, and <literal>
1489         -fbreak-on-error</literal>, which works similarly but stops only on 
1490         uncaught exceptions. When stopping at an exception, GHCi will act 
1491         just as it does when a breakpoint is hit, with the deviation that it
1492         will not show you any source code location. Due to this, these 
1493         commands are only really useful in conjunction with
1494         <literal>:trace</literal>, in order to log the steps leading up to the
1495         exception.  For example:</para>
1496
1497 <screen>
1498 *Main> :set -fbreak-on-exception
1499 *Main> :trace qsort ("abc" ++ undefined)
1500 &ldquo;Stopped at &lt;exception thrown&gt;
1501 _exception :: e
1502 [&lt;exception thrown&gt;] *Main&gt; :hist
1503 -1  : qsort.hs:3:24-38
1504 -2  : qsort.hs:3:23-55
1505 -3  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1506 -4  : qsort.hs:2:15-24
1507 -5  : qsort.hs:2:15-46
1508 -6  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1509 &lt;end of history&gt;
1510 [&lt;exception thrown&gt;] *Main&gt; :back
1511 Logged breakpoint at qsort.hs:3:24-38
1512 _result :: [a]
1513 as :: [a]
1514 a :: a
1515 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main&gt; :force as
1516 *** Exception: Prelude.undefined
1517 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main&gt; :print as
1518 as = 'b' : 'c' : (_t1::[Char])
1519 </screen>
1520
1521       <para>The exception itself is bound to a new variable,
1522         <literal>_exception</literal>.</para>
1523
1524       <para>Breaking on exceptions is particularly useful for finding out what
1525         your program was doing when it was in an infinite loop.  Just hit
1526         Control-C, and examine the history to find out what was going
1527         on.</para>
1528     </sect2>
1529
1530     <sect2><title>Example: inspecting functions</title>
1531       <para>
1532         It is possible to use the debugger to examine function values. 
1533         When we are at a breakpoint and a function is in scope, the debugger
1534         cannot show 
1535         you the source code for it; however, it is possible to get some 
1536         information by applying it to some arguments and  observing the result. 
1537       </para>
1538
1539       <para>
1540         The process is slightly complicated when the binding is polymorphic. 
1541         We show the process by means of an example.
1542         To keep things simple, we will use the well known <literal>map</literal> function:
1543 <programlisting>
1544 import Prelude hiding (map)
1545
1546 map :: (a->b) -> [a] -> [b]
1547 map f [] = []
1548 map f (x:xs) = f x : map f xs
1549 </programlisting>
1550       </para>
1551
1552       <para>
1553         We set a breakpoint on <literal>map</literal>, and call it.
1554 <screen>
1555 *Main> :break 5
1556 Breakpoint 0 activated at  map.hs:5:15-28
1557 *Main> map Just [1..5]
1558 Stopped at map.hs:(4,0)-(5,12)
1559 _result :: [b]
1560 x :: a
1561 f :: a -> b
1562 xs :: [a]
1563 </screen>
1564       GHCi tells us that, among other bindings, <literal>f</literal> is in scope. 
1565       However, its type is not fully known yet,  
1566       and thus it is not possible to apply it to any 
1567       arguments. Nevertheless, observe that the type of its first argument is the
1568       same as the type of <literal>x</literal>, and its result type is shared
1569         with <literal>_result</literal>.
1570       </para>
1571
1572       <para>
1573         As we demonstrated earlier (<xref linkend="breakpoints" />),  the
1574         debugger has some intelligence built-in to update the type of 
1575         <literal>f</literal> whenever the types of <literal>x</literal> or 
1576         <literal>_result</literal> are discovered.  So what we do in this
1577         scenario is
1578         force <literal>x</literal> a bit, in order to recover both its type 
1579       and the argument part of <literal>f</literal>.  
1580 <screen>
1581 *Main> seq x ()
1582 *Main> :print x
1583 x = 1
1584 </screen>
1585       </para>
1586       <para>
1587         We can check now that as expected, the type of <literal>x</literal>
1588         has been reconstructed, and with it the 
1589         type of <literal>f</literal> has been too:</para>
1590 <screen>
1591 *Main> :t x
1592 x :: Integer
1593 *Main> :t f
1594 f :: Integer -> b
1595 </screen>
1596       <para>
1597         From here, we can apply f to any argument of type Integer and observe
1598         the results. 
1599 <screen><![CDATA[
1600 *Main> let b = f 10
1601 *Main> :t b
1602 b :: b
1603 *Main> b
1604 <interactive>:1:0:
1605     Ambiguous type variable `b' in the constraint:
1606       `Show b' arising from a use of `print' at <interactive>:1:0
1607 *Main> :p b
1608 b = (_t2::a)
1609 *Main> seq b ()
1610 ()
1611 *Main> :t b
1612 b :: a
1613 *Main> :p b
1614 b = Just 10
1615 *Main> :t b
1616 b :: Maybe Integer
1617 *Main> :t f
1618 f :: Integer -> Maybe Integer
1619 *Main> f 20
1620 Just 20
1621 *Main> map f [1..5]
1622 [Just 1, Just 2, Just 3, Just 4, Just 5]
1623 ]]></screen>
1624       In the first application of <literal>f</literal>, we had to do 
1625       some more type reconstruction
1626       in order to recover the result type of <literal>f</literal>. 
1627       But after that, we are free to use 
1628       <literal>f</literal> normally.
1629      </para>
1630     </sect2>
1631
1632     <sect2><title>Limitations</title>
1633       <itemizedlist>
1634         <listitem>
1635           <para>When stopped at a breakpoint, if you try to evaluate a variable
1636             that is already under evaluation, the second evaluation will hang.
1637             The reason is
1638             that GHC knows the variable is under evaluation, so the new
1639             evaluation just waits for the result before continuing, but of
1640             course this isn't going to happen because the first evaluation is
1641             stopped at a breakpoint. Control-C can interrupt the hung
1642             evaluation and return to the prompt.</para>
1643           <para>The most common way this can happen is when you're evaluating a
1644             CAF (e.g. main), stop at a breakpoint, and ask for the value of the
1645             CAF at the prompt again.</para>
1646         </listitem>
1647         <listitem><para>
1648           Implicit parameters (see <xref linkend="implicit-parameters"/>) are only available 
1649           at the scope of a breakpoint if there is an explicit type signature.
1650         </para>
1651         </listitem>
1652       </itemizedlist>
1653     </sect2>
1654   </sect1>
1655
1656   <sect1 id="ghci-invocation">
1657     <title>Invoking GHCi</title>
1658     <indexterm><primary>invoking</primary><secondary>GHCi</secondary></indexterm>
1659     <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;interactive</option></primary></indexterm>
1660
1661     <para>GHCi is invoked with the command <literal>ghci</literal> or
1662     <literal>ghc &ndash;&ndash;interactive</literal>.  One or more modules or
1663     filenames can also be specified on the command line; this
1664     instructs GHCi to load the specified modules or filenames (and all
1665     the modules they depend on), just as if you had said
1666     <literal>:load <replaceable>modules</replaceable></literal> at the
1667     GHCi prompt (see <xref linkend="ghci-commands" />).  For example, to
1668     start GHCi and load the program whose topmost module is in the
1669     file <literal>Main.hs</literal>, we could say:</para>
1670
1671 <screen>
1672 $ ghci Main.hs
1673 </screen>
1674
1675     <para>Most of the command-line options accepted by GHC (see <xref
1676     linkend="using-ghc"/>) also make sense in interactive mode.  The ones
1677     that don't make sense are mostly obvious.</para>
1678
1679     <sect2>
1680       <title>Packages</title>
1681       <indexterm><primary>packages</primary><secondary>with GHCi</secondary></indexterm>
1682
1683       <para>Most packages (see <xref linkend="using-packages"/>) are
1684       available without needing to specify any extra flags at all:
1685       they will be automatically loaded the first time they are
1686       needed.</para>
1687
1688       <para>For hidden packages, however, you need to request the
1689       package be loaded by using the <literal>-package</literal> flag:</para>
1690
1691 <screen>
1692 $ ghci -package readline
1693 GHCi, version 6.8.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
1694 Loading package base ... linking ... done.
1695 Loading package readline-1.0 ... linking ... done.
1696 Prelude> 
1697 </screen>
1698
1699       <para>The following command works to load new packages into a
1700       running GHCi:</para>
1701
1702 <screen>
1703 Prelude> :set -package <replaceable>name</replaceable>
1704 </screen>
1705
1706       <para>But note that doing this will cause all currently loaded
1707       modules to be unloaded, and you'll be dumped back into the
1708       <literal>Prelude</literal>.</para>
1709     </sect2>
1710
1711     <sect2>
1712       <title>Extra libraries</title>
1713       <indexterm><primary>libraries</primary><secondary>with GHCi</secondary></indexterm>
1714       
1715       <para>Extra libraries may be specified on the command line using
1716       the normal <literal>-l<replaceable>lib</replaceable></literal>
1717       option.  (The term <emphasis>library</emphasis> here refers to
1718       libraries of foreign object code; for using libraries of Haskell
1719       source code, see <xref linkend="ghci-modules-filenames"/>.) For
1720       example, to load the &ldquo;m&rdquo; library:</para>
1721
1722 <screen>
1723 $ ghci -lm
1724 </screen>
1725
1726       <para>On systems with <literal>.so</literal>-style shared
1727       libraries, the actual library loaded will the
1728       <filename>lib<replaceable>lib</replaceable>.so</filename>.  GHCi
1729       searches the following places for libraries, in this order:</para>
1730
1731       <itemizedlist>
1732         <listitem>
1733           <para>Paths specified using the
1734           <literal>-L<replaceable>path</replaceable></literal>
1735           command-line option,</para>
1736         </listitem>
1737         <listitem>
1738           <para>the standard library search path for your system,
1739           which on some systems may be overridden by setting the
1740           <literal>LD_LIBRARY_PATH</literal> environment
1741           variable.</para>
1742         </listitem>
1743       </itemizedlist>
1744
1745       <para>On systems with <literal>.dll</literal>-style shared
1746       libraries, the actual library loaded will be
1747       <filename><replaceable>lib</replaceable>.dll</filename>.  Again,
1748       GHCi will signal an error if it can't find the library.</para>
1749
1750       <para>GHCi can also load plain object files
1751       (<literal>.o</literal> or <literal>.obj</literal> depending on
1752       your platform) from the command-line.  Just add the name the
1753       object file to the command line.</para>
1754
1755       <para>Ordering of <option>-l</option> options matters: a library
1756       should be mentioned <emphasis>before</emphasis> the libraries it
1757       depends on (see <xref linkend="options-linker"/>).</para>
1758     </sect2>
1759
1760   </sect1>
1761
1762   <sect1 id="ghci-commands">
1763     <title>GHCi commands</title>
1764
1765     <para>GHCi commands all begin with
1766     &lsquo;<literal>:</literal>&rsquo; and consist of a single command
1767     name followed by zero or more parameters.  The command name may be
1768     abbreviated, with ambiguities being resolved in favour of the more
1769     commonly used commands.</para>
1770
1771     <variablelist>
1772       <varlistentry>
1773         <term>
1774           <literal>:abandon</literal>
1775           <indexterm><primary><literal>:abandon</literal></primary></indexterm>
1776         </term>
1777         <listitem>
1778           <para>Abandons the current evaluation (only available when stopped at
1779           a breakpoint).</para>
1780         </listitem>
1781       </varlistentry>
1782
1783       <varlistentry>
1784         <term>
1785           <literal>:add</literal> <optional><literal>*</literal></optional><replaceable>module</replaceable> ...
1786           <indexterm><primary><literal>:add</literal></primary></indexterm>
1787         </term>
1788         <listitem>
1789           <para>Add <replaceable>module</replaceable>(s) to the
1790           current <firstterm>target set</firstterm>, and perform a
1791           reload.  Normally pre-compiled code for the module will be
1792           loaded if available, or otherwise the module will be
1793           compiled to byte-code.  Using the <literal>*</literal>
1794           prefix forces the module to be loaded as byte-code.</para>
1795         </listitem>
1796       </varlistentry>
1797
1798       <varlistentry>
1799         <term>
1800           <literal>:back</literal>
1801           <indexterm><primary><literal>:back</literal></primary></indexterm>
1802         </term>
1803         <listitem>
1804           <para>Travel back one step in the history.  See <xref
1805               linkend="tracing" />.  See also:
1806             <literal>:trace</literal>, <literal>:history</literal>,
1807             <literal>:forward</literal>.</para>
1808         </listitem>
1809       </varlistentry>
1810
1811       <varlistentry>
1812         <term>
1813           <literal>:break [<replaceable>identifier</replaceable> |
1814             [<replaceable>module</replaceable>] <replaceable>line</replaceable>
1815             [<replaceable>column</replaceable>]]</literal>
1816         </term>
1817           <indexterm><primary><literal>:break</literal></primary></indexterm>
1818         <listitem>
1819           <para>Set a breakpoint on the specified function or line and
1820               column.  See <xref linkend="setting-breakpoints" />.</para>
1821         </listitem>
1822       </varlistentry>
1823
1824       <varlistentry>
1825         <term>
1826           <literal>:browse</literal><optional><literal>!</literal></optional> <optional><optional><literal>*</literal></optional><replaceable>module</replaceable></optional> ...
1827           <indexterm><primary><literal>:browse</literal></primary></indexterm>
1828         </term>
1829         <listitem>
1830           <para>Displays the identifiers defined by the module
1831           <replaceable>module</replaceable>, which must be either
1832           loaded into GHCi or be a member of a package.  If
1833           <replaceable>module</replaceable> is omitted, the most
1834           recently-loaded module is used.</para>
1835
1836           <para>If the <literal>*</literal> symbol is placed before
1837           the module name, then <emphasis>all</emphasis> the
1838           identifiers in scope in <replaceable>module</replaceable> are
1839           shown; otherwise the list is limited to the exports of
1840           <replaceable>module</replaceable>.  The
1841           <literal>*</literal>-form is only available for modules
1842           which are interpreted; for compiled modules (including
1843           modules from packages) only the non-<literal>*</literal>
1844     form of <literal>:browse</literal> is available.
1845     If the <literal>!</literal> symbol is appended to the
1846     command, data constructors and class methods will be 
1847     listed individually, otherwise, they will only be listed
1848     in the context of their data type or class declaration. 
1849     The <literal>!</literal>-form also annotates the listing 
1850     with comments giving possible imports for each group of 
1851     entries.</para>
1852 <screen>
1853 Prelude> :browse! Data.Maybe
1854 -- not currently imported
1855 Data.Maybe.catMaybes :: [Maybe a] -> [a]
1856 Data.Maybe.fromJust :: Maybe a -> a
1857 Data.Maybe.fromMaybe :: a -> Maybe a -> a
1858 Data.Maybe.isJust :: Maybe a -> Bool
1859 Data.Maybe.isNothing :: Maybe a -> Bool
1860 Data.Maybe.listToMaybe :: [a] -> Maybe a
1861 Data.Maybe.mapMaybe :: (a -> Maybe b) -> [a] -> [b]
1862 Data.Maybe.maybeToList :: Maybe a -> [a]
1863 -- imported via Prelude
1864 Just :: a -> Maybe a
1865 data Maybe a = Nothing | Just a
1866 Nothing :: Maybe a
1867 maybe :: b -> (a -> b) -> Maybe a -> b
1868 </screen>
1869   <para>
1870     This output shows that, in the context of the current session, in the scope
1871     of <literal>Prelude</literal>, the first group of items from
1872     <literal>Data.Maybe</literal> have not been imported (but are available in
1873     fully qualified form in the GHCi session - see <xref
1874       linkend="ghci-scope"/>), whereas the second group of items have been
1875     imported via <literal>Prelude</literal> and are therefore available either
1876     unqualified, or with a <literal>Prelude.</literal> qualifier.
1877   </para>
1878         </listitem>
1879       </varlistentry>
1880
1881       <varlistentry>
1882         <term>
1883           <literal>:cd</literal> <replaceable>dir</replaceable>
1884           <indexterm><primary><literal>:cd</literal></primary></indexterm>
1885         </term>
1886         <listitem>
1887           <para>Changes the current working directory to
1888           <replaceable>dir</replaceable>.  A
1889           &lsquo;<literal>&tilde;</literal>&rsquo; symbol at the
1890           beginning of <replaceable>dir</replaceable> will be replaced
1891           by the contents of the environment variable
1892           <literal>HOME</literal>.</para>
1893
1894           <para>NOTE: changing directories causes all currently loaded
1895           modules to be unloaded.  This is because the search path is
1896           usually expressed using relative directories, and changing
1897           the search path in the middle of a session is not
1898           supported.</para>
1899         </listitem>
1900       </varlistentry>
1901
1902       <varlistentry>
1903         <term>
1904           <literal>:cmd</literal> <replaceable>expr</replaceable>
1905           <indexterm><primary><literal>:cmd</literal></primary></indexterm>
1906         </term>
1907         <listitem>
1908           <para>Executes <replaceable>expr</replaceable> as a computation of
1909             type <literal>IO String</literal>, and then executes the resulting
1910             string as a list of GHCi commands.  Multiple commands are separated
1911             by newlines.  The <literal>:cmd</literal> command is useful with
1912             <literal>:def</literal> and <literal>:set stop</literal>.</para>
1913         </listitem>
1914       </varlistentry>
1915
1916       <varlistentry>
1917         <term>
1918           <literal>:continue</literal> 
1919           <indexterm><primary><literal>:continue</literal></primary></indexterm>
1920         </term>
1921         <listitem><para>Continue the current evaluation, when stopped at a
1922             breakpoint.</para>
1923         </listitem>
1924       </varlistentry>
1925
1926       <varlistentry>
1927         <term>
1928           <literal>:ctags</literal> <optional><replaceable>filename</replaceable></optional>
1929           <literal>:etags</literal> <optional><replaceable>filename</replaceable></optional>
1930           <indexterm><primary><literal>:etags</literal></primary>
1931           </indexterm>
1932           <indexterm><primary><literal>:etags</literal></primary>
1933           </indexterm>
1934         </term>
1935         <listitem>
1936           <para>Generates a &ldquo;tags&rdquo; file for Vi-style editors
1937             (<literal>:ctags</literal>) or
1938         Emacs-style editors (<literal>:etags</literal>).  If
1939             no filename is specified, the default <filename>tags</filename> or
1940             <filename>TAGS</filename> is
1941             used, respectively.  Tags for all the functions, constructors and
1942             types in the currently loaded modules are created.  All modules must
1943             be interpreted for these commands to work.</para>
1944           <para>See also <xref linkend="hasktags" />.</para>
1945         </listitem>
1946       </varlistentry>
1947
1948       <varlistentry>
1949         <term>
1950           <literal>:def<optional>!</optional> <optional><replaceable>name</replaceable> <replaceable>expr</replaceable></optional></literal>
1951           <indexterm><primary><literal>:def</literal></primary></indexterm>
1952         </term>
1953         <listitem>
1954           <para><literal>:def</literal> is used to define new
1955           commands, or macros, in GHCi.  The command
1956           <literal>:def</literal> <replaceable>name</replaceable>
1957           <replaceable>expr</replaceable> defines a new GHCi command
1958           <literal>:<replaceable>name</replaceable></literal>,
1959           implemented by the Haskell expression
1960           <replaceable>expr</replaceable>, which must have type
1961           <literal>String -> IO String</literal>.  When
1962           <literal>:<replaceable>name</replaceable>
1963           <replaceable>args</replaceable></literal> is typed at the
1964           prompt, GHCi will run the expression
1965           <literal>(<replaceable>name</replaceable>
1966           <replaceable>args</replaceable>)</literal>, take the
1967           resulting <literal>String</literal>, and feed it back into
1968           GHCi as a new sequence of commands.  Separate commands in
1969           the result must be separated by
1970           &lsquo;<literal>\n</literal>&rsquo;.</para>
1971
1972           <para>That's all a little confusing, so here's a few
1973           examples.  To start with, here's a new GHCi command which
1974           doesn't take any arguments or produce any results, it just
1975           outputs the current date &amp; time:</para>
1976
1977 <screen>
1978 Prelude> let date _ = Time.getClockTime >>= print >> return ""
1979 Prelude> :def date date
1980 Prelude> :date
1981 Fri Mar 23 15:16:40 GMT 2001
1982 </screen>
1983
1984           <para>Here's an example of a command that takes an argument.
1985           It's a re-implementation of <literal>:cd</literal>:</para>
1986
1987 <screen>
1988 Prelude> let mycd d = Directory.setCurrentDirectory d >> return ""
1989 Prelude> :def mycd mycd
1990 Prelude> :mycd ..
1991 </screen>
1992
1993           <para>Or I could define a simple way to invoke
1994           &ldquo;<literal>ghc &ndash;&ndash;make Main</literal>&rdquo; in the
1995           current directory:</para>
1996
1997 <screen>
1998 Prelude> :def make (\_ -> return ":! ghc &ndash;&ndash;make Main")
1999 </screen>
2000
2001           <para>We can define a command that reads GHCi input from a
2002           file.  This might be useful for creating a set of bindings
2003           that we want to repeatedly load into the GHCi session:</para>
2004
2005 <screen>
2006 Prelude> :def . readFile
2007 Prelude> :. cmds.ghci
2008 </screen>
2009
2010           <para>Notice that we named the command
2011           <literal>:.</literal>, by analogy with the
2012           &lsquo;<literal>.</literal>&rsquo; Unix shell command that
2013           does the same thing.</para>
2014
2015           <para>Typing <literal>:def</literal> on its own lists the
2016           currently-defined macros.  Attempting to redefine an
2017           existing command name results in an error unless the
2018           <literal>:def!</literal> form is used, in which case the old
2019           command with that name is silently overwritten.</para>
2020         </listitem>
2021       </varlistentry>
2022
2023       <varlistentry>
2024         <term>
2025           <literal>:delete * | <replaceable>num</replaceable> ...</literal> 
2026           <indexterm><primary><literal>:delete</literal></primary></indexterm>
2027         </term>
2028         <listitem>
2029           <para>Delete one or more breakpoints by number (use <literal>:show
2030               breaks</literal> to see the number of each breakpoint).  The
2031             <literal>*</literal> form deletes all the breakpoints.</para>
2032         </listitem>
2033       </varlistentry>
2034
2035       <varlistentry>
2036         <term>
2037           <literal>:edit <optional><replaceable>file</replaceable></optional></literal>
2038           <indexterm><primary><literal>:edit</literal></primary></indexterm>
2039         </term>
2040         <listitem>
2041           <para>Opens an editor to edit the file
2042           <replaceable>file</replaceable>, or the most recently loaded
2043           module if <replaceable>file</replaceable> is omitted.  The
2044           editor to invoke is taken from the <literal>EDITOR</literal>
2045           environment variable, or a default editor on your system if
2046           <literal>EDITOR</literal> is not set.  You can change the
2047           editor using <literal>:set editor</literal>.</para>
2048         </listitem>
2049       </varlistentry>
2050
2051       <varlistentry>
2052         <term>
2053           <literal>:etags</literal> 
2054         </term>
2055         <listitem>
2056           <para>See <literal>:ctags</literal>.</para>
2057         </listitem>
2058       </varlistentry>
2059
2060       <varlistentry>
2061         <term>
2062           <literal>:force <replaceable>identifier</replaceable> ...</literal>
2063           <indexterm><primary><literal>:force</literal></primary></indexterm>
2064         </term>
2065         <listitem>
2066           <para>Prints the value of <replaceable>identifier</replaceable> in
2067             the same way as <literal>:print</literal>.   Unlike
2068             <literal>:print</literal>, <literal>:force</literal> evaluates each
2069             thunk that it encounters while traversing the value.  This may
2070             cause exceptions or infinite loops, or further breakpoints (which
2071             are ignored, but displayed).</para>
2072         </listitem>
2073       </varlistentry>
2074
2075       <varlistentry>
2076         <term>
2077           <literal>:forward</literal>
2078           <indexterm><primary><literal>:forward</literal></primary></indexterm>
2079         </term>
2080         <listitem>
2081           <para>Move forward in the history.   See <xref
2082               linkend="tracing" />.  See also:
2083             <literal>:trace</literal>, <literal>:history</literal>,
2084             <literal>:back</literal>.</para>
2085         </listitem>
2086       </varlistentry>
2087
2088       <varlistentry>
2089         <term>
2090           <literal>:help</literal>
2091           <indexterm><primary><literal>:help</literal></primary></indexterm>
2092         </term>
2093         <term>
2094           <literal>:?</literal>
2095           <indexterm><primary><literal>:?</literal></primary></indexterm>
2096         </term>
2097         <listitem>
2098           <para>Displays a list of the available commands.</para>
2099         </listitem>
2100       </varlistentry>
2101
2102       <varlistentry>
2103        <term>
2104           <literal>:</literal>
2105           <indexterm><primary><literal>:</literal></primary></indexterm>
2106         </term>
2107        <listitem>
2108          <para>Repeat the previous command.</para>
2109        </listitem>
2110       </varlistentry>
2111
2112       <varlistentry>
2113
2114         <term>
2115           <literal>:history [<replaceable>num</replaceable>]</literal>
2116           <indexterm><primary><literal>:history</literal></primary></indexterm>
2117         </term>
2118         <listitem>
2119           <para>Display the history of evaluation steps.  With a number,
2120             displays that many steps (default: 20).  For use with
2121             <literal>:trace</literal>; see <xref
2122               linkend="tracing" />.</para>
2123         </listitem>
2124       </varlistentry>
2125
2126       <varlistentry>
2127         <term>
2128           <literal>:info</literal> <replaceable>name</replaceable> ...
2129           <indexterm><primary><literal>:info</literal></primary></indexterm>
2130         </term>
2131         <listitem>
2132           <para>Displays information about the given name(s).  For
2133           example, if <replaceable>name</replaceable> is a class, then
2134           the class methods and their types will be printed;  if
2135           <replaceable>name</replaceable> is a type constructor, then
2136           its definition will be printed;  if
2137           <replaceable>name</replaceable> is a function, then its type
2138           will be printed.  If <replaceable>name</replaceable> has
2139           been loaded from a source file, then GHCi will also display
2140           the location of its definition in the source.</para>
2141           <para>For types and classes, GHCi also summarises instances that
2142           mention them.  To avoid showing irrelevant information, an instance
2143           is shown only if (a) its head mentions <replaceable>name</replaceable>, 
2144           and (b) all the other things mentioned in the instance
2145           are in scope (either qualified or otherwise) as a result of 
2146           a <literal>:load</literal> or <literal>:module</literal> commands. </para>
2147         </listitem>
2148       </varlistentry>
2149
2150       <varlistentry>
2151         <term>
2152           <literal>:kind</literal> <replaceable>type</replaceable>
2153           <indexterm><primary><literal>:kind</literal></primary></indexterm>
2154         </term>
2155         <listitem>
2156           <para>Infers and prints the kind of
2157           <replaceable>type</replaceable>. The latter can be an arbitrary
2158             type expression, including a partial application of a type constructor,
2159             such as <literal>Either Int</literal>.</para>
2160         </listitem>
2161       </varlistentry>
2162
2163       <varlistentry>
2164         <term>
2165           <literal>:load</literal> <optional><literal>*</literal></optional><replaceable>module</replaceable> ...
2166           <indexterm><primary><literal>:load</literal></primary></indexterm>
2167         </term>
2168         <listitem>
2169           <para>Recursively loads the specified
2170           <replaceable>module</replaceable>s, and all the modules they
2171           depend on.  Here, each <replaceable>module</replaceable>
2172           must be a module name or filename, but may not be the name
2173           of a module in a package.</para>
2174
2175           <para>All previously loaded modules, except package modules,
2176           are forgotten.  The new set of modules is known as the
2177           <firstterm>target set</firstterm>.  Note that
2178           <literal>:load</literal> can be used without any arguments
2179           to unload all the currently loaded modules and
2180           bindings.</para>
2181
2182           <para>Normally pre-compiled code for a module will be loaded
2183           if available, or otherwise the module will be compiled to
2184           byte-code.  Using the <literal>*</literal> prefix forces a
2185           module to be loaded as byte-code.</para>
2186
2187           <para>After a <literal>:load</literal> command, the current
2188           context is set to:</para>
2189
2190           <itemizedlist>
2191             <listitem>
2192               <para><replaceable>module</replaceable>, if it was loaded
2193               successfully, or</para>
2194             </listitem>
2195             <listitem>
2196               <para>the most recently successfully loaded module, if
2197               any other modules were loaded as a result of the current
2198               <literal>:load</literal>, or</para>
2199             </listitem>
2200             <listitem>
2201               <para><literal>Prelude</literal> otherwise.</para>
2202             </listitem>
2203           </itemizedlist>
2204         </listitem>
2205       </varlistentry>
2206
2207       <varlistentry>
2208         <term>
2209           <literal>:main <replaceable>arg<subscript>1</subscript></replaceable> ... <replaceable>arg<subscript>n</subscript></replaceable></literal>
2210           <indexterm><primary><literal>:main</literal></primary></indexterm>
2211         </term>
2212         <listitem>
2213           <para>
2214             When a program is compiled and executed, it can use the
2215             <literal>getArgs</literal> function to access the
2216             command-line arguments.
2217             However, we cannot simply pass the arguments to the
2218             <literal>main</literal> function while we are testing in ghci,
2219             as the <literal>main</literal> function doesn't take its
2220             arguments directly.
2221           </para>
2222
2223           <para>
2224             Instead, we can use the <literal>:main</literal> command.
2225             This runs whatever <literal>main</literal> is in scope, with
2226             any arguments being treated the same as command-line arguments,
2227             e.g.:
2228           </para>
2229
2230 <screen>
2231 Prelude> let main = System.Environment.getArgs >>= print
2232 Prelude> :main foo bar
2233 ["foo","bar"]
2234 </screen>
2235
2236         <para>
2237             We can also quote arguments which contains characters like
2238             spaces, and they are treated like Haskell strings, or we can
2239             just use Haskell list syntax:
2240         </para>
2241
2242 <screen>
2243 Prelude> :main foo "bar baz"
2244 ["foo","bar baz"]
2245 Prelude> :main ["foo", "bar baz"]
2246 ["foo","bar baz"]
2247 </screen>
2248
2249         <para>
2250             Finally, other functions can be called, either with the
2251             <literal>-main-is</literal> flag or the <literal>:run</literal>
2252             command:
2253         </para>
2254
2255 <screen>
2256 Prelude> let foo = putStrLn "foo" >> System.Environment.getArgs >>= print
2257 Prelude> let bar = putStrLn "bar" >> System.Environment.getArgs >>= print
2258 Prelude> :set -main-is foo
2259 Prelude> :main foo "bar baz"
2260 foo
2261 ["foo","bar baz"]
2262 Prelude> :run bar ["foo", "bar baz"]
2263 bar
2264 ["foo","bar baz"]
2265 </screen>
2266
2267         </listitem>
2268       </varlistentry>
2269
2270       <varlistentry>
2271         <term>
2272           <literal>:module <optional>+|-</optional> <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>1</subscript></replaceable> ... <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>n</subscript></replaceable></literal>
2273           <indexterm><primary><literal>:module</literal></primary></indexterm>
2274         </term>
2275         <term>
2276           <literal>import <replaceable>mod</replaceable></literal>
2277         </term>
2278         <listitem>
2279           <para>Sets or modifies the current context for statements
2280           typed at the prompt.  The form <literal>import
2281           <replaceable>mod</replaceable></literal> is equivalent to
2282           <literal>:module +<replaceable>mod</replaceable></literal>.
2283           See <xref linkend="ghci-scope"/> for
2284           more details.</para>
2285         </listitem>
2286       </varlistentry>
2287
2288       <varlistentry>
2289         <term>
2290           <literal>:print </literal> <replaceable>names</replaceable> ...
2291           <indexterm><primary><literal>:print</literal></primary></indexterm>
2292         </term>
2293         <listitem>
2294           <para>Prints a value without forcing its evaluation.
2295             <literal>:print</literal> may be used on values whose types are
2296             unknown or partially known, which might be the case for local
2297             variables with polymorphic types at a breakpoint.  While inspecting
2298             the runtime value, <literal>:print</literal> attempts to
2299             reconstruct the type of the value, and will elaborate the type in
2300             GHCi's environment if possible.  If any unevaluated components
2301             (thunks) are encountered, then <literal>:print</literal> binds
2302             a fresh variable with a name beginning with <literal>_t</literal>
2303             to each thunk.  See <xref linkend="breakpoints" /> for more
2304             information.  See also the <literal>:sprint</literal> command,
2305             which works like <literal>:print</literal> but does not bind new
2306             variables.</para>
2307         </listitem>
2308       </varlistentry>
2309
2310       <varlistentry>
2311         <term>
2312           <literal>:quit</literal>
2313           <indexterm><primary><literal>:quit</literal></primary></indexterm>
2314         </term>
2315         <listitem>
2316           <para>Quits GHCi.  You can also quit by typing control-D
2317           at the prompt.</para>
2318         </listitem>
2319       </varlistentry>
2320
2321       <varlistentry>
2322         <term>
2323           <literal>:reload</literal>
2324           <indexterm><primary><literal>:reload</literal></primary></indexterm>
2325         </term>
2326         <listitem>
2327           <para>Attempts to reload the current target set (see
2328           <literal>:load</literal>) if any of the modules in the set,
2329           or any dependent module, has changed.  Note that this may
2330           entail loading new modules, or dropping modules which are no
2331           longer indirectly required by the target.</para>
2332         </listitem>
2333       </varlistentry>
2334
2335       <varlistentry>
2336         <term>
2337           <literal>:run</literal>
2338           <indexterm><primary><literal>:run</literal></primary></indexterm>
2339         </term>
2340         <listitem>
2341           <para>See <literal>:main</literal>.</para>
2342         </listitem>
2343       </varlistentry>
2344
2345       <varlistentry>
2346         <term>
2347           <literal>:set</literal> <optional><replaceable>option</replaceable>...</optional>
2348           <indexterm><primary><literal>:set</literal></primary></indexterm>
2349         </term>
2350         <listitem>
2351     <para>Sets various options.  See <xref linkend="ghci-set"/> for a list of
2352       available options and <xref linkend="interactive-mode-options"/> for a
2353       list of GHCi-specific flags.  The <literal>:set</literal> command by
2354       itself shows which options are currently set. It also lists the current
2355       dynamic flag settings, with GHCi-specific flags listed separately.</para>
2356         </listitem>
2357       </varlistentry>
2358
2359       <varlistentry>
2360         <term>
2361           <literal>:set</literal> <literal>args</literal> <replaceable>arg</replaceable> ...
2362           <indexterm><primary><literal>:set args</literal></primary></indexterm>
2363         </term>
2364         <listitem>
2365           <para>Sets the list of arguments which are returned when the
2366           program calls <literal>System.getArgs</literal><indexterm><primary>getArgs</primary>
2367             </indexterm>.</para>
2368         </listitem>
2369       </varlistentry>
2370
2371       <varlistentry>
2372         <term>
2373            <literal>:set</literal> <literal>editor</literal> <replaceable>cmd</replaceable>
2374         </term>
2375         <listitem>
2376           <para>Sets the command used by <literal>:edit</literal> to
2377           <replaceable>cmd</replaceable>.</para>
2378         </listitem>
2379       </varlistentry>
2380
2381       <varlistentry>
2382         <term>
2383            <literal>:set</literal> <literal>prog</literal> <replaceable>prog</replaceable>
2384            <indexterm><primary><literal>:set prog</literal></primary></indexterm>
2385         </term>
2386         <listitem>
2387           <para>Sets the string to be returned when the program calls
2388           <literal>System.getProgName</literal><indexterm><primary>getProgName</primary>
2389             </indexterm>.</para>
2390         </listitem>
2391       </varlistentry>
2392
2393       <varlistentry>
2394         <term>
2395            <literal>:set</literal> <literal>prompt</literal> <replaceable>prompt</replaceable>
2396         </term>
2397         <listitem>
2398           <para>Sets the string to be used as the prompt in GHCi.
2399           Inside <replaceable>prompt</replaceable>, the sequence
2400           <literal>%s</literal> is replaced by the names of the
2401           modules currently in scope, and <literal>%%</literal> is
2402           replaced by <literal>%</literal>. If <replaceable>prompt</replaceable>
2403       starts with &quot; then it is parsed as a Haskell String;
2404       otherwise it is treated as a literal string.</para>
2405         </listitem>
2406       </varlistentry>
2407
2408       <varlistentry>
2409         <term>
2410            <literal>:set</literal> <literal>stop</literal>
2411           [<replaceable>num</replaceable>] <replaceable>cmd</replaceable>
2412         </term>
2413         <listitem>
2414           <para>Set a command to be executed when a breakpoint is hit, or a new
2415           item in the history is selected.  The most common use of
2416             <literal>:set stop</literal> is to display the source code at the
2417             current location, e.g. <literal>:set stop :list</literal>.</para>
2418
2419           <para>If a number is given before the command, then the commands are
2420             run when the specified breakpoint (only) is hit.  This can be quite
2421             useful: for example, <literal>:set stop 1 :continue</literal>
2422             effectively disables breakpoint 1, by running
2423             <literal>:continue</literal> whenever it is hit (although GHCi will
2424             still emit a message to say the breakpoint was hit).  What's more,
2425             with cunning use of <literal>:def</literal> and
2426             <literal>:cmd</literal> you can use <literal>:set stop</literal> to
2427             implement conditional breakpoints:</para>
2428 <screen>
2429 *Main> :def cond \expr -> return (":cmd if (" ++ expr ++ ") then return \"\" else return \":continue\"")
2430 *Main> :set stop 0 :cond (x &lt; 3)
2431 </screen>
2432           <para>Ignoring breakpoints for a specified number of iterations is
2433             also possible using similar techniques.</para>
2434         </listitem>
2435       </varlistentry>
2436
2437       <varlistentry>
2438         <term>
2439           <literal>:show bindings</literal>
2440           <indexterm><primary><literal>:show bindings</literal></primary></indexterm>
2441         </term>
2442         <listitem>
2443           <para>Show the bindings made at the prompt and their
2444           types.</para>
2445         </listitem>
2446       </varlistentry>
2447
2448       <varlistentry>
2449         <term>
2450           <literal>:show breaks</literal>
2451           <indexterm><primary><literal>:show breaks</literal></primary></indexterm>
2452         </term>
2453         <listitem>
2454           <para>List the active breakpoints.</para>
2455         </listitem>
2456       </varlistentry>
2457
2458       <varlistentry>
2459         <term>
2460           <literal>:show context</literal>
2461           <indexterm><primary><literal>:show context</literal></primary></indexterm>
2462         </term>
2463         <listitem>
2464           <para>List the active evaluations that are stopped at breakpoints.</para>
2465         </listitem>
2466       </varlistentry>
2467
2468       <varlistentry>
2469         <term>
2470           <literal>:show modules</literal>
2471           <indexterm><primary><literal>:show modules</literal></primary></indexterm>
2472         </term>
2473         <listitem>
2474           <para>Show the list of modules currently loaded.</para>
2475         </listitem>
2476       </varlistentry>
2477
2478       <varlistentry>
2479         <term>
2480           <literal>:show packages</literal>
2481           <indexterm><primary><literal>:show packages</literal></primary></indexterm>
2482         </term>
2483         <listitem>
2484     <para>Show the currently active package flags, as well as the list of
2485       packages currently loaded.</para>
2486         </listitem>
2487       </varlistentry>
2488
2489       <varlistentry>
2490         <term>
2491           <literal>:show languages</literal>
2492           <indexterm><primary><literal>:show languages</literal></primary></indexterm>
2493         </term>
2494         <listitem>
2495     <para>Show the currently active language flags.</para>
2496         </listitem>
2497       </varlistentry>
2498
2499
2500       <varlistentry>
2501         <term>
2502           <literal>:show [args|prog|prompt|editor|stop]</literal>
2503           <indexterm><primary><literal>:show</literal></primary></indexterm>
2504         </term>
2505         <listitem>
2506           <para>Displays the specified setting (see
2507             <literal>:set</literal>).</para>
2508         </listitem>
2509       </varlistentry>
2510
2511       <varlistentry>
2512         <term>
2513           <literal>:sprint</literal>
2514           <indexterm><primary><literal>:sprint</literal></primary></indexterm>
2515         </term>
2516         <listitem>
2517           <para>Prints a value without forcing its evaluation.
2518             <literal>:sprint</literal> is similar to <literal>:print</literal>,
2519             with the difference that unevaluated subterms are not bound to new
2520             variables, they are simply denoted by &lsquo;_&rsquo;.</para>
2521         </listitem>
2522       </varlistentry>
2523
2524       <varlistentry>
2525         <term>
2526           <literal>:step [<replaceable>expr</replaceable>]</literal> 
2527           <indexterm><primary><literal>:step</literal></primary></indexterm>
2528         </term>
2529         <listitem>
2530           <para>Single-step from the last breakpoint.  With an expression
2531             argument, begins evaluation of the expression with a
2532             single-step.</para>
2533         </listitem>
2534       </varlistentry>
2535
2536       <varlistentry>
2537         <term>
2538           <literal>:trace [<replaceable>expr</replaceable>]</literal>
2539           <indexterm><primary><literal>:trace</literal></primary></indexterm>
2540         </term>
2541         <listitem>
2542           <para>Evaluates the given expression (or from the last breakpoint if
2543             no expression is given), and additionally logs the evaluation
2544             steps for later inspection using <literal>:history</literal>.  See
2545             <xref linkend="tracing" />.</para>
2546         </listitem>
2547       </varlistentry>
2548
2549       <varlistentry>
2550         <term>
2551          <literal>:type</literal> <replaceable>expression</replaceable>
2552          <indexterm><primary><literal>:type</literal></primary></indexterm>
2553         </term>
2554         <listitem>
2555           <para>Infers and prints the type of
2556           <replaceable>expression</replaceable>, including explicit
2557           forall quantifiers for polymorphic types.  The monomorphism
2558           restriction is <emphasis>not</emphasis> applied to the
2559           expression during type inference.</para>
2560         </listitem>
2561       </varlistentry>
2562
2563       <varlistentry>
2564         <term>
2565           <literal>:undef</literal> <replaceable>name</replaceable>
2566           <indexterm><primary><literal>:undef</literal></primary></indexterm>
2567         </term>
2568         <listitem>
2569           <para>Undefines the user-defined command
2570           <replaceable>name</replaceable> (see <literal>:def</literal>
2571           above).</para>
2572         </listitem>
2573       </varlistentry>
2574
2575       <varlistentry>
2576         <term>
2577           <literal>:unset</literal> <replaceable>option</replaceable>...
2578           <indexterm><primary><literal>:unset</literal></primary></indexterm>
2579         </term>
2580         <listitem>
2581           <para>Unsets certain options.  See <xref linkend="ghci-set"/>
2582           for a list of available options.</para>
2583         </listitem>
2584       </varlistentry>
2585
2586       <varlistentry>
2587         <term>
2588           <literal>:!</literal> <replaceable>command</replaceable>...
2589           <indexterm><primary><literal>:!</literal></primary></indexterm>
2590           <indexterm><primary>shell commands</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
2591         </term>
2592         <listitem>
2593           <para>Executes the shell command
2594           <replaceable>command</replaceable>.</para>
2595         </listitem>
2596       </varlistentry>
2597
2598     </variablelist>
2599   </sect1>
2600
2601   <sect1 id="ghci-set">
2602     <title>The <literal>:set</literal> command</title>
2603     <indexterm><primary><literal>:set</literal></primary></indexterm>
2604
2605     <para>The <literal>:set</literal> command sets two types of
2606     options: GHCi options, which begin with
2607     &lsquo;<literal>+</literal>&rsquo;, and &ldquo;command-line&rdquo;
2608     options, which begin with &lsquo;-&rsquo;.  </para>
2609
2610     <para>NOTE: at the moment, the <literal>:set</literal> command
2611     doesn't support any kind of quoting in its arguments: quotes will
2612     not be removed and cannot be used to group words together.  For
2613     example, <literal>:set -DFOO='BAR BAZ'</literal> will not do what
2614     you expect.</para>
2615
2616     <sect2>
2617       <title>GHCi options</title>
2618       <indexterm><primary>options</primary><secondary>GHCi</secondary>
2619       </indexterm>
2620
2621       <para>GHCi options may be set using <literal>:set</literal> and
2622       unset using <literal>:unset</literal>.</para>
2623
2624       <para>The available GHCi options are:</para>
2625
2626       <variablelist>
2627         <varlistentry>
2628           <term>
2629             <literal>+r</literal>
2630             <indexterm><primary><literal>+r</literal></primary></indexterm>
2631             <indexterm><primary>CAFs</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
2632             <indexterm><primary>Constant Applicative Form</primary><see>CAFs</see></indexterm>
2633           </term>
2634           <listitem>
2635             <para>Normally, any evaluation of top-level expressions
2636             (otherwise known as CAFs or Constant Applicative Forms) in
2637             loaded modules is retained between evaluations.  Turning
2638             on <literal>+r</literal> causes all evaluation of
2639             top-level expressions to be discarded after each
2640             evaluation (they are still retained
2641             <emphasis>during</emphasis> a single evaluation).</para>
2642           
2643             <para>This option may help if the evaluated top-level
2644             expressions are consuming large amounts of space, or if
2645             you need repeatable performance measurements.</para>
2646           </listitem>
2647         </varlistentry>
2648
2649         <varlistentry>
2650           <term>
2651             <literal>+s</literal>
2652             <indexterm><primary><literal>+s</literal></primary></indexterm>
2653           </term>
2654           <listitem>
2655             <para>Display some stats after evaluating each expression,
2656             including the elapsed time and number of bytes allocated.
2657             NOTE: the allocation figure is only accurate to the size
2658             of the storage manager's allocation area, because it is
2659             calculated at every GC.  Hence, you might see values of
2660             zero if no GC has occurred.</para>
2661           </listitem>
2662         </varlistentry>
2663
2664         <varlistentry>
2665           <term>
2666             <literal>+t</literal>
2667             <indexterm><primary><literal>+t</literal></primary></indexterm>
2668           </term>
2669           <listitem>
2670             <para>Display the type of each variable bound after a
2671             statement is entered at the prompt.  If the statement is a
2672             single expression, then the only variable binding will be
2673             for the variable
2674             &lsquo;<literal>it</literal>&rsquo;.</para>
2675           </listitem>
2676         </varlistentry>
2677       </variablelist>
2678     </sect2>
2679
2680     <sect2 id="ghci-cmd-line-options">
2681       <title>Setting GHC command-line options in GHCi</title>
2682
2683       <para>Normal GHC command-line options may also be set using
2684       <literal>:set</literal>.  For example, to turn on
2685       <option>-fglasgow-exts</option>, you would say:</para>
2686
2687 <screen>
2688 Prelude> :set -fglasgow-exts
2689 </screen>
2690       
2691       <para>Any GHC command-line option that is designated as
2692       <firstterm>dynamic</firstterm> (see the table in <xref
2693       linkend="flag-reference"/>), may be set using
2694       <literal>:set</literal>.  To unset an option, you can set the
2695       reverse option:</para>
2696       <indexterm><primary>dynamic</primary><secondary>options</secondary></indexterm>
2697
2698 <screen>
2699 Prelude> :set -fno-glasgow-exts
2700 </screen>
2701
2702       <para><xref linkend="flag-reference"/> lists the reverse for each
2703       option where applicable.</para>
2704
2705       <para>Certain static options (<option>-package</option>,
2706       <option>-I</option>, <option>-i</option>, and
2707       <option>-l</option> in particular) will also work, but some may
2708       not take effect until the next reload.</para>
2709       <indexterm><primary>static</primary><secondary>options</secondary></indexterm>
2710     </sect2>
2711   </sect1>
2712   <sect1 id="ghci-dot-files">
2713     <title>The <filename>.ghci</filename> file</title>
2714     <indexterm><primary><filename>.ghci</filename></primary><secondary>file</secondary>
2715     </indexterm>
2716     <indexterm><primary>startup</primary><secondary>files, GHCi</secondary>
2717     </indexterm>
2718
2719     <para>When it starts, unless the <literal>-ignore-dot-ghci</literal>
2720     flag is given, GHCi reads and executes commands from the following
2721     files, in this order, if they exist:</para>
2722
2723     <orderedlist>
2724     <listitem>
2725       <para><filename>./.ghci</filename></para>
2726     </listitem>
2727     <listitem>
2728       <para><literal><replaceable>appdata</replaceable>/ghc/ghci.conf</literal>,
2729       where <replaceable>appdata</replaceable> depends on your system,
2730       but is usually something like <literal>C:/Documents and Settings/<replaceable>user</replaceable>/Application Data</literal></para>
2731     </listitem>
2732     <listitem>
2733       <para>On Unix: <literal>$HOME/.ghc/ghci.conf</literal></para>
2734     </listitem>
2735     <listitem>
2736       <para><literal>$HOME/.ghci</literal></para>
2737     </listitem>
2738    </orderedlist>
2739
2740     <para>The <filename>ghci.conf</filename> file is most useful for
2741     turning on favourite options (eg. <literal>:set +s</literal>), and
2742     defining useful macros.  Placing a <filename>.ghci</filename> file
2743     in a directory with a Haskell project is a useful way to set
2744     certain project-wide options so you don't have to type them
2745     everytime you start GHCi: eg. if your project uses GHC extensions
2746     and CPP, and has source files in three subdirectories A, B and C,
2747     you might put the following lines in
2748     <filename>.ghci</filename>:</para>
2749
2750 <screen>
2751 :set -fglasgow-exts -cpp
2752 :set -iA:B:C
2753 </screen>
2754
2755     <para>(Note that strictly speaking the <option>-i</option> flag is
2756     a static one, but in fact it works to set it using
2757     <literal>:set</literal> like this.  The changes won't take effect
2758     until the next <literal>:load</literal>, though.)</para>
2759
2760     <para>Once you have a library of GHCi macros, you may want
2761     to source them from separate files, or you may want to source
2762     your <filename>.ghci</filename> file into your running GHCi
2763     session while debugging it</para>
2764
2765 <screen>
2766 :def source readFile
2767 </screen>
2768
2769     <para>With this macro defined in your <filename>.ghci</filename> 
2770     file, you can use <literal>:source file</literal> to read GHCi
2771     commands from <literal>file</literal>. You can find (and contribute!-)
2772     other suggestions for <filename>.ghci</filename> files on this Haskell
2773     wiki page: <ulink
2774       url="http://haskell.org/haskellwiki/GHC/GHCi">GHC/GHCi</ulink></para>
2775
2776     <para>Two command-line options control whether the
2777     startup files files are read:</para>
2778
2779     <variablelist>
2780       <varlistentry>
2781         <term>
2782           <option>-ignore-dot-ghci</option>
2783           <indexterm><primary><option>-ignore-dot-ghci</option></primary></indexterm>
2784         </term>
2785         <listitem>
2786           <para>Don't read either <filename>./.ghci</filename> or the
2787           other startup files when starting up.</para>
2788         </listitem>
2789       </varlistentry>
2790       <varlistentry>
2791         <term>
2792           <option>-read-dot-ghci</option>
2793           <indexterm><primary><option>-read-dot-ghci</option></primary></indexterm>
2794         </term>
2795         <listitem>
2796           <para>Read <filename>./.ghci</filename> and the other
2797           startup files (see above).  This is normally the
2798           default, but the <option>-read-dot-ghci</option> option may
2799           be used to override a previous
2800           <option>-ignore-dot-ghci</option> option.</para>
2801         </listitem>
2802       </varlistentry>
2803     </variablelist>
2804
2805   </sect1>
2806
2807   <sect1 id="ghci-obj">
2808     <title>Compiling to object code inside GHCi</title>
2809
2810     <para>By default, GHCi compiles Haskell source code into byte-code
2811     that is interpreted by the runtime system.  GHCi can also compile
2812     Haskell code to object code: to turn on this feature, use the
2813     <option>-fobject-code</option> flag either on the command line or
2814     with <literal>:set</literal> (the option
2815     <option>-fbyte-code</option> restores byte-code compilation
2816     again).  Compiling to object code takes longer, but typically the
2817     code will execute 10-20 times faster than byte-code.</para>
2818
2819     <para>Compiling to object code inside GHCi is particularly useful
2820     if you are developing a compiled application, because the
2821     <literal>:reload</literal> command typically runs much faster than
2822     restarting GHC with <option>--make</option> from the command-line,
2823     because all the interface files are already cached in
2824     memory.</para>
2825
2826     <para>There are disadvantages to compiling to object-code: you
2827     can't set breakpoints in object-code modules, for example.  Only
2828     the exports of an object-code module will be visible in GHCi,
2829     rather than all top-level bindings as in interpreted
2830     modules.</para>
2831   </sect1>
2832
2833   <sect1 id="ghci-faq">
2834     <title>FAQ and Things To Watch Out For</title>
2835     
2836     <variablelist>
2837       <varlistentry>
2838         <term>The interpreter can't load modules with foreign export
2839         declarations!</term>
2840         <listitem>
2841           <para>Unfortunately not.  We haven't implemented it yet.
2842           Please compile any offending modules by hand before loading
2843           them into GHCi.</para>
2844         </listitem>
2845       </varlistentry>
2846
2847       <varlistentry>
2848         <term>
2849           <literal>-O</literal> doesn't work with GHCi!
2850           <indexterm><primary><option>-O</option></primary></indexterm>
2851          </term>
2852         <listitem>
2853           <para>For technical reasons, the bytecode compiler doesn't
2854           interact well with one of the optimisation passes, so we
2855           have disabled optimisation when using the interpreter.  This
2856           isn't a great loss: you'll get a much bigger win by
2857           compiling the bits of your code that need to go fast, rather
2858           than interpreting them with optimisation turned on.</para>
2859         </listitem>
2860       </varlistentry>
2861
2862       <varlistentry>
2863         <term>Unboxed tuples don't work with GHCi</term>
2864         <listitem>
2865           <para>That's right.  You can always compile a module that
2866           uses unboxed tuples and load it into GHCi, however.
2867           (Incidentally the previous point, namely that
2868           <literal>-O</literal> is incompatible with GHCi, is because
2869           the bytecode compiler can't deal with unboxed
2870           tuples).</para>
2871         </listitem>
2872       </varlistentry>
2873
2874       <varlistentry>
2875         <term>Concurrent threads don't carry on running when GHCi is
2876         waiting for input.</term>
2877         <listitem>
2878           <para>This should work, as long as your GHCi was built with
2879           the <option>-threaded</option> switch, which is the default.
2880           Consult whoever supplied your GHCi installation.</para>
2881         </listitem>
2882       </varlistentry>
2883
2884       <varlistentry>
2885         <term>After using <literal>getContents</literal>, I can't use
2886         <literal>stdin</literal> again until I do
2887         <literal>:load</literal> or <literal>:reload</literal>.</term>
2888
2889         <listitem>
2890           <para>This is the defined behaviour of
2891           <literal>getContents</literal>: it puts the stdin Handle in
2892           a state known as <firstterm>semi-closed</firstterm>, wherein
2893           any further I/O operations on it are forbidden.  Because I/O
2894           state is retained between computations, the semi-closed
2895           state persists until the next <literal>:load</literal> or
2896           <literal>:reload</literal> command.</para>
2897
2898           <para>You can make <literal>stdin</literal> reset itself
2899           after every evaluation by giving GHCi the command
2900           <literal>:set +r</literal>.  This works because
2901           <literal>stdin</literal> is just a top-level expression that
2902           can be reverted to its unevaluated state in the same way as
2903           any other top-level expression (CAF).</para>
2904         </listitem>
2905       </varlistentry>
2906
2907       <varlistentry>
2908         <term>I can't use Control-C to interrupt computations in
2909           GHCi on Windows.</term>
2910         <listitem>
2911           <para>See <xref linkend="ghci-windows"/>.</para>
2912         </listitem>
2913       </varlistentry>
2914
2915       <varlistentry>
2916         <term>The default buffering mode is different in GHCi to GHC.</term>
2917         <listitem>
2918           <para>
2919             In GHC, the stdout handle is line-buffered by default.
2920             However, in GHCi we turn off the buffering on stdout,
2921             because this is normally what you want in an interpreter:
2922             output appears as it is generated.
2923           </para>
2924           <para> 
2925             If you want line-buffered behaviour, as in GHC, you can 
2926             start your program thus:
2927             <programlisting>
2928                main = do { hSetBuffering stdout LineBuffering; ... }
2929             </programlisting>
2930           </para>
2931         </listitem>
2932       </varlistentry>
2933     </variablelist>
2934   </sect1>
2935
2936 </chapter>
2937
2938 <!-- Emacs stuff:
2939      ;;; Local Variables: ***
2940      ;;; mode: xml ***
2941      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
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2943  -->