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1 <?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1"?>
2 <chapter id="win32">
3 <title>Running GHC on Win32 systems</title>
4
5 <sect1 id="ghc-windows">
6 <title>
7 Starting GHC on Windows platforms</title>
8
9 <para>
10 The installer that installs GHC on Win32 also sets up the file-suffix associations
11 for ".hs" and ".lhs" files so that double-clicking them starts <command>ghci</command>.
12 </para>
13 <para>
14 Be aware of that <command>ghc</command> and <command>ghci</command> do
15 require filenames containing spaces to be escaped using quotes:
16 <programlisting>
17   c:\ghc\bin\ghci "c:\\Program Files\\Haskell\\Project.hs"
18 </programlisting>
19 If the quotes are left off in the above command, <command>ghci</command> will
20 interpret the filename as two, "c:\\Program" and "Files\\Haskell\\Project.hs".
21 </para>
22
23 <!-- not clear whether there are current editions of Win32 OSes that
24      doesn't do this by default.
25
26 <para> Solution: don't use "Open With...", avoid spaces in file names, 
27 or fiddle with the appropriate registry setting:
28 <programlisting>
29   HKEY_CLASSES_ROOT\Unknown\shell\openas\command
30 </programlisting>
31 Notice how the "%1" argument is quoted (or not).
32 </para>
33 <para> This problem doesn't occur when double-clicking.
34 </para>
35 -->
36
37 </sect1>
38
39 <sect1 id="ghci-windows">
40 <title>Running GHCi on Windows</title>
41
42   <para>We recommend running GHCi in a standard Windows console:
43   select the <literal>GHCi</literal> option from the start menu item
44   added by the GHC installer, or use
45   <literal>Start->Run->cmd</literal> to get a Windows console and
46   invoke <literal>ghci</literal> from there (as long as it's in your
47   <literal>PATH</literal>).</para>
48
49   <para>If you run GHCi in a Cygwin or MSYS shell, then the Control-C
50   behaviour is adversely affected.  In one of these environments you
51   should use the <literal>ghcii.sh</literal> script to start GHCi,
52   otherwise when you hit Control-C you'll be returned to the shell
53   prompt but the GHCi process will still be running.  However, even
54   using the <literal>ghcii.sh</literal> script, if you hit Control-C
55   then the GHCi process will be killed immediately, rather than
56   letting you interrupt a running program inside GHCi as it should.
57   This problem is caused by the fact that the Cygwin and MSYS shell
58   environments don't pass Control-C events to non-Cygwin child
59   processes, because in order to do that there needs to be a Windows
60   console.</para>
61
62   <para>There's an exception: you can use a Cygwin shell if the
63   <literal>CYGWIN</literal> environment variable does
64   <emphasis>not</emphasis> contain <literal>tty</literal>.  In this
65   mode, the Cygwin shell behaves like a Windows console shell and
66   console events are propagated to child processes.  Note that the
67   <literal>CYGWIN</literal> environment variable must be set
68   <emphasis>before</emphasis> starting the Cygwin shell; changing it
69   afterwards has no effect on the shell.</para>
70
71   <para>This problem doesn't just affect GHCi, it affects any
72   GHC-compiled program that wants to catch console events.  See the
73   <ulink
74   url="../libraries/base/GHC-ConsoleHandler.html">GHC.ConsoleHandler</ulink>
75   module.</para>
76 </sect1>
77
78 <sect1 id="terminal-interaction">
79 <title>
80 Interacting with the terminal</title>
81
82 <para>By default GHC builds applications that open a console window when they start.
83 If you want to build a GUI-only application, with no console window, use the flag
84 <literal>-optl-mwindows</literal> in the link step.
85 </para>
86
87 <para>       <emphasis>Warning:</emphasis> Windows GUI-only programs have no
88         stdin, stdout or stderr so using the ordinary Haskell
89         input/output functions will cause your program to fail with an
90         IO exception, such as:
91 <screen>
92       Fail: &lt;stdout&gt;: hPutChar: failed (Bad file descriptor)
93 </screen>
94         However using Debug.Trace.trace is alright because it uses
95         Windows debugging output support rather than stderr.</para>
96
97 <para>For some reason, Mingw ships with the <literal>readline</literal> library,
98 but not with the <literal>readline</literal> headers. As a result, GHC (like Hugs) does not
99 use <literal>readline</literal> for interactive input on Windows.
100 You can get a close simulation by using an emacs shell buffer!
101 </para>
102
103 </sect1>
104
105 <sect1 id="library-differences">
106 <title>
107 Differences in library behaviour </title>
108
109 <para>
110 Some of the standard Haskell libraries behave slightly differently on Windows.
111
112 <itemizedlist>
113 <listitem> <para>
114 On Windows, the '<literal>^Z</literal>' character is interpreted as an
115 end-of-file character, so if you read a file containing this character
116 the file will appear to end just before it. To avoid this,
117 use <literal>IOExts.openFileEx</literal> to open a file in binary
118 (untranslated) mode or change an already opened file handle into
119 binary mode using <literal>IOExts.hSetBinaryMode</literal>. The
120 <literal>IOExts</literal> module is part of the
121 <literal>lang</literal> package.
122 </para>
123 </listitem>
124 </itemizedlist>
125 </para>
126 </sect1>
127
128 <sect1 id="ghci-cygwin">
129 <title>
130 Using GHC (and other GHC-compiled executables) with cygwin</title>
131
132 <sect2>
133 <title>Background</title> <para>The cygwin tools aim to provide a
134 unix-style API on top of the windows libraries, to facilitate ports of
135 unix software to windows. To this end, they introduce a unix-style
136 directory hierarchy under some root directory (typically
137 <filename>/</filename> is <filename>C:\cygwin\</filename>). Moreover,
138 everything built against the cygwin API (including the cygwin tools
139 and programs compiled with cygwin's ghc) will see / as the root of
140 their file system, happily pretending to work in a typical unix
141 environment, and finding things like <filename>/bin</filename> and <filename>/usr/include</filename> without
142 ever explicitly bothering with their actual location on the windows
143 system (probably <filename>C:\cygwin\bin</filename> and <filename>C:\cygwin\usr\include</filename>).
144 </para>
145 </sect2>
146
147 <sect2><title>The problem</title>
148 <para>GHC, by default, no longer depends on cygwin, but is a native
149 windows program. It is built using mingw, and it uses mingw's ghc
150 while compiling your Haskell sources (even if you call it from
151 cygwin's bash), but what matters here is that - just like any other
152 normal windows program - neither GHC nor the executables it produces
153 are aware of cygwin's pretended unix hierarchy. GHC will happily
154 accept either '/' or '\' as path separators, but it won't know where
155 to find <filename>/home/joe/Main.hs</filename> or <filename>/bin/bash</filename> 
156 or the like. This causes all
157 kinds of fun when GHC is used from within cygwin's bash, or in
158 make-sessions running under cygwin.
159 </para>
160 </sect2>
161
162 <sect2><title>Things to do</title>
163 <itemizedlist>
164 <listitem>
165 <para> Don't use absolute paths in make, configure &amp; co if there is any chance 
166   that those might be passed to GHC (or to GHC-compiled programs). Relative
167   paths are fine because cygwin tools are happy with them and GHC accepts 
168   '/' as path-separator. And relative paths don't depend on where cygwin's
169   root directory is located, or on which partition or network drive your source
170   tree happens to reside, as long as you 'cd' there first.
171 </para></listitem>
172
173 <listitem>
174 <para> If you have to use absolute paths (beware of the innocent-looking
175   <literal>ROOT=`pwd`</literal> in makefile hierarchies or configure scripts), cygwin provides
176   a tool called <command>cygpath</command> that can convert cygwin's unix-style paths to their
177   actual windows-style counterparts. Many cygwin tools actually accept
178   absolute windows-style paths (remember, though, that you either need 
179   to escape '\' or convert '\' to '/'), so you should be fine just using those 
180   everywhere. If you need to use tools that do some kind of path-mangling 
181   that depends on unix-style paths (one fun example is trying to interpret ':' 
182   as a separator in path lists..), you can still try to convert paths using 
183   <command>cygpath</command> just before they are passed to GHC and friends.
184 </para></listitem>
185   
186 <listitem>
187 <para> If you don't have <command>cygpath</command>, you probably don't have cygwin and hence
188   no problems with it... unless you want to write one build process for several
189   platforms. Again, relative paths are your friend, but if you have to use
190   absolute paths, and don't want to use different tools on different platforms,
191   you can simply write a short Haskell program to print the current directory
192    (thanks to George Russell for this idea): compiled with GHC, this will give 
193   you the view of the file system that GHC depends on (which will differ 
194   depending on whether GHC is compiled with cygwin's gcc or mingw's
195   gcc or on a real unix system..) - that little program can also deal with 
196   escaping '\' in paths. Apart from the banner and the startup time, 
197   something like this would also do:
198 <programlisting>
199   $ echo "Directory.getCurrentDirectory >>= putStrLn . init . tail . show " | ghci
200 </programlisting>
201 </para></listitem>
202 </itemizedlist>
203 </sect2>
204 </sect1>
205
206
207 <sect1 id="win32-dlls">
208 <title>Building and using Win32 DLLs
209 </title>
210
211 <para>
212 <emphasis>Making Haskell libraries into DLLs doesn't work on Windows at the
213 moment; we hope to re-instate this facility in the future.  Note that
214 building an entire Haskell application as a single DLL is still supported: it's
215         just multi-DLL Haskell programs that don't work.  The Windows
216         distribution of GHC contains static libraries only.</emphasis></para>
217
218 <!--
219 <para>
220 <indexterm><primary>Dynamic link libraries, Win32</primary></indexterm>
221 <indexterm><primary>DLLs, Win32</primary></indexterm>
222 On Win32 platforms, the compiler is capable of both producing and using
223 dynamic link libraries (DLLs) containing ghc-compiled code. This
224 section shows you how to make use of this facility.
225 </para>
226
227 <para>
228 Until recently, <command>strip</command> didn't work reliably on DLLs, so you
229 should test your version with care, or make sure you have the latest
230 binutils. Unfortunately, we don't know exactly which version of binutils
231 cured the problem (it was supposedly fixed some years ago).
232 </para>
233
234
235 <sect2 id="win32-dlls-link">
236 <title>Linking with DLLs</title>
237
238 <para>
239 The default on Win32 platforms is to link applications in such a way
240 that the executables will use the Prelude and system libraries DLLs,
241 rather than contain (large chunks of) them. This is transparent at the
242 command-line, so 
243 </para>
244
245 <para>
246 <screen>
247 sh$ cat main.hs
248 module Main where
249 main = putStrLn "hello, world!"
250 sh$ ghc -o main main.hs
251 ghc: module version changed to 1; reason: no old .hi file
252 sh$ strip main.exe
253 sh$ ls -l main.exe
254 -rwxr-xr-x   1 544      everyone     4608 May  3 17:11 main.exe*
255 sh$ ./main
256 hello, world!
257 sh$ 
258 </screen>
259 </para>
260
261 <para>
262 will give you a binary as before, but the <filename>main.exe</filename>
263 generated will use the Prelude and RTS DLLs instead of linking them in
264 statically.
265 </para>
266
267 <para>
268 4K for a <literal>"hello, world"</literal> application&mdash;not bad, huh? :-)
269 </para>
270
271 </sect2>
272
273 <sect2 id="win32-dlls-linking-static">
274 <title>Not linking with DLLs
275 <indexterm><primary>-static option (Win32)</primary></indexterm></title>
276
277 <para>
278 If you want to build an executable that doesn't depend on any
279 ghc-compiled DLLs, use the <option>-static</option> option to link in
280 the code statically.
281 </para>
282
283 <para>
284 Notice that you cannot mix code that has been compiled with
285 <option>-static</option> and not, so you have to use the <option>-static</option>
286 option on all the Haskell modules that make up your application.
287 </para>
288
289 </sect2>
290 -->
291
292 <sect2 id="win32-dlls-create">
293 <title>Creating a DLL</title>
294
295 <para>
296 <indexterm><primary>Creating a Win32 DLL</primary></indexterm>
297 <indexterm><primary>&ndash;shared</primary></indexterm>
298 Sealing up your Haskell library inside a DLL is straightforward;
299 compile up the object files that make up the library, and then build
300 the DLL by issuing a command of the form:
301 </para>
302
303 <para>
304 <screen>
305 ghc &ndash;shared -o foo.dll bar.o baz.o wibble.a -lfooble
306 </screen>
307 </para>
308
309 <para>
310 By feeding the ghc compiler driver the option <option>&ndash;shared</option>, it
311 will build a DLL rather than produce an executable. The DLL will
312 consist of all the object files and archives given on the command
313 line.
314 </para>
315
316 <!--
317 <para>
318 To create a `static' DLL, i.e. one that does not depend on the GHC DLLs,
319 use the <option>-static</option> when compiling up your Haskell code and
320 building the DLL.
321 </para>
322 -->
323
324 <para>
325 A couple of things to notice:
326 </para>
327
328 <para>
329
330 <itemizedlist>
331 <!--
332 <listitem>
333 <para>
334 Since DLLs correspond to packages (see <xref linkend="packages"/>) you need
335 to use <option>-package-name dll-name</option> when compiling modules that
336 belong to a DLL if you're going to call them from Haskell. Otherwise, Haskell
337 code that calls entry points in that DLL will do so incorrectly, and crash.
338 For similar reasons, you can only compile a single module tree into a DLL,
339 as <function>startupHaskell</function> needs to be able to call its
340 initialisation function, and only takes one such argument (see <xref
341 linkend="win32-dlls-foreign"/>). Hence the modules
342 you compile into a DLL must have a common root.
343 </para>
344 </listitem>
345 -->
346
347 <listitem>
348 <para>
349 By default, the entry points of all the object files will be exported from
350 the DLL when using <option>&ndash;shared</option>. Should you want to constrain
351 this, you can specify the <emphasis>module definition file</emphasis> to use
352 on the command line as follows:
353
354 <screen>
355 ghc &ndash;shared -o .... MyDef.def
356 </screen>
357
358 See Microsoft documentation for details, but a module definition file
359 simply lists what entry points you want to export. Here's one that's
360 suitable when building a Haskell COM server DLL:
361
362 <programlisting>
363 EXPORTS
364  DllCanUnloadNow     = DllCanUnloadNow@0
365  DllGetClassObject   = DllGetClassObject@12
366  DllRegisterServer   = DllRegisterServer@0
367  DllUnregisterServer = DllUnregisterServer@0
368 </programlisting>
369 </para>
370 </listitem>
371
372 <listitem>
373 <para>
374 In addition to creating a DLL, the <option>&ndash;shared</option> option also
375 creates an import library. The import library name is derived from the
376 name of the DLL, as follows:
377
378 <programlisting>
379 DLL: HScool.dll  ==&#62; import lib: libHScool.dll.a
380 </programlisting>
381
382 The naming scheme may look a bit weird, but it has the purpose of allowing
383 the co-existence of import libraries with ordinary static libraries (e.g.,
384 <filename>libHSfoo.a</filename> and
385 <filename>libHSfoo.dll.a</filename>.
386
387 Additionally, when the compiler driver is linking in non-static mode, it
388 will rewrite occurrence of <option>-lHSfoo</option> on the command line to
389 <option>-lHSfoo.dll</option>. By doing this for you, switching from
390 non-static to static linking is simply a question of adding
391 <option>-static</option> to your command line.
392
393 </para>
394 </listitem>
395 </itemizedlist>
396 </para>
397
398 </sect2>
399
400
401 <sect2 id="win32-dlls-foreign">
402 <title>Making DLLs to be called from other languages</title>
403
404 <para>
405 If you want to package up Haskell code to be called from other languages,
406 such as Visual Basic or C++, there are some extra things it is useful to
407 know.  This is a special case of <xref linkend="ffi-library" />; we'll deal with
408           the DLL-specific issues that arise below.  Here's an example:
409 </para>
410
411 <itemizedlist>
412
413 <listitem>
414 <para>
415 Use <literal>foreign export</literal> declarations to export the Haskell
416 functions you want to call from the outside. For example,
417
418 <programlisting>
419 module Adder where
420
421 adder :: Int -> Int -> IO Int  &ndash;&ndash; gratuitous use of IO
422 adder x y = return (x+y)
423
424 foreign export stdcall adder :: Int -> Int -> IO Int
425 </programlisting>
426 </para>
427 </listitem>
428
429 <listitem>
430 <para>
431 Compile it up:
432
433 <screen>
434 ghc -c adder.hs -fglasgow-exts
435 </screen>
436   
437 This will produce two files, adder.o and adder_stub.o
438 </para>
439 </listitem>
440
441 <listitem>
442 <para>
443 compile up a <function>DllMain()</function> that starts up the Haskell
444 RTS-&ndash;&ndash;a possible implementation is:
445
446 <programlisting>
447 #include &lt;windows.h&gt;
448 #include &lt;Rts.h&gt;
449
450 extern void __stginit_Adder(void);
451
452 static char* args[] = { "ghcDll", NULL };
453                        /* N.B. argv arrays must end with NULL */
454 BOOL
455 STDCALL
456 DllMain
457    ( HANDLE hModule
458    , DWORD reason
459    , void* reserved
460    )
461 {
462   if (reason == DLL_PROCESS_ATTACH) {
463       /* By now, the RTS DLL should have been hoisted in, but we need to start it up. */
464       startupHaskell(1, args, __stginit_Adder);
465       return TRUE;
466   }
467   return TRUE;
468 }
469 </programlisting>
470
471 Here, <literal>Adder</literal> is the name of the root module in the module
472 tree (as mentioned above, there must be a single root module, and hence a
473 single module tree in the DLL).
474
475 Compile this up:
476
477 <screen>
478 ghc -c dllMain.c
479 </screen>
480 </para>
481 </listitem>
482
483 <listitem>
484 <para>
485 Construct the DLL:
486
487 <screen>
488 ghc &ndash;shared -o adder.dll adder.o adder_stub.o dllMain.o
489 </screen>
490
491 </para>
492 </listitem>
493
494 <listitem>
495 <para>
496 Start using <function>adder</function> from VBA-&ndash;&ndash;here's how I would
497 <constant>Declare</constant> it:
498
499 <programlisting>
500 Private Declare Function adder Lib "adder.dll" Alias "adder@8"
501       (ByVal x As Long, ByVal y As Long) As Long
502 </programlisting>
503
504 Since this Haskell DLL depends on a couple of the DLLs that come with GHC,
505 make sure that they are in scope/visible.
506 </para>
507
508 <para>
509 Building statically linked DLLs is the same as in the previous section: it
510 suffices to add <option>-static</option> to the commands used to compile up
511 the Haskell source and build the DLL.
512 </para>
513
514 </listitem>
515
516 </itemizedlist>
517
518 </sect2>
519
520 <sect2>
521 <title>Beware of DllMain()!</title>
522
523 <para>The body of a <literal>DllMain()</literal> function is an
524 extremely dangerous place! This is because the order in which DLLs are
525 unloaded when a process is terminating is unspecified. This means that
526 the <literal>DllMain()</literal> for your DLL may be called when other DLLs containing
527 functions that you call when de-initializing your DLL have already
528 been unloaded. In other words, you can't put shutdown code inside
529 <literal>DllMain()</literal>, unless your shutdown code only requires use of certain
530 functions which are guaranteed to be available (see the Platform SDK
531 docs for more info).</para>
532
533 <para>In particular, if you are writing a DLL that's statically
534 linked with Haskell, it is not safe to call
535 <literal>hs_exit()</literal> from <literal>DllMain()</literal>, since
536 <literal>hs_exit()</literal> may make use of other DLLs (see also <xref
537           linkend="hs-exit" />).  What's more, if you
538 wait until program shutdown to execute your deinitialisation code, Windows will have
539 terminated all the threads in your program except the one calling
540 <literal>DllMain()</literal>, which can cause even more
541 problems.</para>
542
543 <para>A solution is to always export <literal>Begin()</literal> and <literal>End()</literal> functions from your
544 DLL, and call these from the application that uses the DLL, so that
545 you can be sure that all DLLs needed by any shutdown code in your
546 End() function are available when it is called.</para>
547
548 <para>The following example is untested but illustrates the idea (please let us
549         know if you find problems with this example or have a better one).  Suppose we have a DLL called Lewis which makes use of 2
550 Haskell modules <literal>Bar</literal> and <literal>Zap</literal>,
551 where <literal>Bar</literal> imports <literal>Zap</literal> and is
552 therefore the root module in the sense of <xref
553 linkend="using-own-main" />. Then the main C++ unit for the DLL would
554 look something like:</para>
555
556 <programlisting>
557  // Lewis.cpp -- compiled using GCC
558  #include &lt;Windows.h&gt;
559  #include "HsFFI.h"
560
561  #define __LEWIS_DLL_EXPORT
562  #include "Lewis.h"
563
564  #include "Bar_stub.h"  // generated by GHC
565  #include "Zap_stub.h"
566
567  BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
568                         DWORD  ul_reason_for_call, 
569                         LPVOID lpReserved
570                        ){
571    return TRUE;
572  }
573
574  extern "C"{
575
576  LEWIS_API HsBool lewis_Begin(){
577    int argc = ...
578    char *argv[] = ...
579
580    // Initialize Haskell runtime
581    hs_init(&amp;argc, &amp;argv);
582
583    // Tell Haskell about all root modules
584    hs_add_root(__stginit_Bar);
585
586    // do any other initialization here and
587    // return false if there was a problem
588    return HS_BOOL_TRUE;
589  }
590
591  LEWIS_API void lewis_End(){
592    hs_exit();
593  }
594
595  LEWIS_API HsInt lewis_Test(HsInt x){
596    // use Haskell functions exported by
597    // modules Bar and/or Zap
598
599    return ...
600  }
601
602  } // extern "C"
603
604 and some application which used the functions in the DLL would have a main() function like:
605
606  // MyApp.cpp
607  #include "stdafx.h"
608  #include "Lewis.h"
609
610  int main(int argc, char *argv[]){
611    if (lewis_Begin()){
612       // can now safely call other functions
613       // exported by Lewis DLL
614
615    }
616    lewis_End();
617    return 0;
618  }
619 </programlisting>
620
621 <para><literal>Lewis.h</literal> would have to have some appropriate <literal>#ifndef</literal> to ensure that the
622 Haskell FFI types were defined for external users of the DLL (who
623 wouldn't necessarily have GHC installed and therefore wouldn't have
624 the include files like <literal>HsFFI.h</literal> etc). 
625 </para>
626 </sect2>
627
628 </sect1>
629 </chapter>
630
631 <!-- Emacs stuff:
632      ;;; Local Variables: ***
633      ;;; mode: xml ***
634      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
635      ;;; End: ***
636  -->