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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    ___         ___ _
32   / _ \ /\  /\/ __(_)
33  / /_\// /_/ / /  | |      GHC Interactive, version 6.6, for Haskell 98.
34 / /_\\/ __  / /___| |      http://www.haskell.org/ghc/
35 \____/\/ /_/\____/|_|      Type :? for help.
36
37 Loading package base ... linking ... done.
38 Prelude> 
39 </screen>
40
41     <para>There may be a short pause while GHCi loads the prelude and
42     standard libraries, after which the prompt is shown.  If we follow
43     the instructions and type <literal>:?</literal> for help, we
44     get:</para>
45
46 <screen>
47  Commands available from the prompt:
48
49    &lt;stmt&gt;                      evaluate/run &lt;stmt&gt;
50    :add &lt;filename&gt; ...         add module(s) to the current target set
51    :browse [*]&lt;module&gt;         display the names defined by &lt;module&gt;
52    :cd &lt;dir&gt;                   change directory to &lt;dir&gt;
53    :def &lt;cmd&gt; &lt;expr&gt;           define a command :&lt;cmd&gt;
54    :edit &lt;file&gt;                edit file
55    :edit                       edit last module
56    :help, :?                   display this list of commands
57    :info [&lt;name&gt; ...]          display information about the given names
58    :load &lt;filename&gt; ...        load module(s) and their dependents
59    :module [+/-] [*]&lt;mod&gt; ...  set the context for expression evaluation
60    :main [&lt;arguments&gt; ...]     run the main function with the given arguments
61    :reload                     reload the current module set
62
63    :set &lt;option&gt; ...           set options
64    :set args &lt;arg&gt; ...         set the arguments returned by System.getArgs
65    :set prog &lt;progname&gt;        set the value returned by System.getProgName
66    :set prompt &lt;prompt&gt;        set the prompt used in GHCi
67    :set editor &lt;cmd&gt;        set the command used for :edit
68
69    :show modules               show the currently loaded modules
70    :show bindings              show the current bindings made at the prompt
71
72    :ctags [&lt;file&gt;]             create tags file for Vi (default: "tags")
73    :etags [&lt;file&gt;]             create tags file for Emacs (default: "TAGS")
74    :type &lt;expr&gt;                show the type of &lt;expr&gt;
75    :kind &lt;type&gt;                show the kind of &lt;type&gt;
76    :undef &lt;cmd&gt;                undefine user-defined command :&lt;cmd&gt;
77    :unset &lt;option&gt; ...         unset options
78    :quit                       exit GHCi
79    :!&lt;command&gt;                 run the shell command &lt;command&gt;
80
81  Options for ':set' and ':unset':
82
83     +r            revert top-level expressions after each evaluation
84     +s            print timing/memory stats after each evaluation
85     +t            print type after evaluation
86     -&lt;flags&gt;      most GHC command line flags can also be set here
87                          (eg. -v2, -fglasgow-exts, etc.)
88 </screen>
89
90     <para>We'll explain most of these commands as we go along.  For
91     Hugs users: many things work the same as in Hugs, so you should be
92     able to get going straight away.</para>
93
94     <para>Haskell expressions can be typed at the prompt:</para>
95     <indexterm><primary>prompt</primary><secondary>GHCi</secondary>
96   </indexterm>
97
98 <screen>
99 Prelude> 1+2
100 3
101 Prelude> let x = 42 in x / 9
102 4.666666666666667
103 Prelude> 
104 </screen>
105
106     <para>GHCi interprets the whole line as an expression to evaluate.
107     The expression may not span several lines - as soon as you press
108     enter, GHCi will attempt to evaluate it.</para>
109   </sect1>
110
111   <sect1 id="loading-source-files">
112     <title>Loading source files</title>
113
114     <para>Suppose we have the following Haskell source code, which we
115     place in a file <filename>Main.hs</filename>:</para>
116
117 <programlisting>
118 main = print (fac 20)
119
120 fac 0 = 1
121 fac n = n * fac (n-1)
122 </programlisting>
123
124     <para>You can save <filename>Main.hs</filename> anywhere you like,
125     but if you save it somewhere other than the current
126     directory<footnote><para>If you started up GHCi from the command
127     line then GHCi's current directory is the same as the current
128     directory of the shell from which it was started.  If you started
129     GHCi from the &ldquo;Start&rdquo; menu in Windows, then the
130     current directory is probably something like
131     <filename>C:\Documents and Settings\<replaceable>user
132     name</replaceable></filename>.</para> </footnote> then we will
133     need to change to the right directory in GHCi:</para>
134
135 <screen>
136 Prelude> :cd <replaceable>dir</replaceable>
137 </screen>
138
139     <para>where <replaceable>dir</replaceable> is the directory (or
140     folder) in which you saved <filename>Main.hs</filename>.</para>
141
142     <para>To load a Haskell source file into GHCi, use the
143     <literal>:load</literal> command:</para>
144     <indexterm><primary><literal>:load</literal></primary></indexterm>
145
146 <screen>
147 Prelude> :load Main
148 Compiling Main             ( Main.hs, interpreted )
149 Ok, modules loaded: Main.
150 *Main>
151 </screen>
152
153     <para>GHCi has loaded the <literal>Main</literal> module, and the
154     prompt has changed to &ldquo;<literal>*Main></literal>&rdquo; to
155     indicate that the current context for expressions typed at the
156     prompt is the <literal>Main</literal> module we just loaded (we'll
157     explain what the <literal>*</literal> means later in <xref
158     linkend="ghci-scope"/>).  So we can now type expressions involving
159     the functions from <filename>Main.hs</filename>:</para>
160
161 <screen>
162 *Main> fac 17
163 355687428096000
164 </screen>
165
166     <para>Loading a multi-module program is just as straightforward;
167     just give the name of the &ldquo;topmost&rdquo; module to the
168     <literal>:load</literal> command (hint: <literal>:load</literal>
169     can be abbreviated to <literal>:l</literal>).  The topmost module
170     will normally be <literal>Main</literal>, but it doesn't have to
171     be.  GHCi will discover which modules are required, directly or
172     indirectly, by the topmost module, and load them all in dependency
173     order.</para>
174
175     <sect2 id="ghci-modules-filenames">
176       <title>Modules vs. filenames</title>
177       <indexterm><primary>modules</primary><secondary>and filenames</secondary></indexterm>
178       <indexterm><primary>filenames</primary><secondary>of modules</secondary></indexterm>
179       
180       <para>Question: How does GHC find the filename which contains
181       module <replaceable>M</replaceable>?  Answer: it looks for the
182       file <literal><replaceable>M</replaceable>.hs</literal>, or
183       <literal><replaceable>M</replaceable>.lhs</literal>.  This means
184       that for most modules, the module name must match the filename.
185       If it doesn't, GHCi won't be able to find it.</para>
186
187       <para>There is one exception to this general rule: when you load
188       a program with <literal>:load</literal>, or specify it when you
189       invoke <literal>ghci</literal>, you can give a filename rather
190       than a module name.  This filename is loaded if it exists, and
191       it may contain any module you like.  This is particularly
192       convenient if you have several <literal>Main</literal> modules
193       in the same directory and you can't call them all
194       <filename>Main.hs</filename>.</para>
195
196       <para>The search path for finding source files is specified with
197       the <option>-i</option> option on the GHCi command line, like
198       so:</para>
199 <screen>ghci -i<replaceable>dir<subscript>1</subscript></replaceable>:...:<replaceable>dir<subscript>n</subscript></replaceable></screen>
200
201       <para>or it can be set using the <literal>:set</literal> command
202       from within GHCi (see <xref
203       linkend="ghci-cmd-line-options"/>)<footnote><para>Note that in
204       GHCi, and <option>&ndash;&ndash;make</option> mode, the <option>-i</option>
205       option is used to specify the search path for
206       <emphasis>source</emphasis> files, whereas in standard
207       batch-compilation mode the <option>-i</option> option is used to
208       specify the search path for interface files, see <xref
209       linkend="search-path"/>.</para> </footnote></para>
210
211       <para>One consequence of the way that GHCi follows dependencies
212       to find modules to load is that every module must have a source
213       file.  The only exception to the rule is modules that come from
214       a package, including the <literal>Prelude</literal> and standard
215       libraries such as <literal>IO</literal> and
216       <literal>Complex</literal>.  If you attempt to load a module for
217       which GHCi can't find a source file, even if there are object
218       and interface files for the module, you'll get an error
219       message.</para>
220     </sect2>
221
222     <sect2>
223       <title>Making changes and recompilation</title>
224       <indexterm><primary><literal>:reload</literal></primary></indexterm>
225
226       <para>If you make some changes to the source code and want GHCi
227       to recompile the program, give the <literal>:reload</literal>
228       command.  The program will be recompiled as necessary, with GHCi
229       doing its best to avoid actually recompiling modules if their
230       external dependencies haven't changed.  This is the same
231       mechanism we use to avoid re-compiling modules in the batch
232       compilation setting (see <xref linkend="recomp"/>).</para>
233     </sect2>
234   </sect1>
235
236   <sect1 id="ghci-compiled">
237     <title>Loading compiled code</title>
238     <indexterm><primary>compiled code</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
239
240     <para>When you load a Haskell source module into GHCi, it is
241     normally converted to byte-code and run using the interpreter.
242     However, interpreted code can also run alongside compiled code in
243     GHCi; indeed, normally when GHCi starts, it loads up a compiled
244     copy of the <literal>base</literal> package, which contains the
245     <literal>Prelude</literal>.</para>
246
247     <para>Why should we want to run compiled code?  Well, compiled
248     code is roughly 10x faster than interpreted code, but takes about
249     2x longer to produce (perhaps longer if optimisation is on).  So
250     it pays to compile the parts of a program that aren't changing
251     very often, and use the interpreter for the code being actively
252     developed.</para>
253
254     <para>When loading up source files with <literal>:load</literal>,
255     GHCi looks for any corresponding compiled object files, and will
256     use one in preference to interpreting the source if possible.  For
257     example, suppose we have a 4-module program consisting of modules
258     A, B, C, and D.  Modules B and C both import D only,
259     and A imports both B &amp; C:</para>
260 <screen>
261       A
262      / \
263     B   C
264      \ /
265       D
266 </screen>
267     <para>We can compile D, then load the whole program, like this:</para>
268 <screen>
269 Prelude> :! ghc -c D.hs
270 Prelude> :load A
271 Skipping  D                ( D.hs, D.o )
272 Compiling C                ( C.hs, interpreted )
273 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
274 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
275 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
276 *Main>
277 </screen>
278
279     <para>In the messages from the compiler, we see that it skipped D,
280     and used the object file <filename>D.o</filename>.  The message
281     <literal>Skipping</literal> <replaceable>module</replaceable>
282     indicates that compilation for <replaceable>module</replaceable>
283     isn't necessary, because the source and everything it depends on
284     is unchanged since the last compilation.</para>
285
286     <para>At any time you can use the command 
287     <literal>:show modules</literal>
288     to get a list of the modules currently loaded
289     into GHCi:</para>
290
291 <screen>
292 *Main> :show modules
293 D                ( D.hs, D.o )
294 C                ( C.hs, interpreted )
295 B                ( B.hs, interpreted )
296 A                ( A.hs, interpreted )
297 *Main></screen>
298
299     <para>If we now modify the source of D (or pretend to: using Unix
300     command <literal>touch</literal> on the source file is handy for
301     this), the compiler will no longer be able to use the object file,
302     because it might be out of date:</para>
303
304 <screen>
305 *Main> :! touch D.hs
306 *Main> :reload
307 Compiling D                ( D.hs, interpreted )
308 Skipping  C                ( C.hs, interpreted )
309 Skipping  B                ( B.hs, interpreted )
310 Skipping  A                ( A.hs, interpreted )
311 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
312 *Main> 
313 </screen>
314
315     <para>Note that module D was compiled, but in this instance
316     because its source hadn't really changed, its interface remained
317     the same, and the recompilation checker determined that A, B and C
318     didn't need to be recompiled.</para>
319
320     <para>So let's try compiling one of the other modules:</para>
321
322 <screen>
323 *Main> :! ghc -c C.hs
324 *Main> :load A
325 Compiling D                ( D.hs, interpreted )
326 Compiling C                ( C.hs, interpreted )
327 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
328 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
329 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
330 </screen>
331
332     <para>We didn't get the compiled version of C!  What happened?
333     Well, in GHCi a compiled module may only depend on other compiled
334     modules, and in this case C depends on D, which doesn't have an
335     object file, so GHCi also rejected C's object file.  Ok, so let's
336     also compile D:</para>
337
338 <screen>
339 *Main> :! ghc -c D.hs
340 *Main> :reload
341 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
342 </screen>
343
344     <para>Nothing happened!  Here's another lesson: newly compiled
345     modules aren't picked up by <literal>:reload</literal>, only
346     <literal>:load</literal>:</para>
347
348 <screen>
349 *Main> :load A
350 Skipping  D                ( D.hs, D.o )
351 Skipping  C                ( C.hs, C.o )
352 Compiling B                ( B.hs, interpreted )
353 Compiling A                ( A.hs, interpreted )
354 Ok, modules loaded: A, B, C, D.
355 </screen>
356
357     <para>HINT: since GHCi will only use a compiled object file if it
358     can be sure that the compiled version is up-to-date, a good technique
359     when working on a large program is to occasionally run
360     <literal>ghc &ndash;&ndash;make</literal> to compile the whole project (say
361     before you go for lunch :-), then continue working in the
362     interpreter.  As you modify code, the new modules will be
363     interpreted, but the rest of the project will remain
364     compiled.</para>
365
366   </sect1>
367
368   <sect1 id="interactive-evaluation">
369     <title>Interactive evaluation at the prompt</title>
370
371     <para>When you type an expression at the prompt, GHCi immediately
372     evaluates and prints the result:
373 <screen>
374 Prelude> reverse "hello"
375 "olleh"
376 Prelude> 5+5
377 10
378 </screen>
379 </para>
380
381 <sect2><title>I/O actions at the prompt</title>
382
383 <para>GHCi does more than simple expression evaluation at the prompt.
384 If you type something of type <literal>IO a</literal> for some
385     <literal>a</literal>, then GHCi <emphasis>executes</emphasis> it
386     as an IO-computation.
387 <screen>
388 Prelude> "hello"
389 "hello"
390 Prelude> putStrLn "hello"
391 hello
392 </screen>
393 Furthermore, GHCi will print the result of the I/O action if (and only
394 if):
395 <itemizedlist>
396   <listitem><para>The result type is an instance of <literal>Show</literal>.</para></listitem>
397   <listitem><para>The result type is not
398   <literal>()</literal>.</para></listitem>
399 </itemizedlist>
400 For example, remembering that <literal>putStrLn :: String -> IO ()</literal>:
401 <screen>
402 Prelude> putStrLn "hello"
403 hello
404 Prelude> do { putStrLn "hello"; return "yes" }
405 hello
406 "yes"
407 </screen>
408 </para></sect2>
409
410     <sect2 id="ghci-stmts">
411       <title>Using <literal>do-</literal>notation at the prompt</title>
412       <indexterm><primary>do-notation</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
413       <indexterm><primary>statements</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
414       
415       <para>GHCi actually accepts <firstterm>statements</firstterm>
416       rather than just expressions at the prompt.  This means you can
417       bind values and functions to names, and use them in future
418       expressions or statements.</para>
419
420       <para>The syntax of a statement accepted at the GHCi prompt is
421       exactly the same as the syntax of a statement in a Haskell
422       <literal>do</literal> expression.  However, there's no monad
423       overloading here: statements typed at the prompt must be in the
424       <literal>IO</literal> monad.
425 <screen>
426 Prelude> x &lt;- return 42
427 42
428 Prelude> print x
429 42
430 Prelude>
431 </screen>
432       The statement <literal>x &lt;- return 42</literal> means
433       &ldquo;execute <literal>return 42</literal> in the
434       <literal>IO</literal> monad, and bind the result to
435       <literal>x</literal>&rdquo;.  We can then use
436       <literal>x</literal> in future statements, for example to print
437       it as we did above.</para>
438
439       <para>GHCi will print the result of a statement if and only if: 
440         <itemizedlist>
441           <listitem>
442             <para>The statement is not a binding, or it is a monadic binding 
443               (<literal>p &lt;- e</literal>) that binds exactly one
444               variable.</para>
445           </listitem>
446           <listitem>
447             <para>The variable's type is not polymorphic, is not
448               <literal>()</literal>, and is an instance of
449               <literal>Show</literal></para>
450           </listitem>
451         </itemizedlist>
452       The automatic printing of binding results can be supressed with
453       <option>:set -fno-print-bind-result</option> (this does not
454       supress printing the result of non-binding statements).
455       <indexterm><primary><option>-fno-print-bind-result</option></primary></indexterm><indexterm><primary><option>-fprint-bind-result</option></primary></indexterm>.
456       You might want to do this to prevent the result of binding
457       statements from being fully evaluated by the act of printing
458       them, for example.</para>
459
460       <para>Of course, you can also bind normal non-IO expressions
461       using the <literal>let</literal>-statement:</para>
462 <screen>
463 Prelude> let x = 42
464 Prelude> x
465 42
466 Prelude>
467 </screen>
468       <para>Another important difference between the two types of binding
469       is that the monadic bind (<literal>p &lt;- e</literal>) is
470       <emphasis>strict</emphasis> (it evaluates <literal>e</literal>),
471       whereas with the <literal>let</literal> form, the expression
472       isn't evaluated immediately:</para>
473 <screen>
474 Prelude> let x = error "help!"
475 Prelude> print x
476 *** Exception: help!
477 Prelude>
478 </screen>
479
480       <para>Note that <literal>let</literal> bindings do not automatically
481         print the value bound, unlike monadic bindings.</para>
482
483       <para>Any exceptions raised during the evaluation or execution
484       of the statement are caught and printed by the GHCi command line
485       interface (for more information on exceptions, see the module
486       <literal>Control.Exception</literal> in the libraries
487       documentation).</para>
488
489       <para>Every new binding shadows any existing bindings of the
490       same name, including entities that are in scope in the current
491       module context.</para>
492
493       <para>WARNING: temporary bindings introduced at the prompt only
494       last until the next <literal>:load</literal> or
495       <literal>:reload</literal> command, at which time they will be
496       simply lost.  However, they do survive a change of context with
497       <literal>:module</literal>: the temporary bindings just move to
498       the new location.</para>
499
500       <para>HINT: To get a list of the bindings currently in scope, use the
501       <literal>:show bindings</literal> command:</para>
502
503 <screen>
504 Prelude> :show bindings
505 x :: Int
506 Prelude></screen>
507
508       <para>HINT: if you turn on the <literal>+t</literal> option,
509       GHCi will show the type of each variable bound by a statement.
510       For example:</para>
511       <indexterm><primary><literal>+t</literal></primary></indexterm>
512 <screen>
513 Prelude> :set +t
514 Prelude> let (x:xs) = [1..]
515 x :: Integer
516 xs :: [Integer]
517 </screen>
518
519     </sect2>
520
521     <sect2 id="ghci-scope">
522       <title>What's really in scope at the prompt?</title> 
523
524       <para>When you type an expression at the prompt, what
525       identifiers and types are in scope?  GHCi provides a flexible
526       way to control exactly how the context for an expression is
527       constructed.  Let's start with the simple cases; when you start
528       GHCi the prompt looks like this:</para>
529
530 <screen>Prelude></screen>
531
532       <para>Which indicates that everything from the module
533       <literal>Prelude</literal> is currently in scope.  If we now
534       load a file into GHCi, the prompt will change:</para>
535
536 <screen>
537 Prelude> :load Main.hs
538 Compiling Main             ( Main.hs, interpreted )
539 *Main>
540 </screen>
541
542       <para>The new prompt is <literal>*Main</literal>, which
543       indicates that we are typing expressions in the context of the
544       top-level of the <literal>Main</literal> module.  Everything
545       that is in scope at the top-level in the module
546       <literal>Main</literal> we just loaded is also in scope at the
547       prompt (probably including <literal>Prelude</literal>, as long
548       as <literal>Main</literal> doesn't explicitly hide it).</para>
549
550       <para>The syntax
551       <literal>*<replaceable>module</replaceable></literal> indicates
552       that it is the full top-level scope of
553       <replaceable>module</replaceable> that is contributing to the
554       scope for expressions typed at the prompt.  Without the
555       <literal>*</literal>, just the exports of the module are
556       visible.</para>
557
558       <para>We're not limited to a single module: GHCi can combine
559       scopes from multiple modules, in any mixture of
560       <literal>*</literal> and non-<literal>*</literal> forms.  GHCi
561       combines the scopes from all of these modules to form the scope
562       that is in effect at the prompt.  For technical reasons, GHCi
563       can only support the <literal>*</literal>-form for modules which
564       are interpreted, so compiled modules and package modules can
565       only contribute their exports to the current scope.</para>
566
567       <para>The scope is manipulated using the
568       <literal>:module</literal> command.  For example, if the current
569       scope is <literal>Prelude</literal>, then we can bring into
570       scope the exports from the module <literal>IO</literal> like
571       so:</para>
572
573 <screen>
574 Prelude> :module +IO
575 Prelude IO> hPutStrLn stdout "hello\n"
576 hello
577 Prelude IO>
578 </screen>
579
580       <para>(Note: you can use <literal>import M</literal> as an
581       alternative to <literal>:module +M</literal>, and
582       <literal>:module</literal> can also be shortened to 
583       <literal>:m</literal>). The full syntax of the
584       <literal>:module</literal> command is:</para>
585
586 <screen>
587 :module <optional>+|-</optional> <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>1</subscript></replaceable> ... <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>n</subscript></replaceable>
588 </screen>
589
590       <para>Using the <literal>+</literal> form of the
591       <literal>module</literal> commands adds modules to the current
592       scope, and <literal>-</literal> removes them.  Without either
593       <literal>+</literal> or <literal>-</literal>, the current scope
594       is replaced by the set of modules specified.  Note that if you
595       use this form and leave out <literal>Prelude</literal>, GHCi
596       will assume that you really wanted the
597       <literal>Prelude</literal> and add it in for you (if you don't
598       want the <literal>Prelude</literal>, then ask to remove it with
599       <literal>:m -Prelude</literal>).</para>
600
601       <para>The scope is automatically set after a
602       <literal>:load</literal> command, to the most recently loaded
603       "target" module, in a <literal>*</literal>-form if possible.
604       For example, if you say <literal>:load foo.hs bar.hs</literal>
605       and <filename>bar.hs</filename> contains module
606       <literal>Bar</literal>, then the scope will be set to
607       <literal>*Bar</literal> if <literal>Bar</literal> is
608       interpreted, or if <literal>Bar</literal> is compiled it will be
609       set to <literal>Prelude Bar</literal> (GHCi automatically adds
610       <literal>Prelude</literal> if it isn't present and there aren't
611       any <literal>*</literal>-form modules).</para>
612
613       <para>With multiple modules in scope, especially multiple
614       <literal>*</literal>-form modules, it is likely that name
615       clashes will occur.  Haskell specifies that name clashes are
616       only reported when an ambiguous identifier is used, and GHCi
617       behaves in the same way for expressions typed at the
618       prompt.</para>
619
620       <para>
621         Hint: GHCi will tab-complete names that are in scope; for
622         example, if you run GHCi and type <literal>J&lt;tab&gt;</literal>
623         then GHCi will expand it to <literal>Just </literal>.
624       </para>
625
626       <sect3>
627         <title>Qualified names</title>
628
629         <para>To make life slightly easier, the GHCi prompt also
630         behaves as if there is an implicit <literal>import
631         qualified</literal> declaration for every module in every
632         package, and every module currently loaded into GHCi.</para>
633       </sect3>
634
635       <sect3>
636         <title>The <literal>:main</literal> command</title>
637
638         <para>
639           When a program is compiled and executed, it can use the
640           <literal>getArgs</literal> function to access the
641           command-line arguments.
642           However, we cannot simply pass the arguments to the
643           <literal>main</literal> function while we are testing in ghci,
644           as the <literal>main</literal> function doesn't take its
645           directly.
646         </para>
647
648         <para>
649           Instead, we can use the <literal>:main</literal> command.
650           This runs whatever <literal>main</literal> is in scope, with
651           any arguments being treated the same as command-line arguments,
652           e.g.:
653         </para>
654
655 <screen>
656 Prelude> let main = System.Environment.getArgs >>= print
657 Prelude> :main foo bar
658 ["foo","bar"]
659 </screen>
660
661       </sect3>
662     </sect2>
663   
664
665     <sect2>
666       <title>The <literal>it</literal> variable</title>
667       <indexterm><primary><literal>it</literal></primary>
668       </indexterm>
669       
670       <para>Whenever an expression (or a non-binding statement, to be
671       precise) is typed at the prompt, GHCi implicitly binds its value
672       to the variable <literal>it</literal>.  For example:</para>
673 <screen>
674 Prelude> 1+2
675 3
676 Prelude> it * 2
677 6
678 </screen>
679     <para>What actually happens is that GHCi typechecks the
680     expression, and if it doesn't have an <literal>IO</literal> type,
681     then it transforms it as follows: an expression
682     <replaceable>e</replaceable> turns into 
683 <screen>
684 let it = <replaceable>e</replaceable>;
685 print it
686 </screen>
687     which is then run as an IO-action.</para>
688
689     <para>Hence, the original expression must have a type which is an
690     instance of the <literal>Show</literal> class, or GHCi will
691     complain:</para>
692
693 <screen>
694 Prelude&gt; id
695
696 &lt;interactive&gt;:1:0:
697     No instance for (Show (a -&gt; a))
698       arising from use of `print' at &lt;interactive&gt;:1:0-1
699     Possible fix: add an instance declaration for (Show (a -> a))
700     In the expression: print it
701     In a 'do' expression: print it
702 </screen>
703
704     <para>The error message contains some clues as to the
705     transformation happening internally.</para>
706
707       <para>If the expression was instead of type <literal>IO a</literal> for
708       some <literal>a</literal>, then <literal>it</literal> will be
709       bound to the result of the <literal>IO</literal> computation,
710       which is of type <literal>a</literal>.  eg.:</para>
711 <screen>
712 Prelude> Time.getClockTime
713 Wed Mar 14 12:23:13 GMT 2001
714 Prelude> print it
715 Wed Mar 14 12:23:13 GMT 2001
716 </screen>
717
718       <para>The corresponding translation for an IO-typed
719       <replaceable>e</replaceable> is
720 <screen>
721 it &lt;- <replaceable>e</replaceable>
722 </screen>
723       </para>
724
725       <para>Note that <literal>it</literal> is shadowed by the new
726       value each time you evaluate a new expression, and the old value
727       of <literal>it</literal> is lost.</para>
728
729     </sect2>
730
731     <sect2 id="extended-default-rules">
732       <title>Type defaulting in GHCi</title>
733     <indexterm><primary>Type default</primary></indexterm>
734     <indexterm><primary><literal>Show</literal> class</primary></indexterm>
735       <para>
736       Consider this GHCi session:
737 <programlisting>
738   ghci> reverse []
739 </programlisting>
740       What should GHCi do?  Strictly speaking, the program is ambiguous.  <literal>show (reverse [])</literal>
741       (which is what GHCi computes here) has type <literal>Show a => a</literal> and how that displays depends 
742       on the type <literal>a</literal>.  For example:
743 <programlisting>
744   ghci> (reverse []) :: String
745   ""
746   ghci> (reverse []) :: [Int]
747   []
748 </programlisting>
749     However, it is tiresome for the user to have to specify the type, so GHCi extends Haskell's type-defaulting
750     rules (Section 4.3.4 of the Haskell 98 Report (Revised)) as follows.  The
751     standard rules take each group of constraints <literal>(C1 a, C2 a, ..., Cn
752     a)</literal> for each type variable <literal>a</literal>, and defaults the
753     type variable if 
754     <orderedlist>
755         <listitem>
756             <para>
757                 The type variable <literal>a</literal> appears in no
758                 other constraints
759             </para>
760         </listitem>
761         <listitem>
762             <para>
763                 All the classes <literal>Ci</literal> are standard.
764             </para>
765         </listitem>
766         <listitem>
767             <para>
768                 At least one of the classes <literal>Ci</literal> is
769                 numeric.
770             </para>
771         </listitem>
772     </orderedlist>
773     At the GHCi prompt, or with GHC if the
774     <literal>-fextended-default-rules</literal> flag is given,
775     the following additional differences apply:
776     <itemizedlist>
777         <listitem>
778             <para>
779                 Rule 2 above is relaxed thus:
780                 <emphasis>All</emphasis> of the classes
781                 <literal>Ci</literal> are single-parameter type classes.
782             </para>
783         </listitem>
784         <listitem>
785             <para>
786                 Rule 3 above is relaxed this:
787                 At least one of the classes <literal>Ci</literal> is
788                 numeric, <emphasis>or is <literal>Show</literal>,
789                 <literal>Eq</literal>, or
790                 <literal>Ord</literal></emphasis>.
791             </para>
792         </listitem>
793         <listitem>
794             <para>
795                 The unit type <literal>()</literal> is added to the
796                 start of the standard list of types which are tried when
797                 doing type defaulting.
798             </para>
799         </listitem>
800     </itemizedlist>
801     The last point means that, for example, this program:
802 <programlisting>
803 main :: IO ()
804 main = print def
805
806 instance Num ()
807
808 def :: (Num a, Enum a) => a
809 def = toEnum 0
810 </programlisting>
811     prints <literal>()</literal> rather than <literal>0</literal> as the
812     type is defaulted to <literal>()</literal> rather than
813     <literal>Integer</literal>.
814    </para>
815    <para>
816     The motivation for the change is that it means <literal>IO a</literal>
817     actions default to <literal>IO ()</literal>, which in turn means that
818     ghci won't try to print a result when running them. This is
819     particularly important for <literal>printf</literal>, which has an
820     instance that returns <literal>IO a</literal>.
821     However, it is only able to return
822     <literal>undefined</literal>
823     (the reason for the instance having this type is to not require
824     extensions to the class system), so if the type defaults to
825     <literal>Integer</literal> then ghci gives an error when running a
826     printf.
827    </para>
828     </sect2>
829   </sect1>
830
831   <sect1 id="ghci-debugger">
832     <title>The GHCi Debugger</title>
833     <indexterm><primary>debugger</primary><secondary>in GHCi</secondary>
834     </indexterm>
835
836     <para>GHCi contains a simple imperative-style debugger in which you can
837       stop a running computation in order to examine the values of
838       variables.  The debugger is integrated into GHCi, and is turned on by
839       default: no flags are required to enable the debugging facilities.  There
840       is one major restriction: breakpoints and single-stepping are only
841       available in <emphasis>interpreted</emphasis> modules; compiled code is
842       invisible to the debugger.</para>
843
844     <para>The debugger provides the following:
845     <itemizedlist>
846         <listitem>
847           <para>The abilty to set a <firstterm>breakpoint</firstterm> on a
848             function definition or expression in the program.  When the function
849             is called, or the expression evaluated, GHCi suspends 
850             execution and returns to the prompt, where you can inspect the
851             values of local variables before continuing with the
852             execution.</para>
853         </listitem>
854         <listitem>
855           <para>Execution can be <firstterm>single-stepped</firstterm>: the
856             evaluator will suspend execution approximately after every
857             reduction, allowing local variables to be inspected.  This is
858             equivalent to setting a breakpoint at every point in the
859             program.</para>
860         </listitem>
861         <listitem>
862           <para>Execution can take place in <firstterm>tracing
863               mode</firstterm>, in which the evaluator remembers each
864             evaluation step as it happens, but doesn't suspend execution until
865             an actual breakpoint is reached.  When this happens, the history of
866             evaluation steps can be inspected.</para>
867         </listitem>
868         <listitem>
869           <para>Exceptions (e.g. pattern matching failure and
870             <literal>error</literal>) can be treated as breakpoints, to help
871             locate the source of an exception in the program.</para>
872         </listitem>
873       </itemizedlist>
874     </para>
875       
876     <para>There is currently no support for obtaining a &ldquo;stack
877       trace&rdquo;, but the tracing and history features provide a useful
878       second-best, which will often be enough to establish the context of an
879       error.</para>
880       
881     <sect2 id="breakpoints">
882       <title>Breakpoints and inspecting variables</title>
883       
884       <para>Let's use quicksort as a running example.  Here's the code:</para>
885
886 <programlisting>
887 qsort [] = [] 
888 qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
889   where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
890
891 main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
892 </programlisting>
893
894       <para>First, load the module into GHCi:</para>
895
896 <screen>
897 Prelude> :l qsort.hs
898 [1 of 1] Compiling Main             ( qsort.hs, interpreted )
899 Ok, modules loaded: Main.
900 *Main>
901       </screen>       
902
903       <para>Now, let's set a breakpoint on the right-hand-side of the second
904         equation of qsort:</para>
905
906 <programlisting>
907 *Main> :break 2
908 Breakpoint 0 activated at qsort.hs:2:15-46
909 *Main>
910 </programlisting>
911       
912       <para>The command <literal>:break 2</literal> sets a breakpoint on line
913         2 of the most recently-loaded module, in this case
914         <literal>qsort.hs</literal>.   Specifically, it picks the
915         leftmost complete subexpression on that line on which to set the
916         breakpoint, which in this case is the expression 
917         <literal>(qsort left ++ [a] ++ qsort right)</literal>.</para>
918
919       <para>Now, we run the program:</para>
920
921 <programlisting>
922 *Main> main
923 Stopped at qsort.hs:2:15-46
924 _result :: [a]
925 a :: a
926 left :: [a]
927 right :: [a]
928 [qsort.hs:2:15-46] *Main>
929 </programlisting>
930
931       <para>Execution has stopped at the breakpoint.  The prompt has changed to
932         indicate that we are currently stopped at a breakpoint, and the location:
933         <literal>[qsort.hs:2:15-46]</literal>.  To further clarify the
934         location, we can use the <literal>:list</literal> command:</para>
935
936 <programlisting>
937 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :list 
938 1  qsort [] = [] 
939 2  qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
940 3    where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
941 </programlisting>
942
943       <para>The <literal>:list</literal> command lists the source code around
944         the current breakpoint.  If your output device supports it, then GHCi
945         will highlight the active subexpression in bold.</para>
946
947       <para>GHCi has provided bindings for the free variables<footnote><para>We
948             originally provided bindings for all variables in scope, rather
949             than just
950             the free variables of the expression, but found that this affected
951             performance considerably, hence the current restriction to just the
952             free variables.</para>
953         </footnote> of the expression
954         on which the
955         breakpoint was placed (<literal>a</literal>, <literal>left</literal>,
956         <literal>right</literal>), and additionally a binding for the result of
957         the expression (<literal>_result</literal>).  These variables are just
958         like other variables that you might define in GHCi; you
959         can use them in expressions that you type at the prompt, you can ask
960         for their types with <literal>:type</literal>, and so on.  There is one
961         important difference though: these variables may only have partial
962         types.  For example, if we try to display the value of
963         <literal>left</literal>:</para>
964
965 <screen>
966 [qsort.hs:2:15-46] *Main> left
967
968 &lt;interactive&gt;:1:0:
969     Ambiguous type variable `a' in the constraint:
970       `Show a' arising from a use of `print' at &lt;interactive&gt;:1:0-3
971     Cannot resolve unknown runtime types: a
972     Use :print or :force to determine these types
973 </screen>
974
975       <para>This is because <literal>qsort</literal> is a polymorphic function,
976         and because GHCi does not carry type information at runtime, it cannot
977         determine the runtime types of free variables that involve type
978         variables.  Hence, when you ask to display <literal>left</literal> at
979         the prompt, GHCi can't figure out which instance of
980         <literal>Show</literal> to use, so it emits the type error above.</para>
981
982       <para>Fortunately, the debugger includes a generic printing command,
983         <literal>:print</literal>, which can inspect the actual runtime value of a
984         variable and attempt to reconstruct its type.  If we try it on
985         <literal>left</literal>:</para>
986
987 <screen>
988 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print left
989 left = (_t1::[a])
990 </screen>
991
992       <para>This isn't particularly enlightening.  What happened is that
993         <literal>left</literal> is bound to an unevaluated computation (a
994         suspension, or <firstterm>thunk</firstterm>), and
995         <literal>:print</literal> does not force any evaluation.  The idea is
996         that <literal>:print</literal> can be used to inspect values at a
997         breakpoint without any unfortunate side effects.  It won't force any
998         evaluation, which could cause the program to give a different answer
999         than it would normally, and hence it won't cause any exceptions to be
1000         raised, infinite loops, or further breakpoints to be triggered (see
1001         <xref linkend="nested-breakpoints" />).
1002         Rather than forcing thunks, <literal>:print</literal>
1003         binds each thunk to a fresh variable beginning with an
1004         underscore, in this case
1005         <literal>_t1</literal>.</para>
1006
1007       <para>If we aren't concerned about preserving the evaluatedness of a
1008         variable, we can use <literal>:force</literal> instead of
1009         <literal>:print</literal>.  The <literal>:force</literal> command
1010         behaves exactly like <literal>:print</literal>, except that it forces
1011         the evaluation of any thunks it encounters:</para>
1012
1013 <screen>
1014 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :force left
1015 left = [4,0,3,1]
1016 </screen>
1017
1018       <para>Now, since <literal>:force</literal> has inspected the runtime
1019         value of <literal>left</literal>, it has reconstructed its type.  We
1020         can see the results of this type reconstruction:</para>
1021
1022 <screen>
1023 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :show bindings
1024 _result :: [Integer]
1025 a :: Integer
1026 left :: [Integer]
1027 right :: [Integer]
1028 _t1 :: [Integer]
1029 </screen>
1030
1031       <para>Not only do we now know the type of <literal>left</literal>, but
1032         all the other partial types have also been resolved.  So we can ask
1033         for the value of <literal>a</literal>, for example:</para>
1034
1035 <screen>
1036 [qsort.hs:2:15-46] *Main> a
1037 8
1038 </screen>
1039       
1040       <para>You might find it useful to use Haskell's
1041         <literal>seq</literal> function to evaluate individual thunks rather
1042         than evaluating the whole expression with <literal>:force</literal>.
1043         For example:</para>
1044
1045 <screen>
1046 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print right
1047 right = (_t1::[Integer])
1048 [qsort.hs:2:15-46] *Main> seq _t1 ()
1049 ()
1050 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :print right
1051 right = 23 : (_t2::[Integer])
1052 </screen>
1053
1054       <para>We evaluated only the <literal>_t1</literal> thunk, revealing the
1055         head of the list, and the tail is another thunk now bound to
1056         <literal>_t2</literal>.  The <literal>seq</literal> function is a
1057         little inconvenient to use here, so you might want to use
1058         <literal>:def</literal> to make a nicer interface (left as an exercise
1059         for the reader!).</para>
1060
1061       <para>Finally, we can continue the current execution:</para>
1062
1063 <screen>
1064 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :continue
1065 Stopped at qsort.hs:2:15-46
1066 _result :: [a]
1067 a :: a
1068 left :: [a]
1069 right :: [a]
1070 [qsort.hs:2:15-46] *Main> 
1071 </screen>
1072
1073       <para>The execution continued at the point it previously stopped, and has
1074         now stopped at the breakpoint for a second time.</para>
1075
1076       <sect3 id="setting-breakpoings">
1077         <title>Setting breakpoints</title>
1078
1079         <para>Breakpoints can be set in various ways.  Perhaps the easiest way to
1080           set a breakpoint is to name a top-level function:</para>
1081
1082 <screen>
1083    :break <replaceable>identifier</replaceable>
1084 </screen>
1085
1086       <para>Where <replaceable>identifier</replaceable> names any top-level
1087         function in an interpreted module currently loaded into GHCi (qualified
1088         names may be used).  The breakpoint will be set on the body of the
1089         function, when it is fully applied but before any pattern matching has
1090         taken place.</para>
1091
1092       <para>Breakpoints can also be set by line (and optionally column)
1093         number:</para>
1094
1095 <screen>
1096    :break <replaceable>line</replaceable>
1097    :break <replaceable>line</replaceable> <replaceable>column</replaceable>
1098    :break <replaceable>module</replaceable> <replaceable>line</replaceable>
1099    :break <replaceable>module</replaceable> <replaceable>line</replaceable> <replaceable>column</replaceable> 
1100 </screen>
1101
1102       <para>When a breakpoint is set on a particular line, GHCi sets the
1103         breakpoint on the
1104         leftmost subexpression that begins and ends on that line.  If two
1105         complete subexpressions start at the same 
1106         column, the longest one is picked.  If there is no complete
1107         subexpression on the line, then the leftmost expression starting on
1108         the line is picked, and failing that the rightmost expression that
1109         partially or completely covers the line.</para>
1110
1111       <para>When a breakpoint is set on a particular line and column, GHCi
1112         picks the smallest subexpression that encloses that location on which
1113         to set the breakpoint.  Note: GHC considers the TAB character to have a
1114         width of 1, wherever it occurs; in other words it counts
1115           characters, rather than columns.  This matches what some editors do,
1116           and doesn't match others.  The best advice is to avoid tab
1117           characters in your source code altogether (see
1118           <option>-fwarn-tabs</option> in <xref linkend="options-sanity"
1119             />).</para> 
1120
1121       <para>If the module is omitted, then the most recently-loaded module is
1122         used.</para>
1123
1124       <para>Not all subexpressions are potential breakpoint locations.  Single
1125         variables are typically not considered to be breakpoint locations
1126         (unless the variable is the right-hand-side of a function definition,
1127         lambda, or case alternative).  The rule of thumb is that all redexes
1128         are breakpoint locations, together with the bodies of functions,
1129         lambdas, case alternatives and binding statements.  There is normally
1130         no breakpoint on a let expression, but there will always be a
1131         breakpoint on its body, because we are usually interested in inspecting
1132         the values of the variables bound by the let.</para>
1133
1134       </sect3>
1135       <sect3>
1136         <title>Listing and deleting breakpoints</title>
1137
1138         <para>The list of breakpoints currently enabled can be displayed using
1139           <literal>:show&nbsp;breaks</literal></para>:
1140 <screen>
1141 *Main> :show breaks
1142 [0] Main qsort.hs:1:11-12
1143 [1] Main qsort.hs:2:15-46
1144 </screen>
1145
1146         <para>To delete a breakpoint, use the <literal>:delete</literal>
1147           command with the number given in the output from <literal>:show&nbsp;breaks</literal>:</para>
1148
1149 <screen>
1150 *Main> :delete 0
1151 *Main> :show breaks
1152 [1] Main qsort.hs:2:15-46
1153 </screen>        
1154
1155         <para>To delete all breakpoints at once, use <literal>:delete *</literal>.</para>
1156
1157     </sect3>
1158     </sect2>
1159
1160     <sect2 id="single-stepping">
1161       <title>Single-stepping</title>
1162
1163       <para>Single-stepping is a great way to visualise the execution of your
1164         program, and it is also a useful tool for identifying the source of a
1165         bug.  The concept is simple: single-stepping enables all the
1166         breakpoints in the program and executes until the next breakpoint is
1167         reached, at which point you can single-step again, or continue
1168         normally.  For example:</para>
1169
1170 <screen>
1171 *Main> :step main
1172 Stopped at qsort.hs:5:7-47
1173 _result :: IO ()
1174 </screen>
1175
1176       <para>The command <literal>:step
1177           <replaceable>expr</replaceable></literal> begins the evaluation of
1178         <replaceable>expr</replaceable> in single-stepping mode.  If
1179         <replaceable>expr</replaceable> is ommitted, then it single-steps from
1180         the current breakpoint.</para>
1181
1182       <para>The <literal>:list</literal> command is particularly useful when
1183         single-stepping, to see where you currently are:</para>
1184
1185 <screen>
1186 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :list
1187 4  
1188 5  main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
1189 6  
1190 [qsort.hs:5:7-47] *Main>
1191 </screen>
1192
1193       <para>In fact, GHCi provides a way to run a command when a breakpoint is
1194         hit, so we can make it automatically do
1195         <literal>:list</literal>:</para>
1196
1197 <screen>
1198 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :set stop :list
1199 [qsort.hs:5:7-47] *Main> :step
1200 Stopped at qsort.hs:5:14-46
1201 _result :: [Integer]
1202 4  
1203 5  main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
1204 6  
1205 [qsort.hs:5:14-46] *Main>
1206 </screen>
1207     </sect2>
1208
1209     <sect2 id="nested-breakpoints">
1210       <title>Nested breakpoints</title>
1211       <para>When GHCi is stopped at a breakpoint, and an expression entered at
1212         the prompt triggers a
1213         second breakpoint, the new breakpoint becomes the &ldquo;current&rdquo;
1214       one, and the old one is saved on a stack.  An arbitrary number of
1215         breakpoint contexts can be built up in this way.  For example:</para>
1216
1217 <screen>
1218 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :st qsort [1,3]
1219 Stopped at qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1220 _result :: [a]
1221 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main>
1222 </screen>
1223
1224       <para>While stopped at the breakpoint on line 2 that we set earlier, we
1225         started a new evaluation with <literal>:step qsort [1,3]</literal>.
1226         This new evaluation stopped after one step (at the definition of
1227         <literal>qsort</literal>).  The prompt has changed, now prefixed with
1228         <literal>...</literal>, to indicate that there are saved breakpoints
1229         beyond the current one.  To see the stack of contexts, use
1230         <literal>:show context</literal>:</para>
1231
1232 <screen>
1233 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main> :show context
1234 --> main
1235   Stopped at qsort.hs:2:15-46
1236 --> qsort [1,3]
1237   Stopped at qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1238 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main>
1239 </screen>
1240
1241         <para>To abandon the current evaluation, use
1242         <literal>:abandon</literal>:</para>
1243
1244 <screen>
1245 ... [qsort.hs:(1,0)-(3,55)] *Main> :abandon
1246 [qsort.hs:2:15-46] *Main> :abandon
1247 *Main>
1248 </screen>
1249     </sect2>
1250
1251     <sect2 id="ghci-debugger-result">
1252       <title>The <literal>_result</literal> variable</title>
1253       <para>When stopped at a breakpoint or single-step, GHCi binds the
1254         variable <literal>_result</literal> to the value of the currently
1255         active expression.  The value of <literal>_result</literal> is
1256         presumably not available yet, because we stopped its evaluation, but it
1257         can be forced: if the type is known and showable, then just entering
1258         <literal>_result</literal> at the prompt will show it.  However,
1259         there's one caveat to doing this: evaluating <literal>_result</literal>
1260         will be likely to trigger further breakpoints, starting with the
1261         breakpoint we are currently stopped at (if we stopped at a real
1262         breakpoint, rather than due to <literal>:step</literal>).  So it will
1263         probably be necessary to issue a <literal>:continue</literal>
1264         immediately when evaluating <literal>_result</literal>.  Alternatively,
1265         you can use <literal>:force</literal> which ignores breakpoints.</para>
1266     </sect2>
1267
1268     <sect2 id="tracing">
1269       <title>Tracing and history</title>
1270
1271       <para>A question that we often want to ask when debugging a program is
1272         &ldquo;how did I get here?&rdquo;.  Traditional imperative debuggers
1273         usually provide some kind of stack-tracing feature that lets you see
1274         the stack of active function calls (sometimes called the &ldquo;lexical
1275         call stack&rdquo;), describing a path through the code
1276         to the current location.  Unfortunately this is hard to provide in
1277         Haskell, because execution proceeds on a demand-driven basis, rather
1278         than a depth-first basis as in strict languages.  The
1279         &ldquo;stack&ldquo; in GHC's execution engine bears little
1280         resemblance to the lexical call stack.  Ideally GHCi would maintain a
1281         separate lexical call stack in addition to the dynamic call stack, and
1282         in fact this is exactly
1283         what our profiling system does (<xref linkend="profiling" />), and what
1284         some other Haskell debuggers do.  For the time being, however, GHCi
1285         doesn't maintain a lexical call stack (there are some technical
1286         challenges to be overcome).  Instead, we provide a way to backtrack from a
1287         breakpoint to previous evaluation steps: essentially this is like
1288         single-stepping backwards, and should in many cases provide enough
1289         information to answer the &ldquo;how did I get here?&rdquo;
1290         question.</para>
1291
1292       <para>To use tracing, evaluate an expression with the
1293         <literal>:trace</literal> command.  For example, if we set a breakpoint
1294         on the base case of <literal>qsort</literal>:</para>
1295
1296 <screen>
1297 *Main&gt; :list qsort
1298 1  qsort [] = [] 
1299 2  qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
1300 3    where (left,right) = (filter (&lt;=a) as, filter (&gt;a) as)
1301 4  
1302 *Main&gt; :b 1
1303 Breakpoint 1 activated at qsort.hs:1:11-12
1304 *Main&gt; 
1305 </screen>
1306
1307       <para>and then run a small <literal>qsort</literal> with
1308         tracing:</para>
1309
1310 <screen>
1311 *Main> :trace qsort [3,2,1]
1312 Stopped at qsort.hs:1:11-12
1313 _result :: [a]
1314 [qsort.hs:1:11-12] *Main>
1315 </screen>
1316
1317       <para>We can now inspect the history of evaluation steps:</para>
1318
1319 <screen>
1320 [qsort.hs:1:11-12] *Main> :hist
1321 -1  : qsort.hs:3:24-38
1322 -2  : qsort.hs:3:23-55
1323 -3  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1324 -4  : qsort.hs:2:15-24
1325 -5  : qsort.hs:2:15-46
1326 -6  : qsort.hs:3:24-38
1327 -7  : qsort.hs:3:23-55
1328 -8  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1329 -9  : qsort.hs:2:15-24
1330 -10 : qsort.hs:2:15-46
1331 -11 : qsort.hs:3:24-38
1332 -12 : qsort.hs:3:23-55
1333 -13 : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1334 -14 : qsort.hs:2:15-24
1335 -15 : qsort.hs:2:15-46
1336 -16 : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1337 &lt;end of history&gt;
1338 </screen>
1339
1340       <para>To examine one of the steps in the history, use
1341         <literal>:back</literal>:</para>
1342
1343 <screen>
1344 [qsort.hs:1:11-12] *Main> :back
1345 Logged breakpoint at qsort.hs:3:24-38
1346 _result :: [a]
1347 as :: [a]
1348 a :: a
1349 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main> 
1350 </screen>
1351
1352       <para>Note that the local variables at each step in the history have been
1353         preserved, and can be examined as usual.  Also note that the prompt has
1354         changed to indicate that we're currently examining the first step in
1355         the history: <literal>-1</literal>.  The command
1356         <literal>:forward</literal> can be used to traverse forward in the
1357         history.</para>
1358
1359       <para>The <literal>:trace</literal> command can be used with or without
1360         an expression.  When used without an expression, tracing begins from
1361         the current breakpoint, just like <literal>:step</literal>.</para>
1362
1363       <para>The history is only available when
1364         using <literal>:trace</literal>; the reason for this is we found that
1365         logging each breakpoint in the history cuts performance by a factor of
1366         2 or more.  GHCi remembers the last 50 steps in the history (perhaps in
1367         the future we'll make this configurable).</para>
1368     </sect2>
1369
1370     <sect2 id="ghci-debugger-exceptions">
1371       <title>Debugging exceptions</title>
1372       <para>Another common question that comes up when debugging is
1373         &ldquo;where did this exception come from?&rdquo;.  Exceptions such as
1374         those raised by <literal>error</literal> or <literal>head []</literal>
1375         have no context information attached to them.  Finding which
1376         particular call to <literal>head</literal> in your program resulted in
1377         the error can be a painstaking process, usually involving
1378         <literal>Debug.Trace.trace</literal>, or compiling with
1379         profiling and using <literal>+RTS -xc</literal> (see <xref
1380           linkend="prof-time-options" />).</para>
1381
1382       <para>The GHCi debugger offers a way to hopefully shed some light on
1383         these errors quickly and without modifying or recompiling the source
1384         code.  One way would be to set a breakpoint on the location in the
1385         source code that throws the exception, and then use
1386         <literal>:trace</literal> and <literal>:history</literal> to establish
1387         the context.  However, <literal>head</literal> is in a library and
1388         we can't set a breakpoint on it directly.  For this reason, GHCi
1389         provides the flag <literal>-fbreak-on-exception</literal> which causes
1390         the evaluator to stop when an exception is thrown, just as it does when
1391         a breakpoint is hit.  This is only really useful in conjunction with
1392         <literal>:trace</literal>, in order to log the steps leading up to the
1393         exception.  For example:</para>
1394
1395 <screen>
1396 *Main> :set -fbreak-on-exception
1397 *Main> :trace qsort ("abc" ++ undefined)
1398 "Stopped at &lt;exception thrown&gt;
1399 _exception :: e
1400 [&lt;exception thrown&gt;] *Main&gt; :hist
1401 -1  : qsort.hs:3:24-38
1402 -2  : qsort.hs:3:23-55
1403 -3  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1404 -4  : qsort.hs:2:15-24
1405 -5  : qsort.hs:2:15-46
1406 -6  : qsort.hs:(1,0)-(3,55)
1407 &lt;end of history&gt;
1408 [&lt;exception thrown&gt;] *Main&gt; :back
1409 Logged breakpoint at qsort.hs:3:24-38
1410 _result :: [a]
1411 as :: [a]
1412 a :: a
1413 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main&gt; :force as
1414 *** Exception: Prelude.undefined
1415 [-1: qsort.hs:3:24-38] *Main&gt; :print as
1416 as = 'b' : 'c' : (_t1::[Char])
1417 </screen>
1418
1419       <para>The exception itself is bound to a new variable,
1420         <literal>_exception</literal>.</para>
1421
1422       <para>Breaking on exceptions is particularly useful for finding out what
1423         your program was doing when it was in an infinite loop.  Just hit
1424         Control-C, and examine the history to find out what was going
1425         on.</para>
1426     </sect2>
1427
1428     <sect2><title>Example: inspecting functions</title>
1429       <para>
1430         It is possible to use the debugger to examine function values. 
1431         When we are at a breakpoint and a function is in scope, the debugger
1432         cannot show 
1433         you the source code for it; however, it is possible to get some 
1434         information by applying it to some arguments and  observing the result. 
1435       </para>
1436
1437       <para>
1438         The process is slightly complicated when the binding is polymorphic. 
1439         We show the process by means of an example.
1440         To keep things simple, we will use the well known <literal>map</literal> function:
1441 <programlisting>
1442 import Prelude hiding (map)
1443
1444 map :: (a->b) -> a -> b
1445 map f [] = []
1446 map f (x:xs) = f x : map f xs
1447 </programlisting>
1448       </para>
1449
1450       <para>
1451         We set a breakpoint on <literal>map</literal>, and call it.
1452 <screen>
1453 *Main> :break 5
1454 Breakpoint 0 activated at  map.hs:5:15-28
1455 *Main> map Just [1..5]
1456 Stopped at map.hs:(4,0)-(5,12)
1457 _result :: [b]
1458 x :: a
1459 f :: a -> b
1460 xs :: [a]
1461 </screen>
1462       GHCi tells us that, among other bindings, <literal>f</literal> is in scope. 
1463       However, its type is not fully known yet,  
1464       and thus it is not possible to apply it to any 
1465       arguments. Nevertheless, observe that the type of its first argument is the
1466       same as the type of <literal>x</literal>, and its result type is shared
1467         with <literal>_result</literal>.
1468       </para>
1469
1470       <para>
1471         As we demonstrated earlier (<xref linkend="breakpoints" />),  the
1472         debugger has some intelligence built-in to update the type of 
1473         <literal>f</literal> whenever the types of <literal>x</literal> or 
1474         <literal>_result</literal> are discovered.  So what we do in this
1475         scenario is
1476         force <literal>x</literal> a bit, in order to recover both its type 
1477       and the argument part of <literal>f</literal>.  
1478 <screen>
1479 *Main> seq x ()
1480 *Main> :print x
1481 x = 1
1482 </screen>
1483       </para>
1484       <para>
1485         We can check now that as expected, the type of <literal>x</literal>
1486         has been reconstructed, and with it the 
1487         type of <literal>f</literal> has been too:</para>
1488 <screen>
1489 *Main> :t x
1490 x :: Integer
1491 *Main> :t f
1492 f :: Integer -> b
1493 </screen>
1494       <para>
1495         From here, we can apply f to any argument of type Integer and observe
1496         the results. 
1497 <screen><![CDATA[
1498 *Main> let b = f 10
1499 *Main> :t b
1500 b :: b
1501 *Main> b
1502 <interactive>:1:0:
1503     Ambiguous type variable `b' in the constraint:
1504       `Show b' arising from a use of `print' at <interactive>:1:0
1505 *Main> :p b
1506 b = (_t2::a)
1507 *Main> seq b ()
1508 ()
1509 *Main> :t b
1510 b :: a
1511 *Main> :p b
1512 b = Just 10
1513 *Main> :t b
1514 b :: Maybe Integer
1515 *Main> :t f
1516 f :: Integer -> Maybe Integer
1517 *Main> f 20
1518 Just 20
1519 *Main> map f [1..5]
1520 [Just 1, Just 2, Just 3, Just 4, Just 5]
1521 ]]></screen>
1522       In the first application of <literal>f</literal>, we had to do 
1523       some more type reconstruction
1524       in order to recover the result type of <literal>f</literal>. 
1525       But after that, we are free to use 
1526       <literal>f</literal> normally.
1527      </para>
1528     </sect2>
1529
1530     <sect2><title>Limitations</title>
1531       <itemizedlist>
1532         <listitem>
1533           <para>When stopped at a breakpoint, if you try to evaluate a variable
1534             that is already under evaluation, the second evaluation will hang.
1535             The reason is
1536             that GHC knows the variable is under evaluation, so the new
1537             evaluation just waits for the result before continuing, but of
1538             course this isn't going to happen because the first evaluation is
1539             stopped at a breakpoint. Control-C can interrupt the hung
1540             evaluation and return to the prompt.</para>
1541           <para>The most common way this can happen is when you're evaluating a
1542             CAF (e.g. main), stop at a breakpoint, and ask for the value of the
1543             CAF at the prompt again.</para>
1544         </listitem>
1545         <listitem><para>
1546           Implicit parameters (see <xref linkend="implicit-parameters"/>) are only available 
1547           at the scope of a breakpoint if there is a explicit type signature.
1548         </para>
1549         </listitem>
1550       </itemizedlist>
1551     </sect2>
1552   </sect1>
1553
1554   <sect1 id="ghci-invocation">
1555     <title>Invoking GHCi</title>
1556     <indexterm><primary>invoking</primary><secondary>GHCi</secondary></indexterm>
1557     <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;interactive</option></primary></indexterm>
1558
1559     <para>GHCi is invoked with the command <literal>ghci</literal> or
1560     <literal>ghc &ndash;&ndash;interactive</literal>.  One or more modules or
1561     filenames can also be specified on the command line; this
1562     instructs GHCi to load the specified modules or filenames (and all
1563     the modules they depend on), just as if you had said
1564     <literal>:load <replaceable>modules</replaceable></literal> at the
1565     GHCi prompt (see <xref linkend="ghci-commands" />).  For example, to
1566     start GHCi and load the program whose topmost module is in the
1567     file <literal>Main.hs</literal>, we could say:</para>
1568
1569 <screen>
1570 $ ghci Main.hs
1571 </screen>
1572
1573     <para>Most of the command-line options accepted by GHC (see <xref
1574     linkend="using-ghc"/>) also make sense in interactive mode.  The ones
1575     that don't make sense are mostly obvious; for example, GHCi
1576     doesn't generate interface files, so options related to interface
1577     file generation won't have any effect.</para>
1578
1579     <sect2>
1580       <title>Packages</title>
1581       <indexterm><primary>packages</primary><secondary>with GHCi</secondary></indexterm>
1582
1583       <para>Most packages (see <xref linkend="using-packages"/>) are
1584       available without needing to specify any extra flags at all:
1585       they will be automatically loaded the first time they are
1586       needed.</para>
1587
1588       <para>For hidden packages, however, you need to request the
1589       package be loaded by using the <literal>-package</literal> flag:</para>
1590
1591 <screen>
1592 $ ghci -package readline
1593    ___         ___ _
1594   / _ \ /\  /\/ __(_)
1595  / /_\// /_/ / /  | |      GHC Interactive, version 6.6, for Haskell 98.
1596 / /_\\/ __  / /___| |      http://www.haskell.org/ghc/
1597 \____/\/ /_/\____/|_|      Type :? for help.
1598
1599 Loading package base ... linking ... done.
1600 Loading package readline-1.0 ... linking ... done.
1601 Prelude> 
1602 </screen>
1603
1604       <para>The following command works to load new packages into a
1605       running GHCi:</para>
1606
1607 <screen>
1608 Prelude> :set -package <replaceable>name</replaceable>
1609 </screen>
1610
1611       <para>But note that doing this will cause all currently loaded
1612       modules to be unloaded, and you'll be dumped back into the
1613       <literal>Prelude</literal>.</para>
1614     </sect2>
1615
1616     <sect2>
1617       <title>Extra libraries</title>
1618       <indexterm><primary>libraries</primary><secondary>with GHCi</secondary></indexterm>
1619       
1620       <para>Extra libraries may be specified on the command line using
1621       the normal <literal>-l<replaceable>lib</replaceable></literal>
1622       option.  (The term <emphasis>library</emphasis> here refers to
1623       libraries of foreign object code; for using libraries of Haskell
1624       source code, see <xref linkend="ghci-modules-filenames"/>.) For
1625       example, to load the &ldquo;m&rdquo; library:</para>
1626
1627 <screen>
1628 $ ghci -lm
1629 </screen>
1630
1631       <para>On systems with <literal>.so</literal>-style shared
1632       libraries, the actual library loaded will the
1633       <filename>lib<replaceable>lib</replaceable>.so</filename>.  GHCi
1634       searches the following places for libraries, in this order:</para>
1635
1636       <itemizedlist>
1637         <listitem>
1638           <para>Paths specified using the
1639           <literal>-L<replaceable>path</replaceable></literal>
1640           command-line option,</para>
1641         </listitem>
1642         <listitem>
1643           <para>the standard library search path for your system,
1644           which on some systems may be overridden by setting the
1645           <literal>LD_LIBRARY_PATH</literal> environment
1646           variable.</para>
1647         </listitem>
1648       </itemizedlist>
1649
1650       <para>On systems with <literal>.dll</literal>-style shared
1651       libraries, the actual library loaded will be
1652       <filename><replaceable>lib</replaceable>.dll</filename>.  Again,
1653       GHCi will signal an error if it can't find the library.</para>
1654
1655       <para>GHCi can also load plain object files
1656       (<literal>.o</literal> or <literal>.obj</literal> depending on
1657       your platform) from the command-line.  Just add the name the
1658       object file to the command line.</para>
1659
1660       <para>Ordering of <option>-l</option> options matters: a library
1661       should be mentioned <emphasis>before</emphasis> the libraries it
1662       depends on (see <xref linkend="options-linker"/>).</para>
1663     </sect2>
1664
1665   </sect1>
1666
1667   <sect1 id="ghci-commands">
1668     <title>GHCi commands</title>
1669
1670     <para>GHCi commands all begin with
1671     &lsquo;<literal>:</literal>&rsquo; and consist of a single command
1672     name followed by zero or more parameters.  The command name may be
1673     abbreviated, with ambiguities being resolved in favour of the more
1674     commonly used commands.</para>
1675
1676     <variablelist>
1677       <varlistentry>
1678         <term>
1679           <literal>:abandon</literal>
1680           <indexterm><primary><literal>:abandon</literal></primary></indexterm>
1681         </term>
1682         <listitem>
1683           <para>Abandons the current evaluation (only available when stopped at
1684           a breakpoint).</para>
1685         </listitem>
1686       </varlistentry>
1687
1688       <varlistentry>
1689         <term>
1690           <literal>:add</literal> <replaceable>module</replaceable> ...
1691           <indexterm><primary><literal>:add</literal></primary></indexterm>
1692         </term>
1693         <listitem>
1694           <para>Add <replaceable>module</replaceable>(s) to the
1695           current <firstterm>target set</firstterm>, and perform a
1696           reload.</para>
1697         </listitem>
1698       </varlistentry>
1699
1700       <varlistentry>
1701         <term>
1702           <literal>:back</literal>
1703           <indexterm><primary><literal>:back</literal></primary></indexterm>
1704         </term>
1705         <listitem>
1706           <para>Travel back one step in the history.  See <xref
1707               linkend="tracing" />.  See also:
1708             <literal>:trace</literal>, <literal>:history</literal>,
1709             <literal>:forward</literal>.</para>
1710         </listitem>
1711       </varlistentry>
1712
1713       <varlistentry>
1714         <term>
1715           <literal>:break [<replaceable>identifier</replaceable> |
1716             [<replaceable>module</replaceable>] <replaceable>line</replaceable>
1717             [<replaceable>column</replaceable>]]</literal>
1718         </term>
1719           <indexterm><primary><literal>:break</literal></primary></indexterm>
1720         <listitem>
1721           <para>Set a breakpoint on the specified function or line and
1722               column.  See <xref linkend="setting-breakpoints" />.</para>
1723         </listitem>
1724       </varlistentry>
1725
1726       <varlistentry>
1727         <term>
1728           <literal>:browse</literal> <optional><literal>*</literal></optional><replaceable>module</replaceable> ...
1729           <indexterm><primary><literal>:browse</literal></primary></indexterm>
1730         </term>
1731         <listitem>
1732           <para>Displays the identifiers defined by the module
1733           <replaceable>module</replaceable>, which must be either
1734           loaded into GHCi or be a member of a package.  If the
1735           <literal>*</literal> symbol is placed before the module
1736           name, then <emphasis>all</emphasis> the identifiers defined
1737           in <replaceable>module</replaceable> are shown; otherwise
1738           the list is limited to the exports of
1739           <replaceable>module</replaceable>.  The
1740           <literal>*</literal>-form is only available for modules
1741           which are interpreted; for compiled modules (including
1742           modules from packages) only the non-<literal>*</literal>
1743           form of <literal>:browse</literal> is available.</para>
1744         </listitem>
1745       </varlistentry>
1746
1747       <varlistentry>
1748         <term>
1749           <literal>:cd</literal> <replaceable>dir</replaceable>
1750           <indexterm><primary><literal>:cd</literal></primary></indexterm>
1751         </term>
1752         <listitem>
1753           <para>Changes the current working directory to
1754           <replaceable>dir</replaceable>.  A
1755           &lsquo;<literal>&tilde;</literal>&rsquo; symbol at the
1756           beginning of <replaceable>dir</replaceable> will be replaced
1757           by the contents of the environment variable
1758           <literal>HOME</literal>.</para>
1759
1760           <para>NOTE: changing directories causes all currently loaded
1761           modules to be unloaded.  This is because the search path is
1762           usually expressed using relative directories, and changing
1763           the search path in the middle of a session is not
1764           supported.</para>
1765         </listitem>
1766       </varlistentry>
1767
1768       <varlistentry>
1769         <term>
1770           <literal>:continue</literal> 
1771           <indexterm><primary><literal>:continue</literal></primary></indexterm>
1772         </term>
1773         <listitem><para>Continue the current evaluation, when stopped at a
1774             breakpoint.</para>
1775         </listitem>
1776       </varlistentry>
1777
1778       <varlistentry>
1779         <term>
1780           <literal>:cmd</literal> <replaceable>expr</replaceable>
1781           <indexterm><primary><literal>:cmd</literal></primary></indexterm>
1782         </term>
1783         <listitem>
1784           <para>Executes <replaceable>expr</replaceable> as a computation of
1785             type <literal>IO String</literal>, and then executes the resulting
1786             string as a list of GHCi commands.  Multiple commands are separated
1787             by newlines.  The <literal>:cmd</literal> command is useful with
1788             <literal>:def</literal> and <literal>:set stop</literal>.</para>
1789         </listitem>
1790       </varlistentry>
1791
1792       <varlistentry>
1793         <term>
1794           <literal>:ctags</literal> <optional><replaceable>filename</replaceable></optional>
1795           <literal>:etags</literal> <optional><replaceable>filename</replaceable></optional>
1796           <indexterm><primary><literal>:etags</literal></primary>
1797           </indexterm>
1798           <indexterm><primary><literal>:etags</literal></primary>
1799           </indexterm>
1800         </term>
1801         <listitem>
1802           <para>Generates a &ldquo;tags&rdquo; file for Vi-style editors
1803             (<literal>:ctags</literal>) or Emacs-style editors (<literal>etags</literal>).  If
1804             no filename is specified, the defaulit <filename>tags</filename> or
1805             <filename>TAGS</filename> is
1806             used, respectively.  Tags for all the functions, constructors and
1807             types in the currently loaded modules are created.  All modules must
1808             be interpreted for these commands to work.</para>
1809           <para>See also <xref linkend="hasktags" />.</para>
1810         </listitem>
1811       </varlistentry>
1812
1813       <varlistentry>
1814         <term>
1815           <literal>:def</literal> <replaceable>name</replaceable> <replaceable>expr</replaceable>
1816           <indexterm><primary><literal>:def</literal></primary></indexterm>
1817         </term>
1818         <listitem>
1819           <para>The command <literal>:def</literal>
1820           <replaceable>name</replaceable>
1821           <replaceable>expr</replaceable> defines a new GHCi command
1822           <literal>:<replaceable>name</replaceable></literal>,
1823           implemented by the Haskell expression
1824           <replaceable>expr</replaceable>, which must have type
1825           <literal>String -> IO String</literal>.  When
1826           <literal>:<replaceable>name</replaceable>
1827           <replaceable>args</replaceable></literal> is typed at the
1828           prompt, GHCi will run the expression
1829           <literal>(<replaceable>name</replaceable>
1830           <replaceable>args</replaceable>)</literal>, take the
1831           resulting <literal>String</literal>, and feed it back into
1832           GHCi as a new sequence of commands.  Separate commands in
1833           the result must be separated by
1834           &lsquo;<literal>\n</literal>&rsquo;.</para>
1835
1836           <para>That's all a little confusing, so here's a few
1837           examples.  To start with, here's a new GHCi command which
1838           doesn't take any arguments or produce any results, it just
1839           outputs the current date &amp; time:</para>
1840
1841 <screen>
1842 Prelude> let date _ = Time.getClockTime >>= print >> return ""
1843 Prelude> :def date date
1844 Prelude> :date
1845 Fri Mar 23 15:16:40 GMT 2001
1846 </screen>
1847
1848           <para>Here's an example of a command that takes an argument.
1849           It's a re-implementation of <literal>:cd</literal>:</para>
1850
1851 <screen>
1852 Prelude> let mycd d = Directory.setCurrentDirectory d >> return ""
1853 Prelude> :def mycd mycd
1854 Prelude> :mycd ..
1855 </screen>
1856
1857           <para>Or I could define a simple way to invoke
1858           &ldquo;<literal>ghc &ndash;&ndash;make Main</literal>&rdquo; in the
1859           current directory:</para>
1860
1861 <screen>
1862 Prelude> :def make (\_ -> return ":! ghc &ndash;&ndash;make Main")
1863 </screen>
1864
1865           <para>We can define a command that reads GHCi input from a
1866           file.  This might be useful for creating a set of bindings
1867           that we want to repeatedly load into the GHCi session:</para>
1868
1869 <screen>
1870 Prelude> :def . readFile
1871 Prelude> :. cmds.ghci
1872 </screen>
1873
1874           <para>Notice that we named the command
1875           <literal>:.</literal>, by analogy with the
1876           &lsquo;<literal>.</literal>&rsquo; Unix shell command that
1877           does the same thing.</para>
1878         </listitem>
1879       </varlistentry>
1880
1881       <varlistentry>
1882         <term>
1883           <literal>:delete * | <replaceable>num</replaceable> ...</literal> 
1884           <indexterm><primary><literal>:delete</literal></primary></indexterm>
1885         </term>
1886         <listitem>
1887           <para>Delete one or more breakpoints by number (use <literal>:show
1888               breaks</literal> to see the number of each breakpoint).  The
1889             <literal>*</literal> form deletes all the breakpoints.</para>
1890         </listitem>
1891       </varlistentry>
1892
1893       <varlistentry>
1894         <term>
1895           <literal>:edit <optional><replaceable>file</replaceable></optional></literal>
1896           <indexterm><primary><literal>:edit</literal></primary></indexterm>
1897         </term>
1898         <listitem>
1899           <para>Opens an editor to edit the file
1900           <replaceable>file</replaceable>, or the most recently loaded
1901           module if <replaceable>file</replaceable> is omitted.  The
1902           editor to invoke is taken from the <literal>EDITOR</literal>
1903           environment variable, or a default editor on your system if
1904           <literal>EDITOR</literal> is not set.  You can change the
1905           editor using <literal>:set editor</literal>.</para>
1906         </listitem>
1907       </varlistentry>
1908
1909       <varlistentry>
1910         <term>
1911           <literal>:force <replaceable>identifier</replaceable> ...</literal>
1912           <indexterm><primary><literal>:force</literal></primary></indexterm>
1913         </term>
1914         <listitem>
1915           <para>Prints the value of <replaceable>identifier</replaceable> in
1916             the same way as <literal>:print</literal>.   Unlike
1917             <literal>:print</literal>, <literal>:force</literal> evaluates each
1918             thunk that it encounters while traversing the value.  This may
1919             cause exceptions or infinite loops, or further breakpoints (which
1920             are ignored, but displayed).</para>
1921         </listitem>
1922       </varlistentry>
1923
1924       <varlistentry>
1925         <term>
1926           <literal>:forward</literal>
1927           <indexterm><primary><literal>:forward</literal></primary></indexterm>
1928         </term>
1929         <listitem>
1930           <para>Move forward in the history.   See <xref
1931               linkend="tracing" />.  See also:
1932             <literal>:trace</literal>, <literal>:history</literal>,
1933             <literal>:back</literal>.</para>
1934         </listitem>
1935       </varlistentry>
1936
1937       <varlistentry>
1938         <term>
1939           <literal>:help</literal>
1940           <indexterm><primary><literal>:help</literal></primary></indexterm>
1941         </term>
1942         <term>
1943           <literal>:?</literal>
1944           <indexterm><primary><literal>:?</literal></primary></indexterm>
1945         </term>
1946         <listitem>
1947           <para>Displays a list of the available commands.</para>
1948         </listitem>
1949       </varlistentry>
1950
1951       <varlistentry>
1952         <term>
1953           <literal>:history [<replaceable>num</replaceable>]</literal>
1954           <indexterm><primary><literal>:history</literal></primary></indexterm>
1955         </term>
1956         <listitem>
1957           <para>Display the history of evaluation steps.  With a number,
1958             displays that many steps (default: 20).  For use with
1959             <literal>:trace</literal>; see <xref
1960               linkend="tracing" />.</para>
1961         </listitem>
1962       </varlistentry>
1963
1964       <varlistentry>
1965         <term>
1966           <literal>:info</literal> <replaceable>name</replaceable> ...
1967           <indexterm><primary><literal>:info</literal></primary></indexterm>
1968         </term>
1969         <listitem>
1970           <para>Displays information about the given name(s).  For
1971           example, if <replaceable>name</replaceable> is a class, then
1972           the class methods and their types will be printed;  if
1973           <replaceable>name</replaceable> is a type constructor, then
1974           its definition will be printed;  if
1975           <replaceable>name</replaceable> is a function, then its type
1976           will be printed.  If <replaceable>name</replaceable> has
1977           been loaded from a source file, then GHCi will also display
1978           the location of its definition in the source.</para>
1979         </listitem>
1980       </varlistentry>
1981
1982       <varlistentry>
1983         <term>
1984           <literal>:kind</literal> <replaceable>type</replaceable>
1985           <indexterm><primary><literal>:kind</literal></primary></indexterm>
1986         </term>
1987         <listitem>
1988           <para>Infers and prints the kind of
1989           <replaceable>type</replaceable>. The latter can be an arbitrary
1990             type expression, including a partial application of a type constructor,
1991             such as <literal>Either Int</literal>.</para>
1992         </listitem>
1993       </varlistentry>
1994
1995       <varlistentry>
1996         <term>
1997           <literal>:load</literal> <replaceable>module</replaceable> ...
1998           <indexterm><primary><literal>:load</literal></primary></indexterm>
1999         </term>
2000         <listitem>
2001           <para>Recursively loads the specified
2002           <replaceable>module</replaceable>s, and all the modules they
2003           depend on.  Here, each <replaceable>module</replaceable>
2004           must be a module name or filename, but may not be the name
2005           of a module in a package.</para>
2006
2007           <para>All previously loaded modules, except package modules,
2008           are forgotten.  The new set of modules is known as the
2009           <firstterm>target set</firstterm>.  Note that
2010           <literal>:load</literal> can be used without any arguments
2011           to unload all the currently loaded modules and
2012           bindings.</para>
2013
2014           <para>After a <literal>:load</literal> command, the current
2015           context is set to:</para>
2016
2017           <itemizedlist>
2018             <listitem>
2019               <para><replaceable>module</replaceable>, if it was loaded
2020               successfully, or</para>
2021             </listitem>
2022             <listitem>
2023               <para>the most recently successfully loaded module, if
2024               any other modules were loaded as a result of the current
2025               <literal>:load</literal>, or</para>
2026             </listitem>
2027             <listitem>
2028               <para><literal>Prelude</literal> otherwise.</para>
2029             </listitem>
2030           </itemizedlist>
2031         </listitem>
2032       </varlistentry>
2033
2034       <varlistentry>
2035         <term>
2036           <literal>:main <replaceable>arg<subscript>1</subscript></replaceable> ... <replaceable>arg<subscript>n</subscript></replaceable></literal>
2037           <indexterm><primary><literal>:main</literal></primary></indexterm>
2038         </term>
2039         <listitem>
2040           <para>
2041             When a program is compiled and executed, it can use the
2042             <literal>getArgs</literal> function to access the
2043             command-line arguments.
2044             However, we cannot simply pass the arguments to the
2045             <literal>main</literal> function while we are testing in ghci,
2046             as the <literal>main</literal> function doesn't take its
2047             directly.
2048           </para>
2049
2050           <para>
2051             Instead, we can use the <literal>:main</literal> command.
2052             This runs whatever <literal>main</literal> is in scope, with
2053             any arguments being treated the same as command-line arguments,
2054             e.g.:
2055           </para>
2056
2057 <screen>
2058 Prelude> let main = System.Environment.getArgs >>= print
2059 Prelude> :main foo bar
2060 ["foo","bar"]
2061 </screen>
2062
2063         </listitem>
2064       </varlistentry>
2065
2066       <varlistentry>
2067         <term>
2068           <literal>:module <optional>+|-</optional> <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>1</subscript></replaceable> ... <optional>*</optional><replaceable>mod<subscript>n</subscript></replaceable></literal>
2069           <indexterm><primary><literal>:module</literal></primary></indexterm>
2070         </term>
2071         <term>
2072           <literal>import <replaceable>mod</replaceable></literal>
2073         </term>
2074         <listitem>
2075           <para>Sets or modifies the current context for statements
2076           typed at the prompt.  The form <literal>import
2077           <replaceable>mod</replaceable></literal> is equivalent to
2078           <literal>:module +<replaceable>mod</replaceable></literal>.
2079           See <xref linkend="ghci-scope"/> for
2080           more details.</para>
2081         </listitem>
2082       </varlistentry>
2083
2084       <varlistentry>
2085         <term>
2086           <literal>:print </literal> <replaceable>names</replaceable> ...
2087           <indexterm><primary><literal>:print</literal></primary></indexterm>
2088         </term>
2089         <listitem>
2090           <para>Prints a value without forcing its evaluation.
2091             <literal>:print</literal> may be used on values whose types are
2092             unkonwn or partially known, which might be the case for local
2093             variables with polymorphic types at a breakpoint.  While inspecting
2094             the runtime value, <literal>:print</literal> attempts to
2095             reconstruct the type of the value, and will elaborate the type in
2096             GHCi's environment if possible.  If any unevaluated components
2097             (thunks) are encountered, then <literal>:print</literal> binds
2098             a fresh variable with a name beginning with <literal>_t</literal>
2099             to each thunk.  See <xref linkend="breakpoints" /> for more
2100             information.  See also the <literal>:sprint</literal> command,
2101             which works like <literal>:print</literal> but does not bind new
2102             variables.</para>
2103         </listitem>
2104       </varlistentry>
2105
2106       <varlistentry>
2107         <term>
2108           <literal>:quit</literal>
2109           <indexterm><primary><literal>:quit</literal></primary></indexterm>
2110         </term>
2111         <listitem>
2112           <para>Quits GHCi.  You can also quit by typing a control-D
2113           at the prompt.</para>
2114         </listitem>
2115       </varlistentry>
2116
2117       <varlistentry>
2118         <term>
2119           <literal>:reload</literal>
2120           <indexterm><primary><literal>:reload</literal></primary></indexterm>
2121         </term>
2122         <listitem>
2123           <para>Attempts to reload the current target set (see
2124           <literal>:load</literal>) if any of the modules in the set,
2125           or any dependent module, has changed.  Note that this may
2126           entail loading new modules, or dropping modules which are no
2127           longer indirectly required by the target.</para>
2128         </listitem>
2129       </varlistentry>
2130
2131       <varlistentry>
2132         <term>
2133           <literal>:set</literal> <optional><replaceable>option</replaceable>...</optional>
2134           <indexterm><primary><literal>:set</literal></primary></indexterm>
2135         </term>
2136         <listitem>
2137           <para>Sets various options.  See <xref linkend="ghci-set"/>
2138           for a list of available options.  The
2139           <literal>:set</literal> command by itself shows which
2140           options are currently set.</para>
2141         </listitem>
2142       </varlistentry>
2143
2144       <varlistentry>
2145         <term>
2146           <literal>:set</literal> <literal>args</literal> <replaceable>arg</replaceable> ...
2147           <indexterm><primary><literal>:set args</literal></primary></indexterm>
2148         </term>
2149         <listitem>
2150           <para>Sets the list of arguments which are returned when the
2151           program calls <literal>System.getArgs</literal><indexterm><primary>getArgs</primary>
2152             </indexterm>.</para>
2153         </listitem>
2154       </varlistentry>
2155
2156       <varlistentry>
2157         <term>
2158            <literal>:set</literal> <literal>editor</literal> <replaceable>cmd</replaceable>
2159         </term>
2160         <listitem>
2161           <para>Sets the command used by <literal>:edit</literal> to
2162           <replaceable>cmd</replaceable>.</para>
2163         </listitem>
2164       </varlistentry>
2165
2166       <varlistentry>
2167         <term>
2168            <literal>:set</literal> <literal>prog</literal> <replaceable>prog</replaceable>
2169            <indexterm><primary><literal>:set prog</literal></primary></indexterm>
2170         </term>
2171         <listitem>
2172           <para>Sets the string to be returned when the program calls
2173           <literal>System.getProgName</literal><indexterm><primary>getProgName</primary>
2174             </indexterm>.</para>
2175         </listitem>
2176       </varlistentry>
2177
2178       <varlistentry>
2179         <term>
2180            <literal>:set</literal> <literal>prompt</literal> <replaceable>prompt</replaceable>
2181         </term>
2182         <listitem>
2183           <para>Sets the string to be used as the prompt in GHCi.
2184           Inside <replaceable>prompt</replaceable>, the sequence
2185           <literal>%s</literal> is replaced by the names of the
2186           modules currently in scope, and <literal>%%</literal> is
2187           replaced by <literal>%</literal>.</para>
2188         </listitem>
2189       </varlistentry>
2190
2191       <varlistentry>
2192         <term>
2193            <literal>:set</literal> <literal>stop</literal>
2194           [<replaceable>num</replaceable>] <replaceable>cmd</replaceable>
2195         </term>
2196         <listitem>
2197           <para>Set a command to be executed when a breakpoint is hit, or a new
2198           item in the history is selected.  The most common use of
2199             <literal>:set stop</literal> is to display the source code at the
2200             current location, e.g. <literal>:set stop :list</literal>.</para>
2201
2202           <para>If a number is given before the command, then the commands are
2203             run when the specified breakpoint (only) is hit.  This can be quite
2204             useful: for example, <literal>:set stop 1 :continue</literal>
2205             effectively disables breakpoint 1, by running
2206             <literal>:continue</literal> whenever it is hit (although GHCi will
2207             still emit a message to say the breakpoint was hit).  What's more,
2208             with cunning use of <literal>:def</literal> and
2209             <literal>:cmd</literal> you can use <literal>:set stop</literal> to
2210             implement conditional breakpoints:</para>
2211 <screen>
2212 *Main> :def cond \expr -> return (":cmd if (" ++ expr ++ ") then return \"\" else return \":continue\"")
2213 *Main> :set stop 0 :cond (x &lt; 3)
2214 </screen>
2215           <para>Ignoring breakpoints for a specified number of iterations is
2216             also possible using similar techniques.</para>
2217         </listitem>
2218       </varlistentry>
2219
2220       <varlistentry>
2221         <term>
2222           <literal>:show bindings</literal>
2223           <indexterm><primary><literal>:show bindings</literal></primary></indexterm>
2224         </term>
2225         <listitem>
2226           <para>Show the bindings made at the prompt and their
2227           types.</para>
2228         </listitem>
2229       </varlistentry>
2230
2231       <varlistentry>
2232         <term>
2233           <literal>:show breaks</literal>
2234           <indexterm><primary><literal>:show breaks</literal></primary></indexterm>
2235         </term>
2236         <listitem>
2237           <para>List the active breakpoints.</para>
2238         </listitem>
2239       </varlistentry>
2240
2241       <varlistentry>
2242         <term>
2243           <literal>:show context</literal>
2244           <indexterm><primary><literal>:show context</literal></primary></indexterm>
2245         </term>
2246         <listitem>
2247           <para>List the active evaluations that are stopped at breakpoints.</para>
2248         </listitem>
2249       </varlistentry>
2250
2251       <varlistentry>
2252         <term>
2253           <literal>:show modules</literal>
2254           <indexterm><primary><literal>:show modules</literal></primary></indexterm>
2255         </term>
2256         <listitem>
2257           <para>Show the list of modules currently load.</para>
2258         </listitem>
2259       </varlistentry>
2260
2261       <varlistentry>
2262         <term>
2263           <literal>:show [args|prog|prompt|editor|stop]</literal>
2264           <indexterm><primary><literal>:show</literal></primary></indexterm>
2265         </term>
2266         <listitem>
2267           <para>Displays the specified setting (see
2268             <literal>:set</literal>).</para>
2269         </listitem>
2270       </varlistentry>
2271
2272       <varlistentry>
2273         <term>
2274           <literal>:sprint</literal>
2275           <indexterm><primary><literal>:sprint</literal></primary></indexterm>
2276         </term>
2277         <listitem>
2278           <para>Prints a value without forcing its evaluation.
2279             <literal>:sprint</literal> is similar to <literal>:print</literal>,
2280             with the difference that unevaluated subterms are not bound to new
2281             variables, they are simply denoted by &lsquo;_&rsquo;.</para>
2282         </listitem>
2283       </varlistentry>
2284
2285       <varlistentry>
2286         <term>
2287           <literal>:step [<replaceable>expr</replaceable>]</literal> 
2288           <indexterm><primary><literal>:step</literal></primary></indexterm>
2289         </term>
2290         <listitem>
2291           <para>Single-step from the last breakpoint.  With an expression
2292             argument, begins evaluation of the expression with a
2293             single-step.</para>
2294         </listitem>
2295       </varlistentry>
2296
2297       <varlistentry>
2298         <term>
2299           <literal>:trace [<replaceable>expr</replaceable>]</literal>
2300           <indexterm><primary><literal>:trace</literal></primary></indexterm>
2301         </term>
2302         <listitem>
2303           <para>Evaluates the given expression (or from the last breakpoint if
2304             no expression is given), and additionally logs the evaluation
2305             steps for later inspection using <literal>:history</literal>.  See
2306             <xref linkend="tracing" />.</para>
2307         </listitem>
2308       </varlistentry>
2309
2310       <varlistentry>
2311         <term>
2312          <literal>:type</literal> <replaceable>expression</replaceable>
2313          <indexterm><primary><literal>:type</literal></primary></indexterm>
2314         </term>
2315         <listitem>
2316           <para>Infers and prints the type of
2317           <replaceable>expression</replaceable>, including explicit
2318           forall quantifiers for polymorphic types.  The monomorphism
2319           restriction is <emphasis>not</emphasis> applied to the
2320           expression during type inference.</para>
2321         </listitem>
2322       </varlistentry>
2323
2324       <varlistentry>
2325         <term>
2326           <literal>:undef</literal> <replaceable>name</replaceable>
2327           <indexterm><primary><literal>:undef</literal></primary></indexterm>
2328         </term>
2329         <listitem>
2330           <para>Undefines the user-defined command
2331           <replaceable>name</replaceable> (see <literal>:def</literal>
2332           above).</para>
2333         </listitem>
2334       </varlistentry>
2335
2336       <varlistentry>
2337         <term>
2338           <literal>:unset</literal> <replaceable>option</replaceable>...
2339           <indexterm><primary><literal>:unset</literal></primary></indexterm>
2340         </term>
2341         <listitem>
2342           <para>Unsets certain options.  See <xref linkend="ghci-set"/>
2343           for a list of available options.</para>
2344         </listitem>
2345       </varlistentry>
2346
2347       <varlistentry>
2348         <term>
2349           <literal>:!</literal> <replaceable>command</replaceable>...
2350           <indexterm><primary><literal>:!</literal></primary></indexterm>
2351           <indexterm><primary>shell commands</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
2352         </term>
2353         <listitem>
2354           <para>Executes the shell command
2355           <replaceable>command</replaceable>.</para>
2356         </listitem>
2357       </varlistentry>
2358
2359     </variablelist>
2360   </sect1>
2361
2362   <sect1 id="ghci-set">
2363     <title>The <literal>:set</literal> command</title>
2364     <indexterm><primary><literal>:set</literal></primary></indexterm>
2365
2366     <para>The <literal>:set</literal> command sets two types of
2367     options: GHCi options, which begin with
2368     &lsquo;<literal>+</literal>&rdquo; and &ldquo;command-line&rdquo;
2369     options, which begin with &lsquo;-&rsquo;.  </para>
2370
2371     <para>NOTE: at the moment, the <literal>:set</literal> command
2372     doesn't support any kind of quoting in its arguments: quotes will
2373     not be removed and cannot be used to group words together.  For
2374     example, <literal>:set -DFOO='BAR BAZ'</literal> will not do what
2375     you expect.</para>
2376
2377     <sect2>
2378       <title>GHCi options</title>
2379       <indexterm><primary>options</primary><secondary>GHCi</secondary>
2380       </indexterm>
2381
2382       <para>GHCi options may be set using <literal>:set</literal> and
2383       unset using <literal>:unset</literal>.</para>
2384
2385       <para>The available GHCi options are:</para>
2386
2387       <variablelist>
2388         <varlistentry>
2389           <term>
2390             <literal>+r</literal>
2391             <indexterm><primary><literal>+r</literal></primary></indexterm>
2392             <indexterm><primary>CAFs</primary><secondary>in GHCi</secondary></indexterm>
2393             <indexterm><primary>Constant Applicative Form</primary><see>CAFs</see></indexterm>
2394           </term>
2395           <listitem>
2396             <para>Normally, any evaluation of top-level expressions
2397             (otherwise known as CAFs or Constant Applicative Forms) in
2398             loaded modules is retained between evaluations.  Turning
2399             on <literal>+r</literal> causes all evaluation of
2400             top-level expressions to be discarded after each
2401             evaluation (they are still retained
2402             <emphasis>during</emphasis> a single evaluation).</para>
2403           
2404             <para>This option may help if the evaluated top-level
2405             expressions are consuming large amounts of space, or if
2406             you need repeatable performance measurements.</para>
2407           </listitem>
2408         </varlistentry>
2409
2410         <varlistentry>
2411           <term>
2412             <literal>+s</literal>
2413             <indexterm><primary><literal>+s</literal></primary></indexterm>
2414           </term>
2415           <listitem>
2416             <para>Display some stats after evaluating each expression,
2417             including the elapsed time and number of bytes allocated.
2418             NOTE: the allocation figure is only accurate to the size
2419             of the storage manager's allocation area, because it is
2420             calculated at every GC.  Hence, you might see values of
2421             zero if no GC has occurred.</para>
2422           </listitem>
2423         </varlistentry>
2424
2425         <varlistentry>
2426           <term>
2427             <literal>+t</literal>
2428             <indexterm><primary><literal>+t</literal></primary></indexterm>
2429           </term>
2430           <listitem>
2431             <para>Display the type of each variable bound after a
2432             statement is entered at the prompt.  If the statement is a
2433             single expression, then the only variable binding will be
2434             for the variable
2435             &lsquo;<literal>it</literal>&rsquo;.</para>
2436           </listitem>
2437         </varlistentry>
2438       </variablelist>
2439     </sect2>
2440
2441     <sect2 id="ghci-cmd-line-options">
2442       <title>Setting GHC command-line options in GHCi</title>
2443
2444       <para>Normal GHC command-line options may also be set using
2445       <literal>:set</literal>.  For example, to turn on
2446       <option>-fglasgow-exts</option>, you would say:</para>
2447
2448 <screen>
2449 Prelude> :set -fglasgow-exts
2450 </screen>
2451       
2452       <para>Any GHC command-line option that is designated as
2453       <firstterm>dynamic</firstterm> (see the table in <xref
2454       linkend="flag-reference"/>), may be set using
2455       <literal>:set</literal>.  To unset an option, you can set the
2456       reverse option:</para>
2457       <indexterm><primary>dynamic</primary><secondary>options</secondary></indexterm>
2458
2459 <screen>
2460 Prelude> :set -fno-glasgow-exts
2461 </screen>
2462
2463       <para><xref linkend="flag-reference"/> lists the reverse for each
2464       option where applicable.</para>
2465
2466       <para>Certain static options (<option>-package</option>,
2467       <option>-I</option>, <option>-i</option>, and
2468       <option>-l</option> in particular) will also work, but some may
2469       not take effect until the next reload.</para>
2470       <indexterm><primary>static</primary><secondary>options</secondary></indexterm>
2471     </sect2>
2472   </sect1>
2473   <sect1 id="ghci-dot-files">
2474     <title>The <filename>.ghci</filename> file</title>
2475     <indexterm><primary><filename>.ghci</filename></primary><secondary>file</secondary>
2476     </indexterm>
2477     <indexterm><primary>startup</primary><secondary>files, GHCi</secondary>
2478     </indexterm>
2479
2480     <para>When it starts, GHCi always reads and executes commands from
2481     <filename>$HOME/.ghci</filename>, followed by
2482     <filename>./.ghci</filename>.</para>
2483
2484     <para>The <filename>.ghci</filename> in your home directory is
2485     most useful for turning on favourite options (eg. <literal>:set
2486     +s</literal>), and defining useful macros.  Placing a
2487     <filename>.ghci</filename> file in a directory with a Haskell
2488     project is a useful way to set certain project-wide options so you
2489     don't have to type them everytime you start GHCi: eg. if your
2490     project uses GHC extensions and CPP, and has source files in three
2491     subdirectories A B and C, you might put the following lines in
2492     <filename>.ghci</filename>:</para>
2493
2494 <screen>
2495 :set -fglasgow-exts -cpp
2496 :set -iA:B:C
2497 </screen>
2498
2499     <para>(Note that strictly speaking the <option>-i</option> flag is
2500     a static one, but in fact it works to set it using
2501     <literal>:set</literal> like this.  The changes won't take effect
2502     until the next <literal>:load</literal>, though.)</para>
2503
2504     <para>Two command-line options control whether the
2505     <filename>.ghci</filename> files are read:</para>
2506
2507     <variablelist>
2508       <varlistentry>
2509         <term>
2510           <option>-ignore-dot-ghci</option>
2511           <indexterm><primary><option>-ignore-dot-ghci</option></primary></indexterm>
2512         </term>
2513         <listitem>
2514           <para>Don't read either <filename>./.ghci</filename> or
2515           <filename>$HOME/.ghci</filename> when starting up.</para>
2516         </listitem>
2517       </varlistentry>
2518       <varlistentry>
2519         <term>
2520           <option>-read-dot-ghci</option>
2521           <indexterm><primary><option>-read-dot-ghci</option></primary></indexterm>
2522         </term>
2523         <listitem>
2524           <para>Read <filename>.ghci</filename> and
2525           <filename>$HOME/.ghci</filename>.  This is normally the
2526           default, but the <option>-read-dot-ghci</option> option may
2527           be used to override a previous
2528           <option>-ignore-dot-ghci</option> option.</para>
2529         </listitem>
2530       </varlistentry>
2531     </variablelist>
2532
2533   </sect1>
2534
2535   <sect1 id="ghci-obj">
2536     <title>Compiling to object code inside GHCi</title>
2537
2538     <para>By default, GHCi compiles Haskell source code into byte-code
2539     that is interpreted by the runtime system.  GHCi can also compile
2540     Haskell code to object code: to turn on this feature, use the
2541     <option>-fobject-code</option> flag either on the command line or
2542     with <literal>:set</literal> (the option
2543     <option>-fbyte-code</option> restores byte-code compilation
2544     again).  Compiling to object code takes longer, but typically the
2545     code will execute 10-20 times faster than byte-code.</para>
2546
2547     <para>Compiling to object code inside GHCi is particularly useful
2548     if you are developing a compiled application, because the
2549     <literal>:reload</literal> command typically runs much faster than
2550     restarting GHC with <option>--make</option> from the command-line,
2551     because all the interface files are already cached in
2552     memory.</para>
2553
2554     <para>There are disadvantages to compiling to object-code: you
2555     can't set breakpoints in object-code modules, for example.  Only
2556     the exports of an object-code module will be visible in GHCi,
2557     rather than all top-level bindings as in interpreted
2558     modules.</para>
2559   </sect1>
2560
2561   <sect1 id="ghci-faq">
2562     <title>FAQ and Things To Watch Out For</title>
2563     
2564     <variablelist>
2565       <varlistentry>
2566         <term>The interpreter can't load modules with foreign export
2567         declarations!</term>
2568         <listitem>
2569           <para>Unfortunately not.  We haven't implemented it yet.
2570           Please compile any offending modules by hand before loading
2571           them into GHCi.</para>
2572         </listitem>
2573       </varlistentry>
2574
2575       <varlistentry>
2576         <term>
2577           <literal>-O</literal> doesn't work with GHCi!
2578           <indexterm><primary><option>-O</option></primary></indexterm>
2579          </term>
2580         <listitem>
2581           <para>For technical reasons, the bytecode compiler doesn't
2582           interact well with one of the optimisation passes, so we
2583           have disabled optimisation when using the interpreter.  This
2584           isn't a great loss: you'll get a much bigger win by
2585           compiling the bits of your code that need to go fast, rather
2586           than interpreting them with optimisation turned on.</para>
2587         </listitem>
2588       </varlistentry>
2589
2590       <varlistentry>
2591         <term>Unboxed tuples don't work with GHCi</term>
2592         <listitem>
2593           <para>That's right.  You can always compile a module that
2594           uses unboxed tuples and load it into GHCi, however.
2595           (Incidentally the previous point, namely that
2596           <literal>-O</literal> is incompatible with GHCi, is because
2597           the bytecode compiler can't deal with unboxed
2598           tuples).</para>
2599         </listitem>
2600       </varlistentry>
2601
2602       <varlistentry>
2603         <term>Concurrent threads don't carry on running when GHCi is
2604         waiting for input.</term>
2605         <listitem>
2606           <para>This should work, as long as your GHCi was built with
2607           the <option>-threaded</option> switch, which is the default.
2608           Consult whoever supplied your GHCi installation.</para>
2609         </listitem>
2610       </varlistentry>
2611
2612       <varlistentry>
2613         <term>After using <literal>getContents</literal>, I can't use
2614         <literal>stdin</literal> again until I do
2615         <literal>:load</literal> or <literal>:reload</literal>.</term>
2616
2617         <listitem>
2618           <para>This is the defined behaviour of
2619           <literal>getContents</literal>: it puts the stdin Handle in
2620           a state known as <firstterm>semi-closed</firstterm>, wherein
2621           any further I/O operations on it are forbidden.  Because I/O
2622           state is retained between computations, the semi-closed
2623           state persists until the next <literal>:load</literal> or
2624           <literal>:reload</literal> command.</para>
2625
2626           <para>You can make <literal>stdin</literal> reset itself
2627           after every evaluation by giving GHCi the command
2628           <literal>:set +r</literal>.  This works because
2629           <literal>stdin</literal> is just a top-level expression that
2630           can be reverted to its unevaluated state in the same way as
2631           any other top-level expression (CAF).</para>
2632         </listitem>
2633       </varlistentry>
2634
2635       <varlistentry>
2636         <term>I can't use Control-C to interrupt computations in
2637           GHCi on Windows.</term>
2638         <listitem>
2639           <para>See <xref linkend="ghci-windows"/></para>
2640         </listitem>
2641       </varlistentry>
2642     </variablelist>
2643   </sect1>
2644
2645 </chapter>
2646
2647 <!-- Emacs stuff:
2648      ;;; Local Variables: ***
2649      ;;; mode: xml ***
2650      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
2651      ;;; End: ***
2652  -->