ghc/docs/users_guide/bugs.sgml

   1 <Chapter id="bugs-and-infelicities">
   2   <title>Known bugs and infelicities
   3 </title>
   4
   5 <sect1 id="vs-Haskell-defn">
   6   <title>Haskell&nbsp;98 vs.&nbsp;Glasgow Haskell: language non-compliance
   7 </title>
   8
   9   <indexterm><primary>GHC vs the Haskell 98 language</primary></indexterm>
  10   <indexterm><primary>Haskell 98 language vs GHC</primary></indexterm>
  11
  12   <para>This section lists Glasgow Haskell infelicities in its
  13   implementation of Haskell&nbsp;98.  See also the &ldquo;when things
  14   go wrong&rdquo; section (<XRef LinkEnd="wrong">) for information
  15   about crashes, space leaks, and other undesirable phenomena.</para>
  16
  17   <para>The limitations here are listed in Haskell Report order
  18   (roughly).</para>
  19
  20   <sect2 id="haskell98-divergence">
  21     <title>Divergence from Haskell&nbsp;98</title>
  22
  23
  24     <sect3 id="infelicities-lexical">
  25       <title>Lexical syntax</title>
  26
  27       <itemizedlist>
  28         <listitem>
  29           <para>The Haskell report specifies that programs may be
  30           written using Unicode.  GHC only accepts the ISO-8859-1
  31           character set at the moment.</para>
  32         </listitem>
  33
  34         <listitem>
  35           <para>Certain lexical rules regarding qualified identifiers
  36           are slightly different in GHC compared to the Haskell
  37           report.  When you have
  38           <replaceable>module</replaceable><literal>.</literal><replaceable>reservedop</replaceable>,
  39           such as <literal>M.\</literal>, GHC will interpret it as a
  40           single qualified operator rather than the two lexemes
  41           <literal>M</literal> and <literal>.\</literal>.</para>
  42         </listitem>
  43
  44         <listitem>
  45           <para>When <option>-fglasgow-exts</option> is on, GHC
  46           reserves several keywords beginning with two underscores.
  47           This is due to the fact that GHC uses the same lexical
  48           analyser for interface file parsing as it does for source
  49           file parsing, and these keywords are used in interface
  50           files.  Do not use any identifiers beginning with a double
  51           underscore in <option>-fglasgow-exts</option> mode.</para>
  52         </listitem>
  53       </itemizedlist>
  54     </sect3>
  55
  56       <sect3 id="infelicities-syntax">
  57         <title>Context-free syntax</title>
  58
  59       <itemizedlist>
  60         <listitem>
  61           <para>GHC doesn't do fixity resolution in expressions during
  62           parsing.  For example, according to the Haskell report, the
  63           following expression is legal Haskell:
  64 <programlisting>
  65     let x = 42 in x == 42 == True</programlisting>
  66         and parses as:
  67 <programlisting>
  68     (let x = 42 in x == 42) == True</programlisting>
  69
  70           because according to the report, the <literal>let</literal>
  71           expression <quote>extends as far to the right as
  72           possible</quote>.  Since it can't extend past the second
  73           equals sign without causing a parse error
  74           (<literal>==</literal> is non-fix), the
  75           <literal>let</literal>-expression must terminate there.  GHC
  76           simply gobbles up the whole expression, parsing like this:
  77 <programlisting>
  78     (let x = 42 in x == 42 == True)</programlisting>
  79
  80           The Haskell report is arguably wrong here, but nevertheless
  81           it's a difference between GHC & Haskell 98.</para>
  82         </listitem>
  83       </itemizedlist>
  84     </sect3>
  85
  86   <sect3 id="infelicities-exprs-pats">
  87       <title>Expressions and patterns</title>
  88
  89       <variablelist>
  90         <varlistentry>
  91           <term>Very long <literal>String</literal> constants:</term>
  92           <listitem>
  93             <para>May not go through.  If you add a &ldquo;string
  94             gap&rdquo; every few thousand characters, then the strings
  95             can be as long as you like.</para>
  96
  97             <para>Bear in mind that string gaps and the
  98             <option>-cpp</option><indexterm><primary><option>-cpp</option>
  99             </primary></indexterm> option don't mix very well (see
 100             <xref linkend="c-pre-processor">).</para>
 101           </listitem>
 102         </varlistentry>
 103       </variablelist>
 104
 105     </sect3>
 106
 107     <sect3 id="infelicities-decls">
 108       <title>Declarations and bindings</title>
 109
 110       <para>None known.</para>
 111
 112     </sect3>
 113
 114     <sect3 id="infelicities-Modules">
 115       <title>Module system and interface files</title>
 116
 117       <variablelist>
 118
 119         <varlistentry>
 120           <term> Namespace pollution </term>
 121           <listitem>
 122             <para>Several modules internal to GHC are visible in the
 123             standard namespace.  All of these modules begin with
 124             <literal>Prel</literal>, so the rule is: don't use any
 125             modules beginning with <literal>Prel</literal> in your
 126             program, or you may be comprehensively screwed.</para>
 127           </listitem>
 128         </varlistentry>
 129       </variablelist>
 130
 131     </sect3>
 132
 133     <sect3 id="infelicities-numbers">
 134       <title>Numbers, basic types, and built-in classes</title>
 135
 136       <variablelist>
 137         <varlistentry>
 138           <term>Multiply-defined array elements&mdash;not checked:</term>
 139           <listitem>
 140             <para>This code fragment <emphasis>should</emphasis>
 141             elicit a fatal error, but it does not:
 142
 143 <programlisting>
 144 main = print (array (1,1) [(1,2), (1,3)])</programlisting>
 145
 146             </para>
 147           </listitem>
 148         </varlistentry>
 149       </variablelist>
 150
 151     </sect3>
 152
 153       <sect3 id="infelicities-Prelude">
 154         <title>In Prelude support</title>
 155
 156       <variablelist>
 157         <varlistentry>
 158           <term>The <literal>Char</literal> type</term>
 159           <indexterm><primary><literal>Char</literal></primary><secondary>size
 160           of</secondary></indexterm>
 161           <listitem>
 162             <para>The Haskell report says that the
 163             <literal>Char</literal> type holds 16 bits.  GHC follows
 164             the ISO-10646 standard a little more closely:
 165             <literal>maxBound :: Char</literal> in GHC is
 166             <literal>0x10FFFF</literal>.</para>
 167           </listitem>
 168         </varlistentry>
 169
 170         <varlistentry>
 171           <term>Arbitrary-sized tuples:</term>
 172           <listitem>
 173             <para>Tuples are currently limited to size 61.  HOWEVER:
 174             standard instances for tuples (<literal>Eq</literal>,
 175             <literal>Ord</literal>, <literal>Bounded</literal>,
 176             <literal>Ix</literal> <literal>Read</literal>, and
 177             <literal>Show</literal>) are available
 178             <emphasis>only</emphasis> up to 5-tuples.</para>
 179
 180             <para>This limitation is easily subvertible, so please ask
 181             if you get stuck on it.</para>
 182             </listitem>
 183           </varlistentry>
 184         </variablelist>
 185     </sect3>
 186   </sect2>
 187
 188   <sect2 id="haskell98-undefined">
 189     <title>GHC's interpretation of undefined behaviour in
 190     Haskell&nbsp;98</title>
 191
 192     <para>This section documents GHC's take on various issues that are
 193     left undefined or implementation specific in Haskell 98.</para>
 194
 195     <variablelist>
 196       <varlistentry>
 197         <term>Sized integral types</term>
 198         <indexterm><primary><literal>Int</literal></primary><secondary>size of</secondary>
 199         </indexterm>
 200
 201         <listitem>
 202           <para>In GHC the <literal>Int</literal> type follows the
 203           size of an address on the host architecture; in other words
 204           it holds 32 bits on a 32-bit machine, and 64-bits on a
 205           64-bit machine.</para>
 206
 207           <para>Arithmetic on <literal>Int</literal> is unchecked for
 208           overflow<indexterm><primary>overflow</primary><secondary><literal>Int</literal></secondary>
 209             </indexterm>, so all operations on <literal>Int</literal> happen
 210           modulo
 211           2<superscript><replaceable>n</replaceable></superscript>
 212           where <replaceable>n</replaceable> is the size in bits of
 213           the <literal>Int</literal> type.</para>
 214
 215           <para>The <literal>fromInteger</literal><indexterm><primary><literal>fromInteger</literal></primary>
 216             </indexterm>function (and hence
 217           also <literal>fromIntegral</literal><indexterm><primary><literal>fromIntegral</literal></primary>
 218             </indexterm>) is a special case when
 219           converting to <literal>Int</literal>.  The value of
 220           <literal>fromIntegral x :: Int</literal> is given by taking
 221           the lower <replaceable>n</replaceable> bits of <literal>(abs
 222           x)</literal>, multiplied by the sign of <literal>x</literal>
 223           (in 2's complement <replaceable>n</replaceable>-bit
 224           arithmetic).  This behaviour was chosen so that for example
 225           writing <literal>0xffffffff :: Int</literal> preserves the
 226           bit-pattern in the resulting <literal>Int</literal>.</para>
 227
 228
 229            <para>Negative literals, such as <literal>-3</literal>, are
 230              specified by (a careful reading of) the Haskell Report as
 231              meaning <literal>Prelude.negate (Prelude.fromInteger 3)</literal>.
 232              So <literal>-2147483648</literal> means <literal>negate (fromInteger 2147483648)</literal>.
 233              Since <literal>fromInteger</literal> takes the lower 32 bits of the representation,
 234              <literal>fromInteger (2147483648::Integer)</literal>, computed at type <literal>Int</literal> is
 235              <literal>-2147483648::Int</literal>.  The <literal>negate</literal> operation then
 236              overflows, but it is unchecked, so <literal>negate (-2147483648::Int)</literal> is just
 237              <literal>-2147483648</literal>.  In short, one can write <literal>minBound::Int</literal> as
 238              a literal with the expected meaning (but that is not in general guaranteed.
 239              </para>
 240
 241           <para>The <literal>fromIntegral</literal> function also
 242           preserves bit-patterns when converting between the sized
 243           integral types (<literal>Int8</literal>,
 244           <literal>Int16</literal>, <literal>Int32</literal>,
 245           <literal>Int64</literal> and the unsigned
 246           <literal>Word</literal> variants), see the modules
 247           <literal>Data.Int</literal> and <literal>Data.Word</literal>
 248           in the library documentation.</para>
 249         </listitem>
 250       </varlistentry>
 251
 252       <varlistentry>
 253         <term>Unchecked float arithmetic</term>
 254         <listitem>
 255           <para>Operations on <literal>Float</literal> and
 256           <literal>Double</literal> numbers are
 257           <emphasis>unchecked</emphasis> for overflow, underflow, and
 258           other sad occurrences.  (note, however that some
 259           architectures trap floating-point overflow and
 260           loss-of-precision and report a floating-point exception,
 261           probably terminating the
 262           program)<indexterm><primary>floating-point
 263           exceptions</primary></indexterm>.</para>
 264         </listitem>
 265       </varlistentry>
 266     </variablelist>
 267
 268   </sect2>
 269
 270 </sect1>
 271
 272
 273 <sect1 id="bugs">
 274   <title>Known bugs or infelicities</title>
 275
 276 <para>GHC has the following known bugs or infelicities:
 277 <itemizedlist>
 278
 279 <listitem><para>
 280 GHC only provides tuples up to size 62, and derived tuple instances (for
 281 Eq, Ord, etc) up to size 15.
 282 </para></listitem>
 283
 284 <listitem><para>
 285 GHC can warn about non-exhaustive or overlapping patterns, and usually does so correctly.
 286 But not always.  It gets confused by string patterns, and by guards, and can then
 287 emit bogus warnings.  The entire overlap-check code needs an overhaul really.
 288 </para></listitem>
 289
 290
 291
 292 <listitem><para>Dangers with multiple Main modules.</para>
 293
 294         <para>
 295         GHC does not insist that module <literal>Main</literal> lives in a file called <filename>Main.hs</filename>.
 296         This is useful if you want multiple versions of <literal>Main</literal>.  But there's a danger: when
 297         compiling module  <literal>Main</literal> (regardless of what file it comes from), GHC looks for
 298         the interface <filename>Main.hi</filename>; it uses this to get version information from the last
 299         time it recompiled <literal>Main</literal>.   The trouble is that this  <filename>Main.hi</filename>
 300         may not correspond to the source file being compiled.
 301           </para>
 302         <para>
 303           Solution: remove <filename>Main.hi</filename> first.  A better solution would be for GHC to
 304             record the source-file filename in the interface file, or even an MD5 checksum.
 305             </para>
 306      </listitem>
 307
 308
 309 <listitem><para>
 310 GHCi does not respect the <literal>default</literal> declaration in the module whose
 311 scope you are in.  Instead, for expressions typed at the command line, you always
 312 get the default default-type behaviour; that is, <literal>default(Int,Double)</literal>.
 313 </para>
 314 <para>
 315 It would be better for GHCi to record what the default settings in each module are, and
 316 use those of the 'current' module (whatever that is).
 317 </para></listitem>
 318
 319 <listitem><para>
 320 GHCi does not keep careful track of what instance declarations are 'in scope' if they
 321 come from other packages.
 322 Instead, all instance declarations that GHC has seen in other packages are all in scope
 323 everywhere, whether or not the module from that package is used by the command-line expression.
 324 </para></listitem>
 325
 326 <listitem><para>
 327 GHC's inliner can be persuaded into non-termination using the standard way to encode
 328 recursion via a data type:
 329 <programlisting>
 330   data U = MkU (U -> Bool)
 331
 332   russel :: U -> Bool
 333   russel u@(MkU p) = not $ p u
 334
 335   x :: Bool
 336   x = russel (MkU russel)
 337 </programlisting>
 338 We have never found another class of programs, other than this contrived one, that makes GHC
 339 diverge, and fixing the problem would impose an extra overhead on every compilation.  So the
 340 bug remains un-fixed.  There is more background in
 341 <ulink
 342 url="http://research.microsoft.com/~simonpj/Papers/inlining">
 343 Secrets of the GHC inliner</ulink>.
 344 </para></listitem>
 345 </itemizedlist></para>
 346 </sect1>
 347
 348 </Chapter>
 349
 350 <!-- Emacs stuff:
 351      ;;; Local Variables: ***
 352      ;;; mode: sgml ***
 353      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.sgml" "book" "chapter" "sect1") ***
 354      ;;; End: ***
 355  -->