win32-dlls.xml whitespace
[ghc-hetmet.git] / docs / users_guide / win32-dlls.xml
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="&libraryBaseLocation;/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 <indexterm><primary>Dynamic link libraries, Win32</primary></indexterm>
213 <indexterm><primary>DLLs, Win32</primary></indexterm>
214 On Win32 platforms, the compiler is capable of both producing and using
215 dynamic link libraries (DLLs) containing ghc-compiled code. This
216 section shows you how to make use of this facility.
217 </para>
218
219 <para>
220 There are two distinct ways in which DLLs can be used:
221 <itemizedlist>
222   <listitem>
223     <para>
224       You can turn each Haskell package into a DLL, so that multiple
225       Haskell executables using the same packages can share the DLL files.
226       (As opposed to linking the libraries statically, which in effect
227       creates a new copy of the RTS and all libraries for each executable
228       produced.)
229     </para>
230     <para>
231       That is the same as the dynamic linking on other platforms, and it
232       is described in <xref linkend="using-shared-libs"/>.
233     </para>
234   </listitem>
235   <listitem>
236     <para>
237       You can package up a complete Haskell program as a DLL, to be called
238       by some external (usually non-Haskell) program. This is usually used
239       to implement plugins and the like, and is described below.
240     </para>
241   </listitem>
242 </itemizedlist>
243 </para>
244
245 <!--
246 <para>
247 Until recently, <command>strip</command> didn't work reliably on DLLs, so you
248 should test your version with care, or make sure you have the latest
249 binutils. Unfortunately, we don't know exactly which version of binutils
250 cured the problem (it was supposedly fixed some years ago).
251 </para>
252
253
254 <sect2 id="win32-dlls-link">
255 <title>Linking with DLLs</title>
256
257 <para>
258 The default on Win32 platforms is to link applications in such a way
259 that the executables will use the Prelude and system libraries DLLs,
260 rather than contain (large chunks of) them. This is transparent at the
261 command-line, so
262 </para>
263
264 <para>
265 <screen>
266 sh$ cat main.hs
267 module Main where
268 main = putStrLn "hello, world!"
269 sh$ ghc -o main main.hs
270 ghc: module version changed to 1; reason: no old .hi file
271 sh$ strip main.exe
272 sh$ ls -l main.exe
273 -rwxr-xr-x   1 544      everyone     4608 May  3 17:11 main.exe*
274 sh$ ./main
275 hello, world!
276 sh$
277 </screen>
278 </para>
279
280 <para>
281 will give you a binary as before, but the <filename>main.exe</filename>
282 generated will use the Prelude and RTS DLLs instead of linking them in
283 statically.
284 </para>
285
286 <para>
287 4K for a <literal>"hello, world"</literal> application&mdash;not bad, huh? :-)
288 </para>
289
290 </sect2>
291
292 <sect2 id="win32-dlls-linking-static">
293 <title>Not linking with DLLs
294 <indexterm><primary>-static option (Win32)</primary></indexterm></title>
295
296 <para>
297 If you want to build an executable that doesn't depend on any
298 ghc-compiled DLLs, use the <option>-static</option> option to link in
299 the code statically.
300 </para>
301
302 <para>
303 Notice that you cannot mix code that has been compiled with
304 <option>-static</option> and not, so you have to use the <option>-static</option>
305 option on all the Haskell modules that make up your application.
306 </para>
307
308 </sect2>
309 -->
310
311 <sect2 id="win32-dlls-create">
312 <title>Creating a DLL</title>
313
314 <para>
315 <indexterm><primary>Creating a Win32 DLL</primary></indexterm>
316 <indexterm><primary>&ndash;shared</primary></indexterm>
317 Sealing up your Haskell library inside a DLL is straightforward;
318 compile up the object files that make up the library, and then build
319 the DLL by issuing a command of the form:
320 </para>
321
322 <para>
323 <screen>
324 ghc &ndash;shared -o foo.dll bar.o baz.o wibble.a -lfooble
325 </screen>
326 </para>
327
328 <para>
329 By feeding the ghc compiler driver the option <option>&ndash;shared</option>, it
330 will build a DLL rather than produce an executable. The DLL will
331 consist of all the object files and archives given on the command
332 line.
333 </para>
334
335 <!--
336 <para>
337 To create a `static' DLL, i.e. one that does not depend on the GHC DLLs,
338 use the <option>-static</option> when compiling up your Haskell code and
339 building the DLL.
340 </para>
341 -->
342
343 <para>
344 A couple of things to notice:
345 </para>
346
347 <para>
348
349 <itemizedlist>
350 <!--
351 <listitem>
352 <para>
353 Since DLLs correspond to packages (see <xref linkend="packages"/>) you need
354 to use <option>-package-name dll-name</option> when compiling modules that
355 belong to a DLL if you're going to call them from Haskell. Otherwise, Haskell
356 code that calls entry points in that DLL will do so incorrectly, and crash.
357 For similar reasons, you can only compile a single module tree into a DLL,
358 as <function>startupHaskell</function> needs to be able to call its
359 initialisation function, and only takes one such argument (see <xref
360 linkend="win32-dlls-foreign"/>). Hence the modules
361 you compile into a DLL must have a common root.
362 </para>
363 </listitem>
364 -->
365
366 <listitem>
367 <para>
368 By default, the entry points of all the object files will be exported from
369 the DLL when using <option>&ndash;shared</option>. Should you want to constrain
370 this, you can specify the <emphasis>module definition file</emphasis> to use
371 on the command line as follows:
372
373 <screen>
374 ghc &ndash;shared -o .... MyDef.def
375 </screen>
376
377 See Microsoft documentation for details, but a module definition file
378 simply lists what entry points you want to export. Here's one that's
379 suitable when building a Haskell COM server DLL:
380
381 <programlisting>
382 EXPORTS
383  DllCanUnloadNow     = DllCanUnloadNow@0
384  DllGetClassObject   = DllGetClassObject@12
385  DllRegisterServer   = DllRegisterServer@0
386  DllUnregisterServer = DllUnregisterServer@0
387 </programlisting>
388 </para>
389 </listitem>
390
391 <listitem>
392 <para>
393 In addition to creating a DLL, the <option>&ndash;shared</option> option also
394 creates an import library. The import library name is derived from the
395 name of the DLL, as follows:
396
397 <programlisting>
398 DLL: HScool.dll  ==&#62; import lib: libHScool.dll.a
399 </programlisting>
400
401 The naming scheme may look a bit weird, but it has the purpose of allowing
402 the co-existence of import libraries with ordinary static libraries (e.g.,
403 <filename>libHSfoo.a</filename> and
404 <filename>libHSfoo.dll.a</filename>.
405
406 Additionally, when the compiler driver is linking in non-static mode, it
407 will rewrite occurrence of <option>-lHSfoo</option> on the command line to
408 <option>-lHSfoo.dll</option>. By doing this for you, switching from
409 non-static to static linking is simply a question of adding
410 <option>-static</option> to your command line.
411
412 </para>
413 </listitem>
414 </itemizedlist>
415 </para>
416
417 </sect2>
418
419
420 <sect2 id="win32-dlls-foreign">
421 <title>Making DLLs to be called from other languages</title>
422
423 <para>
424   This section describes how to create DLLs to be called from other languages,
425   such as Visual Basic or C++. This is a special case of
426   <xref linkend="ffi-library" />; we'll deal with the DLL-specific issues that
427   arise below. Here's an example:
428 </para>
429 <para>
430   Use foreign export declarations to export the Haskell functions you want to
431   call from the outside. For example:
432 </para>
433 <programlisting>
434 -- Adder.hs
435 {-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}
436 module Adder where
437
438 adder :: Int -> Int -> IO Int  -- gratuitous use of IO
439 adder x y = return (x+y)
440
441 foreign export stdcall adder :: Int -> Int -> IO Int
442 </programlisting>
443 <para>
444   Add some helper code that starts up and shuts down the Haskell RTS:
445 </para>
446 <programlisting>
447 // StartEnd.c
448 #include &lt;Rts.h&gt;
449
450 void HsStart()
451 {
452    int argc = 1;
453    char* argv[] = {"ghcDll", NULL}; // argv must end with NULL
454
455    // Initialize Haskell runtime
456    char** args = argv;
457    hs_init(&amp;argc, &amp;args);
458 }
459
460 void HsEnd()
461 {
462    hs_exit();
463 }
464 </programlisting>
465 <para>
466   Here, <literal>Adder</literal> is the name of the root module in the module
467   tree (as mentioned above, there must be a single root module, and hence a
468   single module tree in the DLL). Compile everything up:
469 </para>
470 <screen>
471 ghc -c Adder.hs
472 ghc -c StartEnd.c
473 ghc -shared -o Adder.dll Adder.o Adder_stub.o StartEnd.o
474 </screen>
475 <para>
476   Now the file <filename>Adder.dll</filename> can be used from other
477   programming languages. Before calling any functions in Adder it is necessary
478   to call <literal>HsStart</literal>, and at the very end call
479   <literal>HsEnd</literal>.
480 </para>
481 <para>
482   <emphasis>Warning:</emphasis> It may appear tempting to use
483   <literal>DllMain</literal> to call
484   <literal>hs_init</literal>/<literal>hs_exit</literal>, but this won't work
485   (particularly if you compile with <literal>-threaded</literal>). There are
486   severe restrictions on which actions can be performed during
487   <literal>DllMain</literal>, and <literal>hs_init</literal> violates these
488   restrictions, which can lead to your dll freezing during startup (see
489   <ulink url="http://hackage.haskell.org/trac/ghc/ticket/3605">bug
490   #3605</ulink>).
491 </para>
492
493 <sect3 id="win32-dlls-vba">
494 <title>Using from VBA</title>
495
496 <para>
497   An example of using <filename>Adder.dll</filename> from VBA is:
498 </para>
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
503 Private Declare Sub HsStart Lib "Adder.dll" ()
504 Private Declare Sub HsEnd Lib "Adder.dll" ()
505
506 Private Sub Document_Close()
507 HsEnd
508 End Sub
509
510 Private Sub Document_Open()
511 HsStart
512 End Sub
513
514 Public Sub Test()
515 MsgBox "12 + 5 = " &amp; Adder(12, 5)
516 End Sub
517 </programlisting>
518 <para>
519   This example uses the
520   <literal>Document_Open</literal>/<literal>Close</literal> functions of
521   Microsoft Word, but provided <literal>HsStart</literal> is called before the
522   first function, and <literal>HsEnd</literal> after the last, then it will
523   work fine.
524 </para>
525 </sect3>
526
527 <sect3 id="win32-dlls-c++">
528 <title>Using from C++</title>
529
530 <para>
531   An example of using <filename>Adder.dll</filename> from C++ is:
532 </para>
533
534 <programlisting>
535 // Tester.cpp
536 #include "HsFFI.h"
537 #include "Adder_stub.h"
538 #include &lt;stdio.h&gt;
539
540 extern "C" {
541     void HsStart();
542     void HsEnd();
543 }
544
545 int main()
546 {
547     HsStart();
548     // can now safely call functions from the DLL
549     printf("12 + 5 = %i\n", adder(12,5))    ;
550     HsEnd();
551     return 0;
552 }
553 </programlisting>
554 <para>
555   This can be compiled and run with:
556 </para>
557 <screen>
558 $ ghc -o tester Tester.cpp Adder.dll.a
559 $ tester
560 12 + 5 = 17
561 </screen>
562
563 </sect3>
564
565 </sect2>
566
567 </sect1>
568 </chapter>
569
570 <!-- Emacs stuff:
571      ;;; Local Variables: ***
572      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter") ***
573      ;;; End: ***
574  -->