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1 <?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1"?>
2 <chapter id="using-ghc">
3   <title>Using GHC</title>
4
5   <indexterm><primary>GHC, using</primary></indexterm>
6   <indexterm><primary>using GHC</primary></indexterm>
7
8   <sect1>
9     <title>Options overview</title>
10     
11     <para>GHC's behaviour is controlled by
12     <firstterm>options</firstterm>, which for historical reasons are
13     also sometimes referred to as command-line flags or arguments.
14     Options can be specified in three ways:</para>
15
16     <sect2>
17       <title>Command-line arguments</title>
18       
19       <indexterm><primary>structure, command-line</primary></indexterm>
20       <indexterm><primary>command-line</primary><secondary>arguments</secondary></indexterm>
21       <indexterm><primary>arguments</primary><secondary>command-line</secondary></indexterm>
22       
23       <para>An invocation of GHC takes the following form:</para>
24
25 <screen>
26 ghc [argument...]
27 </screen>
28
29       <para>Command-line arguments are either options or file names.</para>
30
31       <para>Command-line options begin with <literal>-</literal>.
32       They may <emphasis>not</emphasis> be grouped:
33       <option>-vO</option> is different from <option>-v -O</option>.
34       Options need not precede filenames: e.g., <literal>ghc *.o -o
35       foo</literal>.  All options are processed and then applied to
36       all files; you cannot, for example, invoke <literal>ghc -c -O1
37       Foo.hs -O2 Bar.hs</literal> to apply different optimisation
38       levels to the files <filename>Foo.hs</filename> and
39       <filename>Bar.hs</filename>.</para>
40     </sect2>
41
42     <sect2 id="source-file-options">
43       <title>Command line options in source files</title>
44     
45       <indexterm><primary>source-file options</primary></indexterm>
46
47       <para>Sometimes it is useful to make the connection between a
48       source file and the command-line options it requires quite
49       tight. For instance, if a Haskell source file uses GHC
50       extensions, it will always need to be compiled with the
51       <option>-fglasgow-exts</option> option.  Rather than maintaining
52       the list of per-file options in a <filename>Makefile</filename>,
53       it is possible to do this directly in the source file using the
54       <literal>OPTIONS_GHC</literal> pragma <indexterm><primary>OPTIONS_GHC
55       pragma</primary></indexterm>:</para>
56
57 <programlisting>
58 {-# OPTIONS_GHC -fglasgow-exts #-}
59 module X where
60 ...
61 </programlisting>
62       
63       <para><literal>OPTIONS_GHC</literal> pragmas are only looked for at
64       the top of your source files, upto the first
65       (non-literate,non-empty) line not containing
66       <literal>OPTIONS_GHC</literal>. Multiple <literal>OPTIONS_GHC</literal>
67       pragmas are recognised.  Do not put comments before, or on the same line
68         as, the <literal>OPTIONS_GHC</literal> pragma.</para>
69
70       <para>Note that your command shell does not
71       get to the source file options, they are just included literally
72       in the array of command-line arguments the compiler
73       maintains internally, so you'll be desperately disappointed if
74       you try to glob etc. inside <literal>OPTIONS_GHC</literal>.</para>
75
76       <para>NOTE: the contents of OPTIONS_GHC are appended to the
77       command-line options, so options given in the source file
78       override those given on the command-line.</para>
79
80       <para>It is not recommended to move all the contents of your
81       Makefiles into your source files, but in some circumstances, the
82       <literal>OPTIONS_GHC</literal> pragma is the Right Thing. (If you
83       use <option>-keep-hc-file</option> and have OPTION flags in
84       your module, the OPTIONS_GHC will get put into the generated .hc
85       file).</para>
86     </sect2>
87
88     <sect2>
89       <title>Setting options in GHCi</title>
90
91       <para>Options may also be modified from within GHCi, using the
92       <literal>:set</literal> command.  See <xref linkend="ghci-set"/>
93       for more details.</para>
94     </sect2>
95   </sect1>
96     
97   <sect1 id="static-dynamic-flags">
98     <title>Static, Dynamic, and Mode options</title>
99     <indexterm><primary>static</primary><secondary>options</secondary>
100     </indexterm>
101     <indexterm><primary>dynamic</primary><secondary>options</secondary>
102     </indexterm>
103     <indexterm><primary>mode</primary><secondary>options</secondary>
104     </indexterm>
105
106     <para>Each of GHC's command line options is classified as
107     <firstterm>static</firstterm>, <firstterm>dynamic</firstterm> or
108       <firstterm>mode</firstterm>:</para>
109
110     <variablelist>
111       <varlistentry>
112         <term>Mode flags</term>
113         <listitem>
114           <para>For example, <option>--make</option> or <option>-E</option>.
115             There may only be a single mode flag on the command line.  The
116             available modes are listed in <xref linkend="modes"/>.</para>
117         </listitem>
118       </varlistentry>
119       <varlistentry>
120         <term>Dynamic Flags</term>
121         <listitem>
122           <para>Most non-mode flags fall into this category.  A dynamic flag
123             may be used on the command line, in a
124             <literal>GHC_OPTIONS</literal> pragma in a source file, or set
125             using <literal>:set</literal> in GHCi.</para>
126         </listitem>
127       </varlistentry>
128       <varlistentry>
129         <term>Static Flags</term>
130         <listitem>
131           <para>A few flags are "static", which means they can only be used on
132             the command-line, and remain in force over the entire GHC/GHCi
133             run.</para>
134         </listitem>
135       </varlistentry>
136     </variablelist>
137     
138     <para>The flag reference tables (<xref
139     linkend="flag-reference"/>) lists the status of each flag.</para>
140
141     <para>There are a few flags that are static except that they can
142     also be used with GHCi's <literal>:set</literal> command; these
143     are listed as &ldquo;static/<literal>:set</literal>&rdquo; in the
144     table.</para> 
145   </sect1>
146
147   <sect1 id="file-suffixes">
148     <title>Meaningful file suffixes</title>
149
150     <indexterm><primary>suffixes, file</primary></indexterm>
151     <indexterm><primary>file suffixes for GHC</primary></indexterm>
152
153     <para>File names with &ldquo;meaningful&rdquo; suffixes (e.g.,
154     <filename>.lhs</filename> or <filename>.o</filename>) cause the
155     &ldquo;right thing&rdquo; to happen to those files.</para>
156
157     <variablelist>
158
159       <varlistentry>
160         <term><filename>.hs</filename></term>
161         <listitem>
162           <para>A Haskell module.</para>
163         </listitem>
164       </varlistentry>
165
166       <varlistentry>
167         <term>
168           <filename>.lhs</filename>
169           <indexterm><primary><literal>lhs</literal> suffix</primary></indexterm>
170         </term>
171         <listitem>
172           <para>A &ldquo;literate Haskell&rdquo; module.</para>
173         </listitem>
174       </varlistentry>
175
176       <varlistentry>
177         <term><filename>.hi</filename></term>
178         <listitem>
179           <para>A Haskell interface file, probably
180           compiler-generated.</para>
181         </listitem>
182       </varlistentry>
183
184       <varlistentry>
185         <term><filename>.hc</filename></term>
186         <listitem>
187           <para>Intermediate C file produced by the Haskell
188           compiler.</para>
189         </listitem>
190       </varlistentry>
191
192       <varlistentry>
193         <term><filename>.c</filename></term>
194         <listitem>
195           <para>A C&nbsp;file not produced by the Haskell
196           compiler.</para>
197         </listitem>
198       </varlistentry>
199       
200       <varlistentry>
201         <term><filename>.s</filename></term>
202         <listitem>
203           <para>An assembly-language source file, usually produced by
204           the compiler.</para>
205         </listitem>
206       </varlistentry>
207
208       <varlistentry>
209         <term><filename>.o</filename></term>
210         <listitem>
211           <para>An object file, produced by an assembler.</para>
212         </listitem>
213       </varlistentry>
214     </variablelist>
215
216     <para>Files with other suffixes (or without suffixes) are passed
217     straight to the linker.</para>
218
219   </sect1>
220
221   <sect1 id="modes">
222     <title>Modes of operation</title>
223
224     <para>GHC's behaviour is firstly controlled by a mode flag.  Only
225     one of these flags may be given, but it does not necessarily need
226     to be the first option on the command-line.  The available modes
227     are:</para>
228
229     <variablelist>
230       <varlistentry>
231         <term>
232           <cmdsynopsis><command>ghc --interactive</command>
233           </cmdsynopsis>
234           <indexterm><primary>interactive mode</primary></indexterm>
235           <indexterm><primary>ghci</primary></indexterm>
236         </term>
237         <listitem>
238           <para>Interactive mode, which is also available as
239           <command>ghci</command>.  Interactive mode is described in
240           more detail in <xref linkend="ghci"/>.</para>
241         </listitem>
242       </varlistentry>
243       
244       <varlistentry>
245         <term>
246           <cmdsynopsis><command>ghc --make</command>
247           </cmdsynopsis>
248           <indexterm><primary>make mode</primary></indexterm>
249           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;make</option></primary></indexterm>
250         </term>
251         <listitem>
252           <para>In this mode, GHC will build a multi-module Haskell
253           program automatically, figuring out dependencies for itself.
254           If you have a straightforward Haskell program, this is
255           likely to be much easier, and faster, than using
256           <command>make</command>.  Make mode is described in <xref
257           linkend="make-mode"/>.</para>
258         </listitem>
259       </varlistentry>
260
261       <varlistentry>
262         <term>
263           <cmdsynopsis><command>ghc -e</command>
264              <arg choice='plain'><replaceable>expr</replaceable></arg>
265           </cmdsynopsis>
266           <indexterm><primary>eval mode</primary></indexterm>
267         </term>
268         <listitem>
269           <para>Expression-evaluation mode.  This is very similar to
270           interactive mode, except that there is a single expression
271           to evaluate (<replaceable>expr</replaceable>) which is given
272           on the command line.  See <xref linkend="eval-mode"/> for
273           more details.</para>
274         </listitem>
275       </varlistentry>
276       
277       <varlistentry>
278         <term>
279           <cmdsynopsis>
280             <command>ghc -E</command>
281             <command>ghc -c</command>
282             <command>ghc -S</command>
283             <command>ghc -c</command>
284           </cmdsynopsis>
285           <indexterm><primary><option>-E</option></primary></indexterm>
286           <indexterm><primary><option>-C</option></primary></indexterm>
287           <indexterm><primary><option>-S</option></primary></indexterm>
288           <indexterm><primary><option>-c</option></primary></indexterm>
289         </term>
290         <listitem>
291           <para>This is the traditional batch-compiler mode, in which
292           GHC can compile source files one at a time, or link objects
293           together into an executable.  This mode also applies if
294           there is no other mode flag specified on the command line,
295           in which case it means that the specified files should be
296           compiled and then linked to form a program. See <xref
297           linkend="options-order"/>.</para>
298         </listitem>
299       </varlistentry>
300
301       <varlistentry>
302         <term>
303           <cmdsynopsis>
304             <command>ghc -M</command>
305           </cmdsynopsis>
306           <indexterm><primary>dependency-generation mode</primary></indexterm>
307         </term>
308         <listitem>
309           <para>Dependency-generation mode.  In this mode, GHC can be
310           used to generate dependency information suitable for use in
311           a <literal>Makefile</literal>.  See <xref
312           linkend="makefile-dependencies"/>.</para>
313         </listitem>
314       </varlistentry>
315
316       <varlistentry>
317         <term>
318           <cmdsynopsis>
319             <command>ghc --mk-dll</command>
320           </cmdsynopsis>
321           <indexterm><primary>DLL-creation mode</primary></indexterm>
322         </term>
323         <listitem>
324           <para>DLL-creation mode (Windows only).  See <xref
325           linkend="win32-dlls-create"/>.</para>
326         </listitem>
327       </varlistentry>
328
329       <varlistentry>
330         <term>
331           <cmdsynopsis>
332           <command>ghc --help</command> <command>ghc -?</command>
333             </cmdsynopsis>
334           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;help</option></primary></indexterm>
335         </term>
336         <listitem>
337           <para>Cause GHC to spew a long usage message to standard
338           output and then exit.</para>
339         </listitem>
340       </varlistentry>
341
342       <varlistentry>
343         <term>
344           <cmdsynopsis>
345             <command>ghc --show-iface <replaceable>file</replaceable></command>
346           </cmdsynopsis>
347           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;--show-iface</option></primary></indexterm>
348         </term>
349         <listitem>
350               <para>Read the interface in
351               <replaceable>file</replaceable> and dump it as text to
352               <literal>stdout</literal>. For example <literal>ghc --show-iface M.hi</literal>.</para>
353         </listitem>
354       </varlistentry>
355
356       <varlistentry>
357         <term>
358           <cmdsynopsis>
359             <command>ghc --supported-languages</command>
360           </cmdsynopsis>
361           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;supported-languages</option></primary></indexterm>
362         </term>
363         <listitem>
364           <para>Print the supported language extensions.</para>
365         </listitem>
366       </varlistentry>
367
368       <varlistentry>
369         <term>
370           <cmdsynopsis>
371             <command>ghc --info</command>
372           </cmdsynopsis>
373           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;info</option></primary></indexterm>
374         </term>
375         <listitem>
376           <para>Print information about the compiler.</para>
377         </listitem>
378       </varlistentry>
379
380       <varlistentry>
381         <term>
382           <cmdsynopsis>
383             <command>ghc --version</command>
384             <command>ghc -V</command>
385           </cmdsynopsis>
386           <indexterm><primary><option>-V</option></primary></indexterm>
387           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;version</option></primary></indexterm>
388         </term>
389         <listitem>
390           <para>Print a one-line string including GHC's version number.</para>
391         </listitem>
392       </varlistentry>
393
394       <varlistentry>
395         <term>
396           <cmdsynopsis>
397             <command>ghc --numeric-version</command>
398           </cmdsynopsis>
399           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;numeric-version</option></primary></indexterm>
400         </term>
401         <listitem>
402           <para>Print GHC's numeric version number only.</para>
403         </listitem>
404       </varlistentry>
405
406       <varlistentry>
407         <term>
408           <cmdsynopsis>
409             <command>ghc --print-libdir</command>
410           </cmdsynopsis>
411           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;print-libdir</option></primary></indexterm>
412         </term>
413         <listitem>
414           <para>Print the path to GHC's library directory.  This is
415           the top of the directory tree containing GHC's libraries,
416           interfaces, and include files (usually something like
417           <literal>/usr/local/lib/ghc-5.04</literal> on Unix).  This
418           is the value of
419           <literal>$libdir</literal><indexterm><primary><literal>libdir</literal></primary></indexterm>
420       in the package configuration file
421       (see <xref linkend="packages"/>).</para>
422         </listitem>
423       </varlistentry>
424
425       <varlistentry>
426         <term>
427           <cmdsynopsis>
428             <command>ghc --print-docdir</command>
429           </cmdsynopsis>
430           <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;print-docdir</option></primary></indexterm>
431         </term>
432         <listitem>
433           <para>Print the path to GHC's documentation directory. Note that
434       some distributions do no include the documentation, in which case
435       this directory may be empty or may not exist.</para>
436         </listitem>
437       </varlistentry>
438
439     </variablelist>
440
441     <sect2 id="make-mode">
442       <title>Using <command>ghc</command> <option>&ndash;&ndash;make</option></title>
443       <indexterm><primary><option>&ndash;&ndash;make</option></primary></indexterm>
444       <indexterm><primary>separate compilation</primary></indexterm>
445       
446       <para>When given the <option>&ndash;&ndash;make</option> option,
447       GHC will build a multi-module Haskell program by following
448       dependencies from one or more root modules (usually just
449       <literal>Main</literal>).  For example, if your
450       <literal>Main</literal> module is in a file called
451       <filename>Main.hs</filename>, you could compile and link the
452       program like this:</para>
453
454 <screen>
455 ghc &ndash;&ndash;make Main.hs
456 </screen>
457
458       <para>The command line may contain any number of source file
459       names or module names; GHC will figure out all the modules in
460       the program by following the imports from these initial modules.
461       It will then attempt to compile each module which is out of
462       date, and finally, if there is a <literal>Main</literal> module,
463       the program will also be linked into an executable.</para>
464
465       <para>The main advantages to using <literal>ghc
466       &ndash;&ndash;make</literal> over traditional
467       <literal>Makefile</literal>s are:</para>
468
469       <itemizedlist>
470         <listitem>
471           <para>GHC doesn't have to be restarted for each compilation,
472           which means it can cache information between compilations.
473           Compiling a multi-module program with <literal>ghc
474           &ndash;&ndash;make</literal> can be up to twice as fast as
475           running <literal>ghc</literal> individually on each source
476           file.</para>
477         </listitem>
478         <listitem>
479           <para>You don't have to write a <literal>Makefile</literal>.</para>
480           <indexterm><primary><literal>Makefile</literal>s</primary><secondary>avoiding</secondary></indexterm>
481         </listitem>
482         <listitem>
483           <para>GHC re-calculates the dependencies each time it is
484           invoked, so the dependencies never get out of sync with the
485           source.</para>
486         </listitem>
487       </itemizedlist>
488       
489       <para>Any of the command-line options described in the rest of
490       this chapter can be used with
491       <option>&ndash;&ndash;make</option>, but note that any options
492       you give on the command line will apply to all the source files
493       compiled, so if you want any options to apply to a single source
494       file only, you'll need to use an <literal>OPTIONS_GHC</literal>
495       pragma (see <xref linkend="source-file-options"/>).</para>
496
497       <para>If the program needs to be linked with additional objects
498       (say, some auxiliary C code), then the object files can be
499       given on the command line and GHC will include them when linking
500       the executable.</para>
501       
502       <para>Note that GHC can only follow dependencies if it has the
503       source file available, so if your program includes a module for
504       which there is no source file, even if you have an object and an
505       interface file for the module, then GHC will complain.  The
506       exception to this rule is for package modules, which may or may
507       not have source files.</para>
508
509       <para>The source files for the program don't all need to be in
510       the same directory; the <option>-i</option> option can be used
511       to add directories to the search path (see <xref
512       linkend="search-path"/>).</para>
513     </sect2>
514   
515     <sect2 id="eval-mode">
516       <title>Expression evaluation mode</title>
517
518       <para>This mode is very similar to interactive mode, except that
519       there is a single expression to evaluate which is specified on
520       the command line as an argument to the <option>-e</option>
521       option:</para>
522
523 <screen>
524 ghc -e <replaceable>expr</replaceable>
525 </screen>
526
527       <para>Haskell source files may be named on the command line, and
528       they will be loaded exactly as in interactive mode.  The
529       expression is evaluated in the context of the loaded
530       modules.</para>
531
532       <para>For example, to load and run a Haskell program containing
533       a module <literal>Main</literal>, we might say</para>
534
535 <screen>
536 ghc -e Main.main Main.hs
537 </screen>
538       
539       <para>or we can just use this mode to evaluate expressions in
540       the context of the <literal>Prelude</literal>:</para>
541
542 <screen>
543 $ ghc -e "interact (unlines.map reverse.lines)"
544 hello
545 olleh
546 </screen>
547     </sect2>
548
549     <sect2 id="options-order">
550       <title>Batch compiler mode</title>
551       
552       <para>In <emphasis>batch mode</emphasis>, GHC will compile one or more source files
553       given on the command line.</para>
554       
555       <para>The first phase to run is determined by each input-file
556       suffix, and the last phase is determined by a flag.  If no
557       relevant flag is present, then go all the way through to linking.
558       This table summarises:</para>
559       
560       <informaltable>
561         <tgroup cols="4">
562           <colspec align="left"/>
563           <colspec align="left"/>
564           <colspec align="left"/>
565           <colspec align="left"/>
566           
567           <thead>
568             <row>
569               <entry>Phase of the compilation system</entry>
570               <entry>Suffix saying &ldquo;start here&rdquo;</entry>
571               <entry>Flag saying &ldquo;stop after&rdquo;</entry>
572               <entry>(suffix of) output file</entry>
573             </row>
574           </thead>
575           <tbody>
576             <row>
577               <entry>literate pre-processor</entry>
578               <entry><literal>.lhs</literal></entry>
579               <entry>-</entry>
580               <entry><literal>.hs</literal></entry>
581             </row>
582             
583             <row>
584               <entry>C pre-processor (opt.) </entry>
585               <entry><literal>.hs</literal> (with
586               <option>-cpp</option>)</entry>
587               <entry><option>-E</option></entry>
588               <entry><literal>.hspp</literal></entry>
589             </row>
590             
591             <row>
592               <entry>Haskell compiler</entry>
593               <entry><literal>.hs</literal></entry>
594               <entry><option>-C</option>, <option>-S</option></entry>
595               <entry><literal>.hc</literal>, <literal>.s</literal></entry>
596             </row>
597             
598             <row>
599               <entry>C compiler (opt.)</entry>
600               <entry><literal>.hc</literal> or <literal>.c</literal></entry>
601               <entry><option>-S</option></entry>
602               <entry><literal>.s</literal></entry>
603             </row>
604             
605             <row>
606               <entry>assembler</entry>
607               <entry><literal>.s</literal></entry>
608               <entry><option>-c</option></entry>
609               <entry><literal>.o</literal></entry>
610             </row>
611             
612             <row>
613               <entry>linker</entry>
614               <entry><replaceable>other</replaceable></entry>
615               <entry>-</entry>
616               <entry><filename>a.out</filename></entry>
617             </row>
618           </tbody>
619         </tgroup>
620       </informaltable>
621       
622       <indexterm><primary><option>-C</option></primary></indexterm>
623       <indexterm><primary><option>-E</option></primary></indexterm>
624       <indexterm><primary><option>-S</option></primary></indexterm>
625       <indexterm><primary><option>-c</option></primary></indexterm>
626       
627       <para>Thus, a common invocation would be: </para>
628
629 <screen>
630 ghc -c Foo.hs</screen>
631       
632       <para>to compile the Haskell source file
633       <filename>Foo.hs</filename> to an object file
634       <filename>Foo.o</filename>.</para>
635
636       <para>Note: What the Haskell compiler proper produces depends on
637       whether a native-code generator<indexterm><primary>native-code
638       generator</primary></indexterm> is used (producing assembly
639       language) or not (producing C).  See <xref
640       linkend="options-codegen"/> for more details.</para>
641
642       <para>Note: C pre-processing is optional, the
643       <option>-cpp</option><indexterm><primary><option>-cpp</option></primary></indexterm>
644       flag turns it on.  See <xref linkend="c-pre-processor"/> for more
645       details.</para>
646       
647       <para>Note: The option <option>-E</option><indexterm><primary>-E
648       option</primary></indexterm> runs just the pre-processing passes
649       of the compiler, dumping the result in a file.</para>
650
651       <sect3 id="overriding-suffixes">
652         <title>Overriding the default behaviour for a file</title>
653
654         <para>As described above, the way in which a file is processed by GHC
655           depends on its suffix.  This behaviour can be overridden using the
656           <option>-x</option> option:</para>
657
658         <variablelist>
659           <varlistentry>
660             <term><option>-x</option> <replaceable>suffix</replaceable>
661                       <indexterm><primary><option>-x</option></primary>
662               </indexterm></term>
663               <listitem>
664                 <para>Causes all files following this option on the command
665                   line to be processed as if they had the suffix
666                   <replaceable>suffix</replaceable>.  For example, to compile a
667                   Haskell module in the file <literal>M.my-hs</literal>,
668                   use <literal>ghc -c -x hs M.my-hs</literal>.</para>
669               </listitem>
670           </varlistentry>
671         </variablelist>
672       </sect3>
673
674     </sect2>
675   </sect1>
676
677   <sect1 id="options-help">
678     <title>Help and verbosity options</title>
679
680     <indexterm><primary>help options</primary></indexterm>
681     <indexterm><primary>verbosity options</primary></indexterm>
682
683     <para>See also the <option>--help</option>, <option>--version</option>, <option>--numeric-version</option>,
684     and <option>--print-libdir</option> modes in <xref linkend="modes"/>.</para>
685     <variablelist>
686       <varlistentry>
687         <term>
688           <option>-n</option>
689           <indexterm><primary><option>-n</option></primary></indexterm>
690         </term>
691         <listitem>
692           <para>Does a dry-run, i.e. GHC goes through all the motions
693           of compiling as normal, but does not actually run any
694           external commands.</para>
695         </listitem>
696       </varlistentry>
697
698       <varlistentry>
699         <term>
700           <option>-v</option>
701           <indexterm><primary><option>-v</option></primary></indexterm>
702         </term>
703         <listitem>
704           <para>The <option>-v</option> option makes GHC
705           <emphasis>verbose</emphasis>: it reports its version number
706           and shows (on stderr) exactly how it invokes each phase of
707           the compilation system.  Moreover, it passes the
708           <option>-v</option> flag to most phases; each reports its
709           version number (and possibly some other information).</para>
710
711           <para>Please, oh please, use the <option>-v</option> option
712           when reporting bugs!  Knowing that you ran the right bits in
713           the right order is always the first thing we want to
714           verify.</para>
715         </listitem>
716       </varlistentry>
717         
718       <varlistentry>
719         <term>
720           <option>-v</option><replaceable>n</replaceable>
721           <indexterm><primary><option>-v</option></primary></indexterm>
722         </term>
723         <listitem>
724           <para>To provide more control over the compiler's verbosity,
725           the <option>-v</option> flag takes an optional numeric
726           argument.  Specifying <option>-v</option> on its own is
727           equivalent to <option>-v3</option>, and the other levels
728           have the following meanings:</para>
729           
730           <variablelist>
731             <varlistentry>
732               <term><option>-v0</option></term>
733               <listitem>
734                 <para>Disable all non-essential messages (this is the
735                 default).</para>
736               </listitem>
737             </varlistentry>
738
739             <varlistentry>
740               <term><option>-v1</option></term>
741               <listitem>
742                 <para>Minimal verbosity: print one line per
743                 compilation (this is the default when
744                 <option>&ndash;&ndash;make</option> or
745                 <option>&ndash;&ndash;interactive</option> is on).</para>
746               </listitem>
747             </varlistentry>
748
749             <varlistentry>
750               <term><option>-v2</option></term>
751               <listitem>
752                 <para>Print the name of each compilation phase as it
753                 is executed. (equivalent to
754                 <option>-dshow-passes</option>).</para>
755               </listitem>
756             </varlistentry>
757
758             <varlistentry>
759               <term><option>-v3</option></term>
760               <listitem>
761                 <para>The same as <option>-v2</option>, except that in
762                 addition the full command line (if appropriate) for
763                 each compilation phase is also printed.</para>
764               </listitem>
765             </varlistentry>
766
767             <varlistentry>
768               <term><option>-v4</option></term>
769               <listitem>
770                 <para>The same as <option>-v3</option> except that the
771                 intermediate program representation after each
772                 compilation phase is also printed (excluding
773                 preprocessed and C/assembly files).</para>
774               </listitem>
775             </varlistentry>
776           </variablelist>
777         </listitem>
778       </varlistentry>
779       
780       <varlistentry>
781         <term><option>-ferror-spans</option>
782           <indexterm><primary><option>-ferror-spans</option></primary>
783           </indexterm>
784         </term>
785         <listitem>
786           <para>Causes GHC to emit the full source span of the
787           syntactic entity relating to an error message.  Normally, GHC
788           emits the source location of the start of the syntactic
789           entity only.</para>
790
791           <para>For example:</para>
792
793 <screen>test.hs:3:6: parse error on input `where'</screen>
794
795           <para>becomes:</para>
796
797 <screen>test296.hs:3:6-10: parse error on input `where'</screen>
798
799           <para>And multi-line spans are possible too:</para>
800
801 <screen>test.hs:(5,4)-(6,7):
802     Conflicting definitions for `a'
803     Bound at: test.hs:5:4
804               test.hs:6:7
805     In the binding group for: a, b, a</screen>
806
807           <para>Note that line numbers start counting at one, but
808           column numbers start at zero.  This choice was made to
809           follow existing convention (i.e. this is how Emacs does
810           it).</para>
811         </listitem>
812       </varlistentry>
813
814       <varlistentry>
815         <term><option>-H</option><replaceable>size</replaceable>
816         <indexterm><primary><option>-H</option></primary></indexterm>
817         </term>
818         <listitem>
819           <para>Set the minimum size of the heap to
820           <replaceable>size</replaceable>.
821           This option is equivalent to
822           <literal>+RTS&nbsp;-H<replaceable>size</replaceable></literal>,
823           see <xref linkend="rts-options-gc" />.
824           </para>
825         </listitem>
826       </varlistentry>
827
828       <varlistentry>
829         <term><option>-Rghc-timing</option>
830         <indexterm><primary><option>-Rghc-timing</option></primary></indexterm>
831         </term>
832         <listitem>
833           <para>Prints a one-line summary of timing statistics for the
834           GHC run.  This option is equivalent to
835           <literal>+RTS&nbsp;-tstderr</literal>, see <xref
836           linkend="rts-options-gc" />.
837           </para>
838         </listitem>
839       </varlistentry>
840     </variablelist>
841   </sect1>
842
843   &separate;
844
845   <sect1 id="options-sanity">
846     <title>Warnings and sanity-checking</title>
847
848     <indexterm><primary>sanity-checking options</primary></indexterm>
849     <indexterm><primary>warnings</primary></indexterm>
850
851
852     <para>GHC has a number of options that select which types of
853     non-fatal error messages, otherwise known as warnings, can be
854     generated during compilation.  By default, you get a standard set
855     of warnings which are generally likely to indicate bugs in your
856     program.  These are:
857     <option>-fwarn-overlapping-patterns</option>,
858     <option>-fwarn-deprecations</option>,
859     <option>-fwarn-duplicate-exports</option>,
860     <option>-fwarn-missing-fields</option>, and
861     <option>-fwarn-missing-methods</option>.  The following flags are
862     simple ways to select standard &ldquo;packages&rdquo; of warnings:
863     </para>
864
865     <variablelist>
866
867       <varlistentry>
868         <term><option>-W</option>:</term>
869         <listitem>
870           <indexterm><primary>-W option</primary></indexterm>
871           <para>Provides the standard warnings plus
872           <option>-fwarn-incomplete-patterns</option>,
873           <option>-fwarn-dodgy-imports</option>,
874           <option>-fwarn-unused-matches</option>,
875           <option>-fwarn-unused-imports</option>, and
876           <option>-fwarn-unused-binds</option>.</para>
877         </listitem>
878       </varlistentry>
879
880       <varlistentry>
881         <term><option>-Wall</option>:</term>
882         <listitem>
883           <indexterm><primary><option>-Wall</option></primary></indexterm>
884           <para>Turns on all warning options that indicate potentially
885           suspicious code.  The warnings that are
886           <emphasis>not</emphasis> enabled by <option>-Wall</option>
887           are
888             <option>-fwarn-simple-patterns</option>,
889             <option>-fwarn-tabs</option>,
890             <option>-fwarn-incomplete-record-updates</option>,
891             <option>-fwarn-monomorphism-restriction</option>, and
892             <option>-fwarn-implicit-prelude</option>.</para>
893         </listitem>
894       </varlistentry>
895
896       <varlistentry>
897         <term><option>-w</option>:</term>
898         <listitem>
899           <indexterm><primary><option>-w</option></primary></indexterm>
900           <para>Turns off all warnings, including the standard ones and
901       those that <literal>-Wall</literal> doesn't enable.</para>
902         </listitem>
903       </varlistentry>
904
905       <varlistentry>
906         <term><option>-Werror</option>:</term>
907         <listitem>
908           <indexterm><primary><option>-Werror</option></primary></indexterm>
909           <para>Makes any warning into a fatal error. Useful so that you don't 
910             miss warnings when doing batch compilation. </para>
911         </listitem>
912       </varlistentry>
913
914       <varlistentry>
915         <term><option>-Wwarn</option>:</term>
916         <listitem>
917           <indexterm><primary><option>-Wwarn</option></primary></indexterm>
918           <para>Warnings are treated only as warnings, not as errors. This is
919             the default, but can be useful to negate a
920         <option>-Werror</option> flag.</para>
921         </listitem>
922       </varlistentry>
923
924     </variablelist>
925
926     <para>The full set of warning options is described below.  To turn
927     off any warning, simply give the corresponding
928     <option>-fno-warn-...</option> option on the command line.</para>
929
930     <variablelist>
931
932       <varlistentry>
933         <term><option>-fwarn-deprecations</option>:</term>
934         <listitem>
935           <indexterm><primary><option>-fwarn-deprecations</option></primary>
936           </indexterm>
937           <indexterm><primary>deprecations</primary></indexterm>
938           <para>Causes a warning to be emitted when a deprecated
939           function or type is used.  Entities can be marked as
940           deprecated using a pragma, see <xref
941           linkend="deprecated-pragma"/>.</para>
942
943           <para>This option is on by default.</para>
944         </listitem>
945       </varlistentry>
946
947       <varlistentry>
948         <term><option>-fwarn-dodgy-imports</option>:</term>
949         <listitem>
950           <indexterm><primary><option>-fwarn-dodgy-imports</option></primary>
951           </indexterm>
952           <para>Causes a warning to be emitted when a a datatype
953       <literal>T</literal> is imported
954       with all constructors, i.e. <literal>T(..)</literal>, but has been
955       exported abstractly, i.e. <literal>T</literal>.</para>
956         </listitem>
957       </varlistentry>
958
959       <varlistentry>
960         <term><option>-fwarn-duplicate-exports</option>:</term>
961         <listitem>
962           <indexterm><primary><option>-fwarn-duplicate-exports</option></primary></indexterm>
963           <indexterm><primary>duplicate exports, warning</primary></indexterm>
964           <indexterm><primary>export lists, duplicates</primary></indexterm>
965
966           <para>Have the compiler warn about duplicate entries in
967           export lists. This is useful information if you maintain
968           large export lists, and want to avoid the continued export
969           of a definition after you've deleted (one) mention of it in
970           the export list.</para>
971
972           <para>This option is on by default.</para>
973         </listitem>
974       </varlistentry>
975
976       <varlistentry>
977         <term><option>-fwarn-hi-shadowing</option>:</term>
978         <listitem>
979           <indexterm><primary><option>-fwarn-hi-shadowing</option></primary></indexterm>
980           <indexterm><primary>shadowing</primary>
981             <secondary>interface files</secondary></indexterm>
982
983           <para>Causes the compiler to emit a warning when a module or
984           interface file in the current directory is shadowing one
985           with the same module name in a library or other
986           directory.</para>
987         </listitem>
988       </varlistentry>
989
990       <varlistentry>
991         <term><option>-fwarn-implicit-prelude</option>:</term>
992         <listitem>
993           <indexterm><primary><option>-fwarn-implicit-prelude</option></primary></indexterm>
994           <indexterm><primary>implicit prelude, warning</primary></indexterm>
995           <para>Have the compiler warn if the Prelude is implicitly
996           imported.  This happens unless either the Prelude module is
997           explicitly imported with an <literal>import ... Prelude ...</literal>
998           line, or this implicit import is disabled (either by
999           <option>-fno-implicit-prelude</option> or a
1000           <literal>LANGUAGE NoImplicitPrelude</literal> pragma).</para>
1001
1002           <para>Note that no warning is given for syntax that implicitly
1003           refers to the Prelude, even if <option>-fno-implicit-prelude</option>
1004           would change whether it refers to the Prelude.
1005           For example, no warning is given when
1006           <literal>368</literal> means
1007           <literal>Prelude.fromInteger (368::Prelude.Integer)</literal>
1008           (where <literal>Prelude</literal> refers to the actual Prelude module,
1009           regardless of the imports of the module being compiled).</para>
1010
1011           <para>This warning is off by default.</para>
1012         </listitem>
1013       </varlistentry>
1014
1015       <varlistentry>
1016         <term><option>-fwarn-incomplete-patterns</option>:</term>
1017         <listitem>
1018           <indexterm><primary><option>-fwarn-incomplete-patterns</option></primary></indexterm>
1019           <indexterm><primary>incomplete patterns, warning</primary></indexterm>
1020           <indexterm><primary>patterns, incomplete</primary></indexterm>
1021
1022           <para>Similarly for incomplete patterns, the function
1023           <function>g</function> below will fail when applied to
1024           non-empty lists, so the compiler will emit a warning about
1025           this when <option>-fwarn-incomplete-patterns</option> is
1026           enabled.</para>
1027
1028 <programlisting>
1029 g [] = 2
1030 </programlisting>
1031
1032           <para>This option isn't enabled by default because it can be
1033           a bit noisy, and it doesn't always indicate a bug in the
1034           program.  However, it's generally considered good practice
1035           to cover all the cases in your functions.</para>
1036         </listitem>
1037       </varlistentry>
1038
1039       <varlistentry>
1040         <term><option>-fwarn-incomplete-record-updates</option>:</term>
1041         <listitem>
1042           <indexterm><primary><option>-fwarn-incomplete-record-updates</option></primary></indexterm>
1043           <indexterm><primary>incomplete record updates, warning</primary></indexterm>
1044           <indexterm><primary>record updates, incomplete</primary></indexterm>
1045
1046           <para>The function
1047           <function>f</function> below will fail when applied to
1048           <literal>Bar</literal>, so the compiler will emit a warning about
1049           this when <option>-fwarn-incomplete-record-updates</option> is
1050           enabled.</para>
1051
1052 <programlisting>
1053 data Foo = Foo { x :: Int }
1054          | Bar
1055
1056 f :: Foo -> Foo
1057 f foo = foo { x = 6 }
1058 </programlisting>
1059
1060           <para>This option isn't enabled by default because it can be
1061           very noisy, and it often doesn't indicate a bug in the
1062           program.</para>
1063         </listitem>
1064       </varlistentry>
1065
1066       <varlistentry>
1067         <term>
1068           <option>-fwarn-missing-fields</option>:
1069           <indexterm><primary><option>-fwarn-missing-fields</option></primary></indexterm>
1070           <indexterm><primary>missing fields, warning</primary></indexterm>
1071           <indexterm><primary>fields, missing</primary></indexterm>
1072         </term>
1073         <listitem>
1074
1075           <para>This option is on by default, and warns you whenever
1076           the construction of a labelled field constructor isn't
1077           complete, missing initializers for one or more fields. While
1078           not an error (the missing fields are initialised with
1079           bottoms), it is often an indication of a programmer error.</para>
1080         </listitem>
1081       </varlistentry>
1082
1083       <varlistentry>
1084         <term><option>-fwarn-missing-methods</option>:</term>
1085         <listitem>
1086           <indexterm><primary><option>-fwarn-missing-methods</option></primary></indexterm>
1087           <indexterm><primary>missing methods, warning</primary></indexterm>
1088           <indexterm><primary>methods, missing</primary></indexterm>
1089
1090           <para>This option is on by default, and warns you whenever
1091           an instance declaration is missing one or more methods, and
1092           the corresponding class declaration has no default
1093           declaration for them.</para>
1094           <para>The warning is suppressed if the method name
1095           begins with an underscore.  Here's an example where this is useful:
1096             <programlisting>
1097               class C a where
1098                 _simpleFn :: a -> String
1099                 complexFn :: a -> a -> String
1100                 complexFn x y = ... _simpleFn ...
1101               </programlisting>
1102             The idea is that: (a) users of the class will only call <literal>complexFn</literal>; 
1103             never <literal>_simpleFn</literal>; and (b)
1104             instance declarations can define either <literal>complexFn</literal> or <literal>_simpleFn</literal>.
1105             </para>
1106         </listitem>
1107       </varlistentry>
1108
1109       <varlistentry>
1110         <term><option>-fwarn-missing-signatures</option>:</term>
1111         <listitem>
1112           <indexterm><primary><option>-fwarn-missing-signatures</option></primary></indexterm>
1113           <indexterm><primary>type signatures, missing</primary></indexterm>
1114
1115           <para>If you would like GHC to check that every top-level
1116           function/value has a type signature, use the
1117           <option>-fwarn-missing-signatures</option> option.  As part of
1118             the warning GHC also reports the inferred type.  The
1119           option is off by default.</para>
1120         </listitem>
1121       </varlistentry>
1122
1123       <varlistentry>
1124         <term><option>-fwarn-name-shadowing</option>:</term>
1125         <listitem>
1126           <indexterm><primary><option>-fwarn-name-shadowing</option></primary></indexterm>
1127           <indexterm><primary>shadowing, warning</primary></indexterm>
1128           
1129           <para>This option causes a warning to be emitted whenever an
1130           inner-scope value has the same name as an outer-scope value,
1131           i.e. the inner value shadows the outer one.  This can catch
1132           typographical errors that turn into hard-to-find bugs, e.g.,
1133           in the inadvertent capture of what would be a recursive call in
1134           <literal>f = ... let f = id in ... f ...</literal>.</para>
1135         </listitem>
1136       </varlistentry>
1137
1138       <varlistentry>
1139         <term><option>-fwarn-orphans</option>:</term>
1140         <listitem>
1141           <indexterm><primary><option>-fwarn-orphans</option></primary></indexterm>
1142           <indexterm><primary>orphan instances, warning</primary></indexterm>
1143           <indexterm><primary>orphan rules, warning</primary></indexterm>
1144           
1145           <para>This option causes a warning to be emitted whenever the 
1146             module contains an "orphan" instance declaration or rewrite rule.
1147             An instance declaration is an orphan if it appears in a module in
1148             which neither the class nor the type being instanced are declared
1149             in the same module.  A rule is an orphan if it is a rule for a
1150             function declared in another module.  A module containing any
1151           orphans is called an orphan module.</para>
1152           <para>The trouble with orphans is that GHC must pro-actively read the interface
1153             files for all orphan modules, just in case their instances or rules
1154             play a role, whether or not the module's interface would otherwise 
1155             be of any use.  Other things being equal, avoid orphan modules.</para>
1156         </listitem>
1157       </varlistentry>
1158
1159       <varlistentry>
1160         <term>
1161           <option>-fwarn-overlapping-patterns</option>:
1162           <indexterm><primary><option>-fwarn-overlapping-patterns</option></primary></indexterm>
1163           <indexterm><primary>overlapping patterns, warning</primary></indexterm>
1164           <indexterm><primary>patterns, overlapping</primary></indexterm>
1165         </term>
1166         <listitem>
1167           <para>By default, the compiler will warn you if a set of
1168           patterns are overlapping, e.g.,</para>
1169
1170 <programlisting>
1171 f :: String -&#62; Int
1172 f []     = 0
1173 f (_:xs) = 1
1174 f "2"    = 2
1175 </programlisting>
1176
1177           <para>where the last pattern match in <function>f</function>
1178           won't ever be reached, as the second pattern overlaps
1179           it. More often than not, redundant patterns is a programmer
1180           mistake/error, so this option is enabled by default.</para>
1181         </listitem>
1182       </varlistentry>
1183
1184       <varlistentry>
1185         <term><option>-fwarn-simple-patterns</option>:</term>
1186         <listitem>
1187           <indexterm><primary><option>-fwarn-simple-patterns</option></primary>
1188           </indexterm>
1189           <para>Causes the compiler to warn about lambda-bound
1190           patterns that can fail, eg. <literal>\(x:xs)->...</literal>.
1191           Normally, these aren't treated as incomplete patterns by
1192           <option>-fwarn-incomplete-patterns</option>.</para>
1193           <para>&ldquo;Lambda-bound patterns&rdquo; includes all places where there is a single pattern,
1194             including list comprehensions and do-notation.  In these cases, a pattern-match 
1195             failure is quite legitimate, and triggers filtering (list comprehensions) or
1196             the monad <literal>fail</literal> operation (monads). For example:
1197             <programlisting>
1198               f :: [Maybe a] -> [a]
1199               f xs = [y | Just y &lt;- xs]
1200               </programlisting>
1201             Switching on <option>-fwarn-simple-patterns</option> will elicit warnings about
1202             these probably-innocent cases, which is why the flag is off by default. </para>
1203         </listitem>
1204       </varlistentry>
1205
1206       <varlistentry>
1207         <term><option>-fwarn-tabs</option>:</term>
1208         <listitem>
1209           <indexterm><primary><option>-fwarn-tabs</option></primary></indexterm>
1210           <indexterm><primary>tabs, warning</primary></indexterm>
1211           <para>Have the compiler warn if there are tabs in your source
1212           file.</para>
1213
1214           <para>This warning is off by default.</para>
1215         </listitem>
1216       </varlistentry>
1217
1218       <varlistentry>
1219         <term><option>-fwarn-type-defaults</option>:</term>
1220         <listitem>
1221           <indexterm><primary><option>-fwarn-type-defaults</option></primary></indexterm>
1222           <indexterm><primary>defaulting mechanism, warning</primary></indexterm>
1223           <para>Have the compiler warn/inform you where in your source
1224           the Haskell defaulting mechanism for numeric types kicks
1225           in. This is useful information when converting code from a
1226           context that assumed one default into one with another,
1227           e.g., the &lsquo;default default&rsquo; for Haskell 1.4 caused the
1228           otherwise unconstrained value <constant>1</constant> to be
1229           given the type <literal>Int</literal>, whereas Haskell 98
1230           defaults it to <literal>Integer</literal>.  This may lead to
1231           differences in performance and behaviour, hence the
1232           usefulness of being non-silent about this.</para>
1233
1234           <para>This warning is off by default.</para>
1235         </listitem>
1236       </varlistentry>
1237
1238       <varlistentry>
1239         <term><option>-fwarn-monomorphism-restriction</option>:</term>
1240         <listitem>
1241           <indexterm><primary><option>-fwarn-monomorphism-restriction</option></primary></indexterm>
1242           <indexterm><primary>monomorphism restriction, warning</primary></indexterm>
1243           <para>Have the compiler warn/inform you where in your source
1244           the Haskell Monomorphism Restriction is applied.  If applied silently
1245           the MR can give rise to unexpected behaviour, so it can be helpful
1246           to have an explicit warning that it is being applied.</para>
1247
1248           <para>This warning is off by default.</para>
1249         </listitem>
1250       </varlistentry>
1251
1252       <varlistentry>
1253         <term><option>-fwarn-unused-binds</option>:</term>
1254         <listitem>
1255           <indexterm><primary><option>-fwarn-unused-binds</option></primary></indexterm>
1256           <indexterm><primary>unused binds, warning</primary></indexterm>
1257           <indexterm><primary>binds, unused</primary></indexterm>
1258           <para>Report any function definitions (and local bindings)
1259           which are unused.  For top-level functions, the warning is
1260           only given if the binding is not exported.</para>
1261           <para>A definition is regarded as "used" if (a) it is exported, or (b) it is
1262             mentioned in the right hand side of another definition that is used, or (c) the 
1263             function it defines begins with an underscore.  The last case provides a 
1264             way to suppress unused-binding warnings selectively.  </para>
1265           <para> Notice that a variable
1266             is reported as unused even if it appears in the right-hand side of another
1267             unused binding. </para>
1268         </listitem>
1269       </varlistentry>
1270
1271       <varlistentry>
1272         <term><option>-fwarn-unused-imports</option>:</term>
1273         <listitem>
1274           <indexterm><primary><option>-fwarn-unused-imports</option></primary></indexterm>
1275           <indexterm><primary>unused imports, warning</primary></indexterm>
1276           <indexterm><primary>imports, unused</primary></indexterm>
1277
1278           <para>Report any modules that are explicitly imported but
1279           never used.  However, the form <literal>import M()</literal> is
1280           never reported as an unused import, because it is a useful idiom
1281           for importing instance declarations, which are anonymous in Haskell.</para>
1282         </listitem>
1283       </varlistentry>
1284
1285       <varlistentry>
1286         <term><option>-fwarn-unused-matches</option>:</term>
1287         <listitem>
1288           <indexterm><primary><option>-fwarn-unused-matches</option></primary></indexterm>
1289           <indexterm><primary>unused matches, warning</primary></indexterm>
1290           <indexterm><primary>matches, unused</primary></indexterm>
1291
1292           <para>Report all unused variables which arise from pattern
1293           matches, including patterns consisting of a single variable.
1294           For instance <literal>f x y = []</literal> would report
1295           <varname>x</varname> and <varname>y</varname> as unused.  The
1296           warning is suppressed if the variable name begins with an underscore, thus:
1297             <programlisting>
1298                f _x = True
1299             </programlisting>
1300           </para>
1301         </listitem>
1302       </varlistentry>
1303
1304     </variablelist>
1305
1306     <para>If you're feeling really paranoid, the
1307     <option>-dcore-lint</option>
1308     option<indexterm><primary><option>-dcore-lint</option></primary></indexterm>
1309     is a good choice.  It turns on heavyweight intra-pass
1310     sanity-checking within GHC.  (It checks GHC's sanity, not
1311     yours.)</para>
1312
1313   </sect1>
1314
1315   &packages;
1316
1317   <sect1 id="options-optimise">
1318     <title>Optimisation (code improvement)</title>
1319
1320     <indexterm><primary>optimisation</primary></indexterm>
1321     <indexterm><primary>improvement, code</primary></indexterm>
1322
1323     <para>The <option>-O*</option> options specify convenient
1324     &ldquo;packages&rdquo; of optimisation flags; the
1325     <option>-f*</option> options described later on specify
1326     <emphasis>individual</emphasis> optimisations to be turned on/off;
1327     the <option>-m*</option> options specify
1328     <emphasis>machine-specific</emphasis> optimisations to be turned
1329     on/off.</para>
1330
1331     <sect2 id="optimise-pkgs">
1332       <title><option>-O*</option>: convenient &ldquo;packages&rdquo; of optimisation flags.</title>
1333
1334       <para>There are <emphasis>many</emphasis> options that affect
1335       the quality of code produced by GHC.  Most people only have a
1336       general goal, something like &ldquo;Compile quickly&rdquo; or
1337       &ldquo;Make my program run like greased lightning.&rdquo; The
1338       following &ldquo;packages&rdquo; of optimisations (or lack
1339       thereof) should suffice.</para>
1340
1341       <para>Note that higher optimisation levels cause more
1342       cross-module optimisation to be performed, which can have an
1343       impact on how much of your program needs to be recompiled when
1344       you change something.  This is one reason to stick to
1345       no-optimisation when developing code.</para>
1346
1347       <variablelist>
1348
1349         <varlistentry>
1350           <term>
1351             No <option>-O*</option>-type option specified:
1352             <indexterm><primary>-O* not specified</primary></indexterm>
1353           </term>
1354           <listitem>
1355             <para>This is taken to mean: &ldquo;Please compile
1356             quickly; I'm not over-bothered about compiled-code
1357             quality.&rdquo; So, for example: <command>ghc -c
1358             Foo.hs</command></para>
1359           </listitem>
1360         </varlistentry>
1361
1362         <varlistentry>
1363           <term>
1364             <option>-O0</option>:
1365             <indexterm><primary><option>-O0</option></primary></indexterm>
1366           </term>
1367           <listitem>
1368             <para>Means &ldquo;turn off all optimisation&rdquo;,
1369             reverting to the same settings as if no
1370             <option>-O</option> options had been specified.  Saying
1371             <option>-O0</option> can be useful if
1372             eg. <command>make</command> has inserted a
1373             <option>-O</option> on the command line already.</para>
1374           </listitem>
1375         </varlistentry>
1376
1377         <varlistentry>
1378           <term>
1379             <option>-O</option> or <option>-O1</option>:
1380             <indexterm><primary>-O option</primary></indexterm>
1381             <indexterm><primary>-O1 option</primary></indexterm>
1382             <indexterm><primary>optimise</primary><secondary>normally</secondary></indexterm>
1383           </term>
1384           <listitem>
1385             <para>Means: &ldquo;Generate good-quality code without
1386             taking too long about it.&rdquo; Thus, for example:
1387             <command>ghc -c -O Main.lhs</command></para>
1388           </listitem>
1389         </varlistentry>
1390
1391         <varlistentry>
1392           <term>
1393             <option>-O2</option>:
1394             <indexterm><primary>-O2 option</primary></indexterm>
1395             <indexterm><primary>optimise</primary><secondary>aggressively</secondary></indexterm>
1396           </term>
1397           <listitem>
1398             <para>Means: &ldquo;Apply every non-dangerous
1399             optimisation, even if it means significantly longer
1400             compile times.&rdquo;</para>
1401
1402             <para>The avoided &ldquo;dangerous&rdquo; optimisations
1403             are those that can make runtime or space
1404             <emphasis>worse</emphasis> if you're unlucky.  They are
1405             normally turned on or off individually.</para>
1406
1407             <para>At the moment, <option>-O2</option> is
1408             <emphasis>unlikely</emphasis> to produce better code than
1409             <option>-O</option>.</para>
1410           </listitem>
1411         </varlistentry>
1412
1413         <varlistentry>
1414           <term>
1415             <option>-Ofile &lt;file&gt;</option>:
1416             <indexterm><primary>-Ofile &lt;file&gt; option</primary></indexterm>
1417             <indexterm><primary>optimising, customised</primary></indexterm>
1418           </term>
1419           <listitem>
1420             <para>(NOTE: not supported since GHC 4.x.  Please ask if
1421             you're interested in this.)</para>
1422             
1423             <para>For those who need <emphasis>absolute</emphasis>
1424             control over <emphasis>exactly</emphasis> what options are
1425             used (e.g., compiler writers, sometimes :-), a list of
1426             options can be put in a file and then slurped in with
1427             <option>-Ofile</option>.</para>
1428
1429             <para>In that file, comments are of the
1430             <literal>&num;</literal>-to-end-of-line variety; blank
1431             lines and most whitespace is ignored.</para>
1432
1433             <para>Please ask if you are baffled and would like an
1434             example of <option>-Ofile</option>!</para>
1435           </listitem>
1436         </varlistentry>
1437       </variablelist>
1438
1439       <para>We don't use a <option>-O*</option> flag for day-to-day
1440       work.  We use <option>-O</option> to get respectable speed;
1441       e.g., when we want to measure something.  When we want to go for
1442       broke, we tend to use <option>-O2 -fvia-C</option> (and we go for
1443       lots of coffee breaks).</para>
1444
1445       <para>The easiest way to see what <option>-O</option> (etc.)
1446       &ldquo;really mean&rdquo; is to run with <option>-v</option>,
1447       then stand back in amazement.</para>
1448     </sect2>
1449
1450     <sect2 id="options-f">
1451       <title><option>-f*</option>: platform-independent flags</title>
1452
1453       <indexterm><primary>-f* options (GHC)</primary></indexterm>
1454       <indexterm><primary>-fno-* options (GHC)</primary></indexterm>
1455
1456       <para>These flags turn on and off individual optimisations.
1457       They are normally set via the <option>-O</option> options
1458       described above, and as such, you shouldn't need to set any of
1459       them explicitly (indeed, doing so could lead to unexpected
1460       results).  However, there are one or two that may be of
1461       interest:</para>
1462
1463       <variablelist>
1464         <varlistentry>
1465           <term><option>-fexcess-precision</option>:</term>
1466           <listitem>
1467             <indexterm><primary><option>-fexcess-precision</option></primary></indexterm>
1468             <para>When this option is given, intermediate floating
1469             point values can have a <emphasis>greater</emphasis>
1470             precision/range than the final type.  Generally this is a
1471             good thing, but some programs may rely on the exact
1472             precision/range of
1473             <literal>Float</literal>/<literal>Double</literal> values
1474             and should not use this option for their compilation.</para>
1475           </listitem>
1476         </varlistentry>
1477
1478         <varlistentry>
1479           <term><option>-fignore-asserts</option>:</term>
1480           <listitem>
1481             <indexterm><primary><option>-fignore-asserts</option></primary></indexterm>
1482             <para>Causes GHC to ignore uses of the function
1483             <literal>Exception.assert</literal> in source code (in
1484             other words, rewriting <literal>Exception.assert p
1485             e</literal> to <literal>e</literal> (see <xref
1486             linkend="assertions"/>).  This flag is turned on by
1487             <option>-O</option>.
1488             </para>
1489           </listitem>
1490         </varlistentry>
1491
1492         <varlistentry>
1493           <term>
1494             <option>-fno-cse</option>
1495             <indexterm><primary><option>-fno-cse</option></primary></indexterm>
1496           </term>
1497           <listitem>
1498             <para>Turns off the common-sub-expression elimination optimisation.
1499               Can be useful if you have some <literal>unsafePerformIO</literal>
1500             expressions that you don't want commoned-up.</para>
1501           </listitem>
1502         </varlistentry>
1503
1504         <varlistentry>
1505           <term>
1506             <option>-fno-strictness</option>
1507             <indexterm><primary><option>-fno-strictness</option></primary></indexterm>
1508           </term>
1509           <listitem>
1510             <para>Turns off the strictness analyser; sometimes it eats
1511             too many cycles.</para>
1512           </listitem>
1513         </varlistentry>
1514
1515         <varlistentry>
1516           <term>
1517             <option>-fno-full-laziness</option>
1518             <indexterm><primary><option>-fno-full-laziness</option></primary></indexterm>
1519           </term>
1520           <listitem>
1521             <para>Turns off the full laziness optimisation (also known as
1522               let-floating).  Full laziness increases sharing, which can lead
1523               to increased memory residency.</para>
1524
1525             <para>NOTE: GHC doesn't implement complete full-laziness.
1526             When optimisation in on, and
1527             <option>-fno-full-laziness</option> is not given, some
1528             transformations that increase sharing are performed, such
1529             as extracting repeated computations from a loop.  These
1530             are the same transformations that a fully lazy
1531             implementation would do, the difference is that GHC
1532             doesn't consistently apply full-laziness, so don't rely on
1533             it.</para>
1534           </listitem>
1535         </varlistentry>
1536
1537         <varlistentry>
1538           <term>
1539             <option>-fno-state-hack</option>
1540             <indexterm><primary><option>-fno-state-hack</option></primary></indexterm>
1541           </term>
1542           <listitem>
1543             <para>Turn off the "state hack" whereby any lambda with a
1544               <literal>State#</literal> token as argument is considered to be
1545               single-entry, hence it is considered OK to inline things inside
1546               it.  This can improve performance of IO and ST monad code, but it
1547             runs the risk of reducing sharing.</para> 
1548           </listitem>
1549         </varlistentry>
1550
1551         <varlistentry>
1552           <term>
1553             <option>-fno-state-hack</option>
1554             <indexterm><primary><option>-fno-state-hack</option></primary></indexterm>
1555           </term>
1556           <listitem>
1557             <para>Turn off the "state hack" whereby any lambda with a
1558               <literal>State#</literal> token as argument is considered to be
1559               single-entry, hence it is considered OK to inline things inside
1560               it.  This can improve performance of IO and ST monad code, but it
1561             runs the risk of reducing sharing.</para> 
1562           </listitem>
1563         </varlistentry>
1564
1565         <varlistentry>
1566           <term>
1567             <option>-fomit-interface-pragmas</option>
1568             <indexterm><primary><option>-fomit-interface-pragmas</option></primary></indexterm>
1569           </term>
1570           <listitem>
1571             <para>Tells GHC to omit all inessential information from the interface file
1572               generated for the module being compiled (say M).  This means that a module
1573               importing M will see only the <emphasis>types</emphasis> of the functions that M exports, but not
1574               their unfoldings, strictness info, etc.  Hence, for example,
1575               no function exported by M will be inlined
1576               into an importing module.  The benefit is that modules that import M will
1577               need to be recompiled less often (only when M's exports change their type,
1578               not when they change their implementation).
1579               </para>
1580           </listitem>
1581         </varlistentry>
1582
1583         <varlistentry>
1584           <term>
1585             <option>-fignore-interface-pragmas</option>
1586             <indexterm><primary><option>-fignore-interface-pragmas</option></primary></indexterm>
1587           </term>
1588           <listitem>
1589             <para>Tells GHC to ignore all inessential information when reading interface files.
1590             That is, even if <filename>M.hi</filename> contains unfolding or strictness information
1591             for a function, GHC will ignore that information.</para>
1592           </listitem>
1593         </varlistentry>
1594
1595         <varlistentry>
1596           <term>
1597             <option>-funbox-strict-fields</option>:
1598             <indexterm><primary><option>-funbox-strict-fields</option></primary></indexterm>
1599             <indexterm><primary>strict constructor fields</primary></indexterm>
1600             <indexterm><primary>constructor fields, strict</primary></indexterm>
1601           </term>
1602           <listitem>
1603             <para>This option causes all constructor fields which are
1604             marked strict (i.e. &ldquo;!&rdquo;) to be unboxed or
1605             unpacked if possible.  It is equivalent to adding an
1606             <literal>UNPACK</literal> pragma to every strict
1607             constructor field (see <xref
1608             linkend="unpack-pragma"/>).</para>
1609
1610             <para>This option is a bit of a sledgehammer: it might
1611             sometimes make things worse.  Selectively unboxing fields
1612             by using <literal>UNPACK</literal> pragmas might be
1613             better.</para>
1614           </listitem>
1615         </varlistentry>
1616
1617         <varlistentry>
1618           <term>
1619             <option>-funfolding-update-in-place=<replaceable>n</replaceable></option>
1620             <indexterm><primary><option>-funfolding-update-in-place</option></primary></indexterm>
1621           </term>
1622           <listitem>
1623             <para>Switches on an experimental "optimisation".
1624             Switching it on makes the compiler a little keener to
1625             inline a function that returns a constructor, if the
1626             context is that of a thunk.
1627 <programlisting>
1628    x = plusInt a b
1629 </programlisting>
1630             If we inlined plusInt we might get an opportunity to use
1631             update-in-place for the thunk 'x'.</para>
1632           </listitem>
1633         </varlistentry>
1634
1635         <varlistentry>
1636           <term>
1637             <option>-funfolding-creation-threshold=<replaceable>n</replaceable></option>:
1638             <indexterm><primary><option>-funfolding-creation-threshold</option></primary></indexterm>
1639             <indexterm><primary>inlining, controlling</primary></indexterm>
1640             <indexterm><primary>unfolding, controlling</primary></indexterm>
1641           </term>
1642           <listitem>
1643             <para>(Default: 45) Governs the maximum size that GHC will 
1644             allow a function unfolding to be.   (An unfolding has a
1645             &ldquo;size&rdquo; that reflects the cost in terms of
1646             &ldquo;code bloat&rdquo; of expanding that unfolding at
1647             at a call site. A bigger function would be assigned a
1648             bigger cost.) </para>
1649
1650             <para> Consequences: (a) nothing larger than this will be
1651             inlined (unless it has an INLINE pragma); (b) nothing
1652             larger than this will be spewed into an interface
1653             file. </para>
1654
1655
1656             <para> Increasing this figure is more likely to result in longer
1657             compile times than faster code.  The next option is more
1658             useful:</para>
1659           </listitem>
1660         </varlistentry>
1661
1662         <varlistentry>
1663           <term><option>-funfolding-use-threshold=<replaceable>n</replaceable></option></term>
1664           <listitem>
1665             <indexterm><primary><option>-funfolding-use-threshold</option></primary></indexterm>
1666             <indexterm><primary>inlining, controlling</primary></indexterm>
1667             <indexterm><primary>unfolding, controlling</primary></indexterm>
1668
1669             <para>(Default: 8) This is the magic cut-off figure for
1670             unfolding: below this size, a function definition will be
1671             unfolded at the call-site, any bigger and it won't.  The
1672             size computed for a function depends on two things: the
1673             actual size of the expression minus any discounts that
1674             apply (see <option>-funfolding-con-discount</option>).</para>
1675           </listitem>
1676         </varlistentry>
1677       </variablelist>
1678
1679     </sect2>
1680     
1681   </sect1>
1682   
1683   &phases;  
1684   
1685   <sect1 id="using-concurrent">
1686     <title>Using Concurrent Haskell</title>
1687     <indexterm><primary>Concurrent Haskell</primary><secondary>using</secondary></indexterm>
1688
1689     <para>GHC supports Concurrent Haskell by default, without requiring a
1690       special option or libraries compiled in a certain way.  To get access to
1691       the support libraries for Concurrent Haskell, just import
1692       <ulink
1693         url="../libraries/base/Control-Concurrent.html"><literal>Control.Concurrent</literal></ulink>.  More information on Concurrent Haskell is provided in the documentation for that module.</para>
1694
1695     <para>The following RTS option(s) affect the behaviour of Concurrent
1696       Haskell programs:<indexterm><primary>RTS options, concurrent</primary></indexterm></para>
1697
1698     <variablelist>
1699       <varlistentry>
1700         <term><option>-C<replaceable>s</replaceable></option></term>
1701         <listitem>
1702           <para><indexterm><primary><option>-C<replaceable>s</replaceable></option></primary><secondary>RTS option</secondary></indexterm>
1703             Sets the context switch interval to <replaceable>s</replaceable>
1704             seconds.  A context switch will occur at the next heap block
1705             allocation after the timer expires (a heap block allocation occurs
1706             every 4k of allocation).  With <option>-C0</option> or
1707             <option>-C</option>, context switches will occur as often as
1708             possible (at every heap block allocation).  By default, context
1709             switches occur every 20ms.</para>
1710         </listitem>
1711       </varlistentry>
1712     </variablelist>
1713   </sect1>
1714
1715   <sect1 id="using-smp">
1716     <title>Using SMP parallelism</title>
1717     <indexterm><primary>parallelism</primary>
1718     </indexterm>
1719     <indexterm><primary>SMP</primary>
1720     </indexterm>
1721
1722     <para>GHC supports running Haskell programs in parallel on an SMP
1723       (symmetric multiprocessor).</para>
1724
1725     <para>There's a fine distinction between
1726       <emphasis>concurrency</emphasis> and <emphasis>parallelism</emphasis>:
1727       parallelism is all about making your program run
1728       <emphasis>faster</emphasis> by making use of multiple processors
1729       simultaneously.  Concurrency, on the other hand, is a means of
1730       abstraction: it is a convenient way to structure a program that must
1731       respond to multiple asynchronous events.</para>
1732
1733     <para>However, the two terms are certainly related.  By making use of
1734       multiple CPUs it is possible to run concurrent threads in parallel,
1735       and this is exactly what GHC's SMP parallelism support does.  But it
1736       is also possible to obtain performance improvements with parallelism
1737       on programs that do not use concurrency.  This section describes how to
1738       use GHC to compile and run parallel programs, in <xref
1739         linkend="lang-parallel" /> we describe the language features that affect
1740     parallelism.</para>
1741     
1742     <sect2 id="parallel-options">
1743       <title>Options to enable SMP parallelism</title>
1744
1745       <para>In order to make use of multiple CPUs, your program must be
1746         linked with the <option>-threaded</option> option (see <xref
1747           linkend="options-linker" />).  Then, to run a program on multiple
1748         CPUs, use the RTS <option>-N</option> option:</para>
1749       
1750       <variablelist>
1751         <varlistentry>
1752           <term><option>-N<replaceable>x</replaceable></option></term>
1753           <listitem>
1754             <para><indexterm><primary><option>-N<replaceable>x</replaceable></option></primary><secondary>RTS option</secondary></indexterm>
1755               Use <replaceable>x</replaceable> simultaneous threads when
1756               running the program.  Normally <replaceable>x</replaceable>
1757               should be chosen to match the number of CPU cores on the machine.
1758               There is no means (currently) by which this value may vary after
1759               the program has started.</para> 
1760             
1761             <para>For example, on a dual-core machine we would probably use
1762               <literal>+RTS -N2 -RTS</literal>.</para>
1763             
1764             <para>Whether hyperthreading cores should be counted or not is an
1765               open question; please feel free to experiment and let us know what
1766               results you find.</para>
1767           </listitem>
1768         </varlistentry>
1769       </variablelist>
1770     </sect2>
1771       
1772     <sect2>
1773       <title>Hints for using SMP parallelism</title>
1774
1775       <para>Add the <literal>-sstderr</literal> RTS option when
1776         running the program to see timing stats, which will help to tell you
1777         whether your program got faster by using more CPUs or not.  If the user
1778         time is greater than
1779         the elapsed time, then the program used more than one CPU.  You should
1780         also run the program without <literal>-N</literal> for comparison.</para>
1781
1782       <para>GHC's parallelism support is new and experimental.  It may make your
1783         program go faster, or it might slow it down - either way, we'd be
1784         interested to hear from you.</para>
1785       
1786       <para>One significant limitation with the current implementation is that
1787         the garbage collector is still single-threaded, and all execution must
1788         stop when GC takes place.  This can be a significant bottleneck in a
1789         parallel program, especially if your program does a lot of GC.  If this
1790         happens to you, then try reducing the cost of GC by tweaking the GC
1791         settings (<xref linkend="rts-options-gc" />): enlarging the heap or the
1792         allocation area size is a good start.</para>
1793     </sect2>
1794   </sect1>
1795
1796   <sect1 id="options-platform">
1797     <title>Platform-specific Flags</title>
1798
1799     <indexterm><primary>-m* options</primary></indexterm>
1800     <indexterm><primary>platform-specific options</primary></indexterm>
1801     <indexterm><primary>machine-specific options</primary></indexterm>
1802
1803     <para>Some flags only make sense for particular target
1804     platforms.</para>
1805
1806     <variablelist>
1807
1808       <varlistentry>
1809         <term><option>-monly-[32]-regs</option>:</term>
1810         <listitem>
1811           <para>(iX86 machines)<indexterm><primary>-monly-N-regs
1812           option (iX86 only)</primary></indexterm> GHC tries to
1813           &ldquo;steal&rdquo; four registers from GCC, for performance
1814           reasons; it almost always works.  However, when GCC is
1815           compiling some modules with four stolen registers, it will
1816           crash, probably saying:
1817
1818 <screen>
1819 Foo.hc:533: fixed or forbidden register was spilled.
1820 This may be due to a compiler bug or to impossible asm
1821 statements or clauses.
1822 </screen>
1823
1824           Just give some registers back with
1825           <option>-monly-N-regs</option>.  Try `3' first, then `2'.
1826           If `2' doesn't work, please report the bug to us.</para>
1827         </listitem>
1828       </varlistentry>
1829     </variablelist>
1830
1831   </sect1>
1832
1833 &runtime;
1834
1835 <sect1 id="ext-core">
1836   <title>Generating and compiling External Core Files</title>
1837
1838   <indexterm><primary>intermediate code generation</primary></indexterm>
1839
1840   <para>GHC can dump its optimized intermediate code (said to be in &ldquo;Core&rdquo; format) 
1841   to a file as a side-effect of compilation. Core files, which are given the suffix
1842   <filename>.hcr</filename>, can be read and processed by non-GHC back-end
1843   tools.  The Core format is formally described in <ulink url="http://www.haskell.org/ghc/docs/papers/core.ps.gz">
1844   <citetitle>An External Representation for the GHC Core Language</citetitle></ulink>, 
1845   and sample tools (in Haskell)
1846   for manipulating Core files are available in the GHC source distribution 
1847   directory <literal>/fptools/ghc/utils/ext-core</literal>.  
1848   Note that the format of <literal>.hcr</literal> 
1849   files is <emphasis>different</emphasis> (though similar) to the Core output format generated 
1850   for debugging purposes (<xref linkend="options-debugging"/>).</para>
1851
1852   <para>The Core format natively supports notes which you can add to
1853   your source code using the <literal>CORE</literal> pragma (see <xref
1854   linkend="pragmas"/>).</para>
1855
1856     <variablelist>
1857
1858         <varlistentry>
1859           <term>
1860             <option>-fext-core</option>
1861             <indexterm><primary><option>-fext-core</option></primary></indexterm>
1862           </term>
1863           <listitem>
1864             <para>Generate <literal>.hcr</literal> files.</para>
1865           </listitem>
1866         </varlistentry>
1867
1868     </variablelist>
1869
1870 <para>GHC can also read in External Core files as source; just give the <literal>.hcr</literal> file on
1871 the command line, instead of the <literal>.hs</literal> or <literal>.lhs</literal> Haskell source.
1872 A current infelicity is that you need to give the <literal>-fglasgow-exts</literal> flag too, because
1873 ordinary Haskell 98, when translated to External Core, uses things like rank-2 types.</para>
1874 </sect1>
1875
1876 &debug;
1877 &flags;
1878
1879 </chapter>
1880
1881 <!-- Emacs stuff:
1882      ;;; Local Variables: ***
1883      ;;; mode: xml ***
1884      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
1885      ;;; End: ***
1886  -->