[project @ 2003-07-24 07:44:21 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / docs / users_guide / separate_compilation.sgml
1   <sect1 id="separate-compilation">
2     <title>Filenames and separate compilation</title>
3     
4     <indexterm><primary>separate compilation</primary></indexterm>
5     <indexterm><primary>recompilation checker</primary></indexterm>
6     <indexterm><primary>make and recompilation</primary></indexterm>
7     
8     <para>This section describes what files GHC expects to find, what
9     files it creates, where these files are stored, and what options
10     affect this behaviour.</para>
11
12     <para>Note that this section is written with
13     <firstterm>hierarchical modules</firstterm> in mind (see <xref
14     linkend="hierarchical-modules">); hierarchical modules are an
15     extension to Haskell 98 which extends the lexical syntax of
16     module names to include a dot &lsquo;.&rsquo;.  Non-hierarchical
17     modules are thus a special case in which none of the module names
18     contain dots.</para>
19
20     <para>Pathname conventions vary from system to system.  In
21     particular, the directory separator is
22     &lsquo;<literal>/</literal>&rsquo; on Unix systems and
23     &lsquo;<literal>\</literal>&rsquo; on Windows systems.  In the
24     sections that follow, we shall consistently use
25     &lsquo;<literal>/</literal>&rsquo; as the directory separator;
26     substitute this for the appropriate character for your
27     system.</para>
28
29     <sect2 id="source-files">
30       <title>Haskell source files</title>
31     
32       <para>Each Haskell source module should be placed in a file on
33       its own.</para>
34
35       <para>The file should usually be named after the module name, by
36       replacing dots in the module name by directory separators.  For
37       example, on a Unix system, the module <literal>A.B.C</literal>
38       should be placed in the file <literal>A/B/C.hs</literal>,
39       relative to some base directory.  GHC's behaviour if this rule
40       is not followed is fully defined by the following section (<xref
41       linkend="output-files">).</para>
42     </sect2>
43
44     <sect2 id="output-files">
45       <title>Output files</title>
46
47       <indexterm><primary>interface files</primary></indexterm>
48       <indexterm><primary><literal>.hi</literal> files</primary></indexterm>
49       <indexterm><primary>object files</primary></indexterm>
50       <indexterm><primary><literal>.o</literal> files</primary></indexterm>
51       
52       <para>When asked to compile a source file, GHC normally
53       generates two files: an <firstterm>object file</firstterm>, and
54       an <firstterm>interface file</firstterm>. </para>
55
56       <para>The object file, which normally ends in a
57       <literal>.o</literal> suffix (or <literal>.obj</literal> if
58       you're on Windows), contains the compiled code for the module.</para>
59
60       <para>The interface file,
61       which normally ends in a <literal>.hi</literal> suffix, contains
62       the information that GHC needs in order to compile further
63       modules that depend on this module.  It contains things like the
64       types of exported functions, definitions of data types, and so
65       on.  It is stored in a binary format, so don't try to read one;
66       use the <option>--show-iface</option> option instead (see <xref
67       linkend="hi-options">).</para>
68
69       <para>You should think of the object file and the interface file as a
70       pair, since the interface file is in a sense a compiler-readable
71       description of the contents of the object file.  If the
72       interface file and object file get out of sync for any reason,
73       then the compiler may end up making assumptions about the object
74       file that aren't true; trouble will almost certainly follow.
75       For this reason, we recommend keeping object files and interface
76       files in the same place (GHC does this by default, but it is
77       possible to override the defaults as we'll explain
78       shortly).</para>
79
80       <para>Every module has a <emphasis>module name</emphasis>
81       defined in its source code (<literal>module A.B.C where
82       ...</literal>).  Unless overridden with the
83       <literal>-o</literal> and <literal>-ohi</literal> flags
84       respectively, GHC always puts the object file for module
85       <literal>A.B.C</literal> in
86       <replaceable>odir</replaceable><literal>/A/B/C.</literal><replaceable>osuf</replaceable>,
87       and the interface file in the file
88       <replaceable>hidir</replaceable><literal>/A/B/C.</literal><replaceable>hisuf</replaceable>,
89       where <replaceable>hidir</replaceable>,
90       <replaceable>hisuf</replaceable>,
91       <replaceable>odir</replaceable>, and
92       <replaceable>osuf</replaceable>, defined as follows:
93
94       <variablelist>
95         <varlistentry>
96           <term><replaceable>hidir</replaceable></term>
97           <listitem>
98             <para>is the value of the <option>-hidir</option> option if
99             one was given (<xref linkend="options-output">), or
100             <replaceable>root-path</replaceable> otherwise.</para>
101           </listitem>
102         </varlistentry>
103         <varlistentry>
104           <term><replaceable>hisuf</replaceable></term>
105           <listitem>
106             <para>is the value of the <option>-hisuf</option> option if
107             one was given (<xref linkend="options-output">), or <literal>hi</literal>
108             otherwise.</para>
109           </listitem>
110         </varlistentry>
111
112         <varlistentry>
113           <term><replaceable>odir</replaceable></term>
114           <listitem>
115             <para>is the value of the <option>-odir</option> option if
116             one was given (<xref linkend="options-output">), or
117             <replaceable>root-path</replaceable> otherwise.</para>
118           </listitem>
119         </varlistentry>
120         <varlistentry>
121           <term><replaceable>osuf</replaceable></term>
122           <listitem>
123             <para>is the value of the <option>-osuf</option> option if
124             one was given (<xref linkend="options-output">), or <literal>o</literal>
125             otherwise (<literal>obj</literal> on Windows).</para>
126           </listitem>
127         </varlistentry>
128       </variablelist>
129
130       The <replaceable>root-path</replaceable>, used in the above definitions, is derived from the
131       location of the source file, <replaceable>source-filename</replaceable>, as follows:
132
133   <variablelist>
134   <varlistentry>
135   <term>Rule 1</term>
136   <listitem>
137   <para>GHC matches <replaceable>source-filename</replaceable> against the pattern:
138   
139   <screen><replaceable>root-path</replaceable>/<literal>A/B/C.</literal><replaceable>extension</replaceable></screen>
140
141       where:
142
143       <variablelist>
144         <varlistentry>
145           <term><replaceable>extension</replaceable></term>
146           <listitem>
147             <para>is the source file extension (usually
148             <literal>.hs</literal> or <literal>.lhs</literal>).</para>
149           </listitem>
150         </varlistentry>
151         <varlistentry>
152           <term><replaceable>root-path</replaceable></term>
153           <listitem>
154             <para>is what is left after <literal>A/B/C.</literal><replaceable>extension</replaceable>
155             has been stripped off the end of <replaceable>source-file</replaceable>.</para>
156           </listitem>
157         </varlistentry>
158       </variablelist>
159   </para>
160   </listitem>
161   </varlistentry>
162   
163   <varlistentry>
164   <term>Rule 2</term>
165   <listitem>
166         <para>If <replaceable>source-filename</replaceable> does not match the pattern
167         above (presumably because it doesn't finish with <literal>A/B/C.hs</literal>
168         or <literal>A/B/C.lhs</literal>)
169         then <replaceable>root-path</replaceable> becomes the
170         whole of the directory portion of the filename.  </para>
171   </listitem>
172   </varlistentry>
173   </variablelist>
174
175       For example, if GHC compiles the module
176       <literal>A.B.C</literal> in the file
177       <filename>src/A/B/C.hs</filename>, with no <literal>-odir</literal> or <literal>-hidir</literal> flags,
178       the interface file will be put in <literal>src/A/B/C.hi</literal> and the object file in 
179       <literal>src/A/B/C.o</literal> (using Rule 1).
180       If the same module <literal>A.B.C</literal> was in file 
181       <filename>src/ABC.hs</filename>, 
182       the interface file will still be put in <literal>src/A/B/C.hi</literal> and the object file in 
183       <literal>src/A/B/C.o</literal> (using Rule 2).
184       </para>
185       <para>A common use for Rule 2 is to have many modules all called <literal>Main</literal> held in 
186       files <literal>Test1.hs</literal> <literal>Test2.hs</literal>, etc.    Beware, though: when compiling
187       (say) <literal>Test2.hs</literal>, GHC will consult <literal>Main.hi</literal> for version information
188       from the last recompilation.  Currently (a bug, really) GHC is not clever enough to spot that the source file has changed,
189       and so there is a danger that the recompilation checker will declare that no recompilation is needed when in fact it is.
190       Solution: delete the interface file first.
191       </para>
192   <para>Notice that (unless overriden with <option>-o</option> or <option>-ohi</option>) the filenames
193   of the object and interface files are always based on the module name. The reason for this is so that
194   GHC can find the interface file for module <literal>A.B.C</literal> when compiling the declaration
195   "<literal>import A.B.C</literal>".
196   </para>
197     </sect2>
198
199     <sect2 id="search-path">
200       <title>The search path</title>
201
202       <indexterm><primary>search path</primary>
203       </indexterm>
204       <indexterm><primary>interface files, finding them</primary></indexterm>
205       <indexterm><primary>finding interface files</primary></indexterm>
206
207       <para>In your program, you import a module
208       <literal>Foo</literal> by saying <literal>import Foo</literal>.
209       In <option>--make</option> mode or GHCi, GHC will look for a
210       source file for <literal>Foo</literal> and arrange to compile it
211       first.  Without <option>--make</option>, GHC will look for the
212       interface file for <literal>Foo</literal>, which should have
213       been created by an earlier compilation of
214       <literal>Foo</literal>.  GHC uses the same strategy in each of
215       these cases for finding the appropriate file.</para>
216
217       <para>This strategy is as follows: GHC keeps a list of
218       directories called the <firstterm>search path</firstterm>.  For
219       each of these directories, it tries appending
220       <replaceable>basename</replaceable><literal>.</literal><replaceable>extension</replaceable>
221       to the directory, and checks whether the file exists.  The value
222       of <replaceable>basename</replaceable> is the module name with
223       dots replaced by the directory separator ('/' or '\', depending
224       on the system), and <replaceable>extension</replaceable> is a
225       source extension (<literal>hs</literal>, <literal>lhs</literal>)
226       if we are in <option>--make</option> mode and GHCi, or
227       <replaceable>hisuf</replaceable> otherwise.</para>
228
229       <para>For example, suppose the search path contains directories
230       <literal>d1</literal>, <literal>d2</literal>, and
231       <literal>d3</literal>, and we are in <literal>--make</literal>
232       mode looking for the source file for a module
233       <literal>A.B.C</literal>.  GHC will look in
234       <literal>d1/A/B/C.hs</literal>, <literal>d1/A/B/C.lhs</literal>,
235       <literal>d2/A/B/C.hs</literal>, and so on.</para>
236
237       <para>The search path by default contains a single directory:
238       <quote>.</quote> (i.e. the current directory).  The following
239       options can be used to add to or change the contents of the
240       search path:</para>
241
242       <variablelist>
243         <varlistentry>
244           <term><option>-i<replaceable>dirs</replaceable></option></term>
245           <listitem>
246             <para><indexterm><primary><option>-i<replaceable>dirs</replaceable></option>
247             </primary></indexterm>This flag appends a colon-separated
248             list of <filename>dirs</filename> to the search path.</para>
249           </listitem>
250         </varlistentry>
251
252         <varlistentry>
253           <term><option>-i</option></term>
254           <listitem>
255             <para>resets the search path back to nothing.</para>
256           </listitem>
257         </varlistentry>
258       </variablelist>
259
260       <para>This isn't the whole story: GHC also looks for modules in
261       pre-compiled libraries, known as packages.  See the section on
262       packages (<xref linkend="packages">), for details.</para>
263     </sect2>
264
265     <sect2 id="options-output">
266       <title>Redirecting the compilation output(s)</title>
267
268       <indexterm><primary>output-directing options</primary></indexterm>
269       <indexterm><primary>redirecting compilation output</primary></indexterm>
270
271       <variablelist>
272         <varlistentry>
273           <term><option>-o</option> <replaceable>file</replaceable></term>
274           <indexterm><primary><option>-o</option></primary></indexterm>
275           <listitem>
276             <para>GHC's compiled output normally goes into a
277             <filename>.hc</filename>, <filename>.o</filename>, etc.,
278             file, depending on the last-run compilation phase.  The
279             option <option>-o <replaceable>file</replaceable></option>
280             re-directs the output of that last-run phase to
281             <replaceable>file</replaceable>.</para>
282
283             <para>Note: this &ldquo;feature&rdquo; can be
284             counterintuitive: <command>ghc -C -o foo.o
285             foo.hs</command> will put the intermediate C code in the
286             file <filename>foo.o</filename>, name
287             notwithstanding!</para>
288
289             <para>This option is most often used when creating an
290             executable file, to set the filename of the executable.
291             For example:
292 <screen>   ghc -o prog --make Main</screen>
293
294             will compile the program starting with module
295             <literal>Main</literal>  and put the executable in the
296             file <literal>prog</literal>.</para>
297
298             <para>Note: on Windows, if the result is an executable
299             file, the extension "<filename>.exe</filename>" is added
300             if the specified filename does not already have an
301             extension.  Thus
302 <programlisting>
303    ghc -o foo Main.hs
304 </programlisting>
305           will compile and link the module
306           <filename>Main.hs</filename>, and put the resulting
307           executable in <filename>foo.exe</filename> (not
308           <filename>foo</filename>).</para>
309           </listitem>
310         </varlistentry>
311
312         <varlistentry>
313           <term><option>-odir</option> <replaceable>dir</replaceable></term>
314           <indexterm><primary><option>-odir</option></primary></indexterm>
315           <listitem>
316             <para>Redirects object files to directory
317             <replaceable>dir</replaceable>.  For example:</para>
318
319 <Screen>
320 $ ghc -c parse/Foo.hs parse/Bar.hs gurgle/Bumble.hs -odir `arch`
321 </Screen>
322
323             <para>The object files, <filename>Foo.o</filename>,
324             <filename>Bar.o</filename>, and
325             <filename>Bumble.o</filename> would be put into a
326             subdirectory named after the architecture of the executing
327             machine (<filename>x86</filename>,
328             <filename>mips</filename>, etc).</para>
329
330             <para>Note that the <option>-odir</option> option does
331             <emphasis>not</emphasis> affect where the interface files
332             are put; use the <option>-hidir</option> option for that.
333             In the above example, they would still be put in
334             <filename>parse/Foo.hi</filename>,
335             <filename>parse/Bar.hi</filename>, and
336             <filename>gurgle/Bumble.hi</filename>.</para>
337           </listitem>
338         </varlistentry>
339
340         <varlistentry>
341           <term><option>-ohi</option>  <replaceable>file</replaceable></term>
342           <indexterm><primary><option>-ohi</option></primary>
343           </indexterm>
344           <listitem>
345             <para>The interface output may be directed to another file
346             <filename>bar2/Wurble.iface</filename> with the option
347             <option>-ohi bar2/Wurble.iface</option> (not
348             recommended).</para>
349
350             <para>WARNING: if you redirect the interface file
351             somewhere that GHC can't find it, then the recompilation
352             checker may get confused (at the least, you won't get any
353             recompilation avoidance).  We recommend using a
354             combination of <option>-hidir</option> and
355             <option>-hisuf</option> options instead, if
356             possible.</para>
357
358             <para>To avoid generating an interface at all, you could
359             use this option to redirect the interface into the bit
360             bucket: <literal>-ohi /dev/null</literal>, for
361             example.</para>
362           </listitem>
363         </varlistentry>
364       
365         <varlistentry>
366           <term><option>-hidir</option>  <replaceable>dir</replaceable></term>
367           <indexterm><primary><option>-hidir</option></primary>
368           </indexterm>
369           <listitem>
370             <para>Redirects all generated interface files into
371             <replaceable>dir</replaceable>, instead of the
372             default.</para>
373           </listitem>
374         </varlistentry>
375
376         <varlistentry>
377           <term><option>-osuf</option> <replaceable>suffix</replaceable></term>
378           <term><option>-hisuf</option> <replaceable>suffix</replaceable></term>
379           <term><option>-hcsuf</option> <replaceable>suffix</replaceable></term>
380           <indexterm><primary><option>-osuf</option></primary></indexterm>
381           <indexterm><primary><option>-hisuf</option></primary></indexterm>
382           <indexterm><primary><option>-hcsuf</option></primary></indexterm>
383           <listitem>
384             <para>EXOTICA: The <option>-osuf</option>
385             <replaceable>suffix</replaceable> will change the
386             <literal>.o</literal> file suffix for object files to
387             whatever you specify.  We use this when compiling
388             libraries, so that objects for the profiling versions of
389             the libraries don't clobber the normal ones.</para>
390
391             <para>Similarly, the <option>-hisuf</option>
392             <replaceable>suffix</replaceable> will change the
393             <literal>.hi</literal> file suffix for non-system
394             interface files (see <XRef LinkEnd="hi-options">).</para>
395
396             <para>Finally, the option <option>-hcsuf</option>
397             <replaceable>suffix</replaceable> will change the
398             <literal>.hc</literal> file suffix for compiler-generated
399             intermediate C files.</para>
400
401             <para>The <option>-hisuf</option>/<option>-osuf</option>
402             game is particularly useful if you want to compile a
403             program both with and without profiling, in the same
404             directory.  You can say:
405             <Screen>
406               ghc ...</Screen>
407             to get the ordinary version, and
408             <Screen>
409               ghc ... -osuf prof.o -hisuf prof.hi -prof -auto-all</Screen>
410             to get the profiled version.</para>
411           </listitem>
412         </varlistentry>
413       </variablelist>
414     </sect2>
415
416     <sect2 id="keeping-intermediates">
417       <title>Keeping Intermediate Files</title>
418       <indexterm><primary>intermediate files, saving</primary>
419       </indexterm>
420       <indexterm><primary><literal>.hc</literal> files, saving</primary>
421       </indexterm>
422       <indexterm><primary><literal>.s</literal> files, saving</primary>
423       </indexterm>
424
425       <para>The following options are useful for keeping certain
426       intermediate files around, when normally GHC would throw these
427       away after compilation:</para>
428
429       <variablelist>
430         <varlistentry>
431           <term><option>-keep-hc-files</option></term>
432           <indexterm>
433             <primary><option>-keep-hc-files</option></primary>
434           </indexterm>
435           <listitem>
436             <para>Keep intermediate <literal>.hc</literal> files when
437             doing <literal>.hs</literal>-to-<literal>.o</literal>
438             compilations via C (NOTE: <literal>.hc</literal> files
439             aren't generated when using the native code generator, you
440             may need to use <option>-fvia-C</option> to force them
441             to be produced).</para>
442           </listitem>
443         </varlistentry>
444
445         <varlistentry>
446           <term><option>-keep-s-files</option></term>
447           <indexterm>
448             <primary><option>-keep-s-files</option></primary>
449           </indexterm>
450           <listitem>
451             <para>Keep intermediate <literal>.s</literal> files.</para>
452           </listitem>
453         </varlistentry>
454
455         <varlistentry>
456           <term><option>-keep-raw-s-files</option></term>
457           <indexterm>
458             <primary><option>-keep-raw-s-files</option></primary>
459           </indexterm>
460           <listitem>
461             <para>Keep intermediate <literal>.raw-s</literal> files.
462             These are the direct output from the C compiler, before
463             GHC does &ldquo;assembly mangling&rdquo; to produce the
464             <literal>.s</literal> file.  Again, these are not produced
465             when using the native code generator.</para>
466           </listitem>
467         </varlistentry>
468
469         <varlistentry>
470           <term><option>-keep-tmp-files</option></term>
471           <indexterm>
472             <primary><option>-keep-tmp-files</option></primary>
473           </indexterm>
474           <indexterm>
475             <primary>temporary files</primary>
476             <secondary>keeping</secondary>
477           </indexterm>
478           <listitem>
479             <para>Instructs the GHC driver not to delete any of its
480             temporary files, which it normally keeps in
481             <literal>/tmp</literal> (or possibly elsewhere; see <xref
482             linkend="temp-files">).  Running GHC with
483             <option>-v</option> will show you what temporary files
484             were generated along the way.</para>
485           </listitem>
486         </varlistentry>
487       </variablelist>
488     </sect2>
489
490     <sect2 id="temp-files">
491       <title>Redirecting temporary files</title>
492
493       <indexterm>
494         <primary>temporary files</primary>
495         <secondary>redirecting</secondary>
496       </indexterm>
497
498       <variablelist>
499         <varlistentry>
500           <term><option>-tmpdir</option></term>
501           <indexterm><primary><option>-tmpdir</option></primary></indexterm>
502           <listitem>
503             <para>If you have trouble because of running out of space
504             in <filename>/tmp</filename> (or wherever your
505             installation thinks temporary files should go), you may
506             use the <option>-tmpdir
507             &lt;dir&gt;</option><IndexTerm><Primary>-tmpdir
508             &lt;dir&gt; option</Primary></IndexTerm> option to specify
509             an alternate directory.  For example, <option>-tmpdir
510             .</option> says to put temporary files in the current
511             working directory.</para>
512
513             <para>Alternatively, use your <Constant>TMPDIR</Constant>
514             environment variable.<IndexTerm><Primary>TMPDIR
515             environment variable</Primary></IndexTerm> Set it to the
516             name of the directory where temporary files should be put.
517             GCC and other programs will honour the
518             <Constant>TMPDIR</Constant> variable as well.</para>
519
520             <para>Even better idea: Set the
521             <Constant>DEFAULT_TMPDIR</Constant> make variable when
522             building GHC, and never worry about
523             <Constant>TMPDIR</Constant> again. (see the build
524             documentation).</para>
525           </listitem>
526         </varlistentry>
527       </variablelist>
528     </sect2>
529
530     <Sect2 id="hi-options">
531       <title>Other options related to interface files</title>
532       <indexterm><primary>interface files, options</primary></indexterm>
533
534       <variablelist>
535         <varlistentry>
536           <term><option>-ddump-hi</option></term>
537           <indexterm><primary><option>-ddump-hi</option></primary>
538           </indexterm>
539           <listitem>
540             <para>Dumps the new interface to standard output.</para>
541           </listitem>
542         </varlistentry>
543
544         <varlistentry>
545           <term><option>-ddump-hi-diffs</option></term>
546           <indexterm><primary><option>-ddump-hi-diffs</option></primary>
547           </indexterm>
548           <listitem>
549             <para>The compiler does not overwrite an existing
550             <filename>.hi</filename> interface file if the new one is
551             the same as the old one; this is friendly to
552             <command>make</command>.  When an interface does change,
553             it is often enlightening to be informed.  The
554             <option>-ddump-hi-diffs</option> option will make GHC run
555             <command>diff</command> on the old and new
556             <filename>.hi</filename> files.</para>
557           </listitem>
558         </varlistentry>
559
560         <varlistentry>
561           <term><option>-ddump-minimal-imports</option></term>
562           <indexterm><primary><option>-ddump-minimal-imports</option></primary>
563           </indexterm>
564           <listitem>
565             <para>Dump to the file "M.imports" (where M is the module
566             being compiled) a "minimal" set of import declarations.
567             You can safely replace all the import declarations in
568             "M.hs" with those found in "M.imports".  Why would you
569             want to do that?  Because the "minimal" imports (a) import
570             everything explicitly, by name, and (b) import nothing
571             that is not required.  It can be quite painful to maintain
572             this property by hand, so this flag is intended to reduce
573             the labour.</para>
574           </listitem>
575         </varlistentry>
576
577         <varlistentry>
578           <term><option>--show-iface</option>
579           <replaceable>file</replaceable></term>
580           <indexterm><primary><option>--show-iface</option></primary>
581           </indexterm>
582           <listitem>
583             <para>Where <replaceable>file</replaceable> is the name of
584             an interface file, dumps the contents of that interface in
585             a human-readable (ish) format.</para>
586           </listitem>
587         </varlistentry>
588       </variablelist>
589     </sect2>
590
591     <sect2 id="recomp">
592       <title>The recompilation checker</title>
593
594       <indexterm><primary>recompilation checker</primary></indexterm>
595
596       <variablelist>
597         <varlistentry>
598           <term><option>-no-recomp</option></term>
599           <indexterm><primary><option>-recomp</option></primary></indexterm>
600           <indexterm><primary><option>-no-recomp</option></primary></indexterm>
601           <listitem>
602             <para>Turn off recompilation checking (which is on by
603             default).  Recompilation checking normally stops
604             compilation early, leaving an existing
605             <filename>.o</filename> file in place, if it can be
606             determined that the module does not need to be
607             recompiled.</para>
608           </listitem>
609         </varlistentry>
610       </variablelist>
611       
612       <para>In the olden days, GHC compared the newly-generated
613       <filename>.hi</filename> file with the previous version; if they
614       were identical, it left the old one alone and didn't change its
615       modification date.  In consequence, importers of a module with
616       an unchanged output <filename>.hi</filename> file were not
617       recompiled.</para>
618
619       <para>This doesn't work any more.  Suppose module
620       <literal>C</literal> imports module <literal>B</literal>, and
621       <literal>B</literal> imports module <literal>A</literal>.  So
622       changes to <filename>A.hi</filename> should force a
623       recompilation of <literal>C</literal>.  And some changes to
624       <literal>A</literal> (changing the definition of a function that
625       appears in an inlining of a function exported by
626       <literal>B</literal>, say) may conceivably not change
627       <filename>B.hi</filename> one jot.  So now&hellip;</para>
628
629       <para>GHC keeps a version number on each interface file, and on
630       each type signature within the interface file.  It also keeps in
631       every interface file a list of the version numbers of everything
632       it used when it last compiled the file.  If the source file's
633       modification date is earlier than the <filename>.o</filename>
634       file's date (i.e. the source hasn't changed since the file was
635       last compiled), and the reompilation checking is on, GHC will be
636       clever.  It compares the version numbers on the things it needs
637       this time with the version numbers on the things it needed last
638       time (gleaned from the interface file of the module being
639       compiled); if they are all the same it stops compiling rather
640       early in the process saying &ldquo;Compilation IS NOT
641       required&rdquo;.  What a beautiful sight!</para>
642
643       <para>Patrick Sansom had a workshop paper about how all this is
644       done (though the details have changed quite a bit). <ULink
645       URL="mailto:sansom@dcs.gla.ac.uk">Ask him</ULink> if you want a
646       copy.</para>
647
648     </sect2>
649
650     <sect2 id="using-make">
651       <title>Using <command>make</command></title>
652
653       <indexterm><primary><literal>make</literal></primary></indexterm>
654
655       <para>It is reasonably straightforward to set up a
656       <filename>Makefile</filename> to use with GHC, assuming you name
657       your source files the same as your modules.  Thus:</para>
658
659 <ProgramListing>
660 HC      = ghc
661 HC_OPTS = -cpp $(EXTRA_HC_OPTS)
662
663 SRCS = Main.lhs Foo.lhs Bar.lhs
664 OBJS = Main.o   Foo.o   Bar.o
665
666 .SUFFIXES : .o .hs .hi .lhs .hc .s
667
668 cool_pgm : $(OBJS)
669         rm -f $@
670         $(HC) -o $@ $(HC_OPTS) $(OBJS)
671
672 # Standard suffix rules
673 .o.hi:
674         @:
675
676 .lhs.o:
677         $(HC) -c $&#60; $(HC_OPTS)
678
679 .hs.o:
680         $(HC) -c $&#60; $(HC_OPTS)
681
682 # Inter-module dependencies
683 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
684 Main.o Main.hc Main.s : Foo.hi Baz.hi   # Main imports Foo and Baz
685 </ProgramListing>
686
687       <para>(Sophisticated <command>make</command> variants may
688       achieve some of the above more elegantly.  Notably,
689       <command>gmake</command>'s pattern rules let you write the more
690       comprehensible:</para>
691
692 <ProgramListing>
693 %.o : %.lhs
694         $(HC) -c $&#60; $(HC_OPTS)
695 </ProgramListing>
696
697       <para>What we've shown should work with any
698       <command>make</command>.)</para>
699
700       <para>Note the cheesy <literal>.o.hi</literal> rule: It records
701       the dependency of the interface (<filename>.hi</filename>) file
702       on the source.  The rule says a <filename>.hi</filename> file
703       can be made from a <filename>.o</filename> file by
704       doing&hellip;nothing.  Which is true.</para>
705
706       <para>Note the inter-module dependencies at the end of the
707       Makefile, which take the form</para>
708
709 <ProgramListing>
710 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
711 </ProgramListing>
712
713       <para>They tell <command>make</command> that if any of
714       <literal>Foo.o</literal>, <literal>Foo.hc</literal> or
715       <literal>Foo.s</literal> have an earlier modification date than
716       <literal>Baz.hi</literal>, then the out-of-date file must be
717       brought up to date.  To bring it up to date,
718       <literal>make</literal> looks for a rule to do so; one of the
719       preceding suffix rules does the job nicely.</para>
720
721       <sect3 id="sec-makefile-dependencies">
722         <title>Dependency generation</title>
723         <indexterm><primary>dependencies in Makefiles</primary></indexterm>
724         <indexterm><primary>Makefile dependencies</primary></indexterm>
725
726         <para>Putting inter-dependencies of the form <literal>Foo.o :
727         Bar.hi</literal> into your <filename>Makefile</filename> by
728         hand is rather error-prone.  Don't worry, GHC has support for
729         automatically generating the required dependencies.  Add the
730         following to your <filename>Makefile</filename>:</para>
731
732 <ProgramListing>
733 depend :
734         ghc -M $(HC_OPTS) $(SRCS)
735 </ProgramListing>
736
737         <para>Now, before you start compiling, and any time you change
738         the <literal>imports</literal> in your program, do
739         <command>make depend</command> before you do <command>make
740         cool&lowbar;pgm</command>.  <command>ghc -M</command> will
741         append the needed dependencies to your
742         <filename>Makefile</filename>.</para>
743
744         <para>In general, if module <literal>A</literal> contains the
745         line
746
747 <programlisting>
748 import B ...blah...
749 </programlisting>
750
751         then <command>ghc -M</command> will generate a dependency line
752         of the form:
753
754 <programlisting>
755 A.o : B.hi
756 </programlisting>
757
758         If module <literal>A</literal> contains the line
759
760 <programlisting>
761 import {-# SOURCE #-} B ...blah...
762 </programlisting>
763
764         then <command>ghc -M</command> will generate a dependency
765         line of the form:
766
767 <programlisting>
768 A.o : B.hi-boot
769 </programlisting>
770
771        (See <xref linkend="mutual-recursion"> for details of
772        <literal>hi-boot</literal> style interface files.)  If
773        <literal>A</literal> imports multiple modules, then there will
774        be multiple lines with <filename>A.o</filename> as the
775        target.</para>
776
777         <para>By default, <command>ghc -M</command> generates all the
778         dependencies, and then concatenates them onto the end of
779         <filename>makefile</filename> (or
780         <filename>Makefile</filename> if <filename>makefile</filename>
781         doesn't exist) bracketed by the lines "<literal>&num; DO NOT
782         DELETE: Beginning of Haskell dependencies</literal>" and
783         "<literal>&num; DO NOT DELETE: End of Haskell
784         dependencies</literal>".  If these lines already exist in the
785         <filename>makefile</filename>, then the old dependencies are
786         deleted first.</para>
787
788         <para>Don't forget to use the same <option>-package</option>
789         options on the <literal>ghc -M</literal> command line as you
790         would when compiling; this enables the dependency generator to
791         locate any imported modules that come from packages.  The
792         package modules won't be included in the dependencies
793         generated, though (but see the
794         <option>&ndash;&ndash;include-prelude</option> option below).</para>
795
796         <para>The dependency generation phase of GHC can take some
797         additional options, which you may find useful.  For historical
798         reasons, each option passed to the dependency generator from
799         the GHC command line must be preceded by
800         <literal>-optdep</literal>.  For example, to pass <literal>-f
801         .depend</literal> to the dependency generator, you say
802
803 <screen>
804 ghc -M -optdep-f -optdep.depend ...
805 </screen>
806       
807         The options which affect dependency generation are:</para>
808         
809         <variablelist>
810           <varlistentry>
811             <term><option>-w</option></term>
812             <listitem>
813               <para>Turn off warnings about interface file shadowing.</para>
814             </listitem>
815           </varlistentry>
816           
817           <varlistentry>
818             <term><option>-f</option> <replaceable>file</replaceable></term>
819             <listitem>
820               <para>Use <replaceable>file</replaceable> as the makefile,
821               rather than <filename>makefile</filename> or
822               <filename>Makefile</filename>.  If
823               <replaceable>file</replaceable> doesn't exist,
824               <command>mkdependHS</command> creates it.  We often use
825               <option>-f .depend</option> to put the dependencies in
826               <filename>.depend</filename> and then
827               <command>include</command> the file
828               <filename>.depend</filename> into
829               <filename>Makefile</filename>.</para>
830             </listitem>
831           </varlistentry>
832
833           <varlistentry>
834             <term><option>-o &lt;osuf&gt;</option></term>
835             <listitem>
836               <para>Use <filename>.&lt;osuf&gt;</filename> as the
837               "target file" suffix ( default: <literal>o</literal>).
838               Multiple <option>-o</option> flags are permitted
839               (GHC2.05 onwards).  Thus "<option>-o hc -o o</option>"
840               will generate dependencies for <filename>.hc</filename>
841               and <filename>.o</filename> files.</para>
842             </listitem>
843           </varlistentry>
844
845           <varlistentry>
846             <term><option>-s &lt;suf&gt;</option></term>
847             <listitem>
848               <para>Make extra dependencies that declare that files
849               with suffix
850               <filename>.&lt;suf&gt;&lowbar;&lt;osuf&gt;</filename>
851               depend on interface files with suffix
852               <filename>.&lt;suf&gt;&lowbar;hi</filename>, or (for
853               <literal>&lcub;-&num; SOURCE &num;-&rcub;</literal>
854               imports) on <filename>.hi-boot</filename>.  Multiple
855               <option>-s</option> flags are permitted.  For example,
856               <option>-o hc -s a -s b</option> will make dependencies
857               for <filename>.hc</filename> on
858               <filename>.hi</filename>,
859               <filename>.a&lowbar;hc</filename> on
860               <filename>.a&lowbar;hi</filename>, and
861               <filename>.b&lowbar;hc</filename> on
862               <filename>.b&lowbar;hi</filename>.  (Useful in
863               conjunction with NoFib "ways".)</para>
864             </listitem>
865           </varlistentry>
866
867           <varlistentry>
868             <term><option>&ndash;&ndash;exclude-module=&lt;file&gt;</option></term>
869             <listitem>
870               <para>Regard <filename>&lt;file&gt;</filename> as
871               "stable"; i.e., exclude it from having dependencies on
872               it.</para>
873             </listitem>
874           </varlistentry>
875
876           <varlistentry>
877             <term><option>-x</option></term>
878             <listitem>
879               <para>same as <option>&ndash;&ndash;exclude-module</option></para>
880             </listitem>
881           </varlistentry>
882
883           <varlistentry>
884             <term><option>&ndash;&ndash;exclude-directory=&lt;dirs&gt;</option></term>
885             <listitem>
886               <para>Regard the colon-separated list of directories
887               <filename>&lt;dirs&gt;</filename> as containing stable,
888               don't generate any dependencies on modules
889               therein.</para>
890             </listitem>
891           </varlistentry>
892
893           <varlistentry>
894             <term><option>&ndash;&ndash;include-module=&lt;file&gt;</option></term>
895             <listitem>
896               <para>Regard <filename>&lt;file&gt;</filename> as not
897               "stable"; i.e., generate dependencies on it (if
898               any). This option is normally used in conjunction with
899               the <option>&ndash;&ndash;exclude-directory</option> option.</para>
900             </listitem>
901           </varlistentry>
902
903           <varlistentry>
904             <term><option>&ndash;&ndash;include-prelude</option></term>
905             <listitem>
906               <para>Regard modules imported from packages as unstable,
907               i.e., generate dependencies on the package modules used
908               (including <literal>Prelude</literal>, and all other
909               standard Haskell libraries).  This option is normally
910               only used by the various system libraries.</para>
911             </listitem>
912           </varlistentry>
913         </variablelist>
914
915       </sect3>
916     </sect2>
917
918     <sect2 id="mutual-recursion">
919       <title>How to compile mutually recursive modules</title>
920
921       <indexterm><primary>module system, recursion</primary></indexterm>
922       <indexterm><primary>recursion, between modules</primary></indexterm>
923
924       <para>Currently, the compiler does not have proper support for
925       dealing with mutually recursive modules:</para>
926
927 <ProgramListing>
928 module A where
929
930 import B
931
932 newtype TA = MkTA Int
933
934 f :: TB -&#62; TA
935 f (MkTB x) = MkTA x
936 --------
937 module B where
938
939 import A
940
941 data TB = MkTB !Int
942
943 g :: TA -&#62; TB
944 g (MkTA x) = MkTB x
945 </ProgramListing>
946
947       <para>When compiling either module A and B, the compiler will
948       try (in vain) to look for the interface file of the other. So,
949       to get mutually recursive modules off the ground, you need to
950       hand write an interface file for A or B, so as to break the
951       loop.  These hand-written interface files are called
952       <literal>hi-boot</literal> files, and are placed in a file
953       called <filename>&lt;module&gt;.hi-boot</filename>.  To import
954       from an <literal>hi-boot</literal> file instead of the standard
955       <filename>.hi</filename> file, use the following syntax in the
956       importing module: <indexterm><primary><literal>hi-boot</literal>
957       files</primary></indexterm> <indexterm><primary>importing,
958       <literal>hi-boot</literal> files</primary></indexterm></para>
959
960 <ProgramListing>
961 import {-# SOURCE #-} A
962 </ProgramListing>
963
964       <para>The hand-written interface need only contain the bare
965       minimum of information needed to get the bootstrapping process
966       started.  For example, it doesn't need to contain declarations
967       for <emphasis>everything</emphasis> that module
968       <literal>A</literal> exports, only the things required by the
969       module that imports <literal>A</literal> recursively.</para>
970
971       <para>For the example at hand, the boot interface file for A
972       would look like the following:</para>
973
974 <ProgramListing>
975 module A where
976 newtype TA = MkTA GHC.Base.Int
977 </ProgramListing>
978
979       <para>The syntax is similar to a normal Haskell source file, but
980       with some important differences:</para>
981
982       <itemizedlist>
983         <listitem>
984           <para>Non-local entities must be qualified with their
985           <emphasis>original</emphasis> defining module.  Qualifying
986           by a module which just re-exports the entity won't do.  In
987           particular, most <literal>Prelude</literal> entities aren't
988           actually defined in the <literal>Prelude</literal> (see for
989           example <literal>GHC.Base.Int</literal> in the above
990           example).  HINT: to find out the fully-qualified name for
991           entities in the <literal>Prelude</literal> (or anywhere for
992           that matter), try using GHCi's
993           <literal>:info</literal> command, eg.</para>
994 <programlisting>Prelude> :m -Prelude
995 > :i IO.IO
996 -- GHC.IOBase.IO is a type constructor
997 newtype GHC.IOBase.IO a
998 ...</programlisting>
999         </listitem>
1000         <listitem>
1001           <para>Only <literal>data</literal>, <literal>type</literal>,
1002           <literal>newtype</literal>, <literal>class</literal>, and
1003           type signature declarations may be included. You cannot declare
1004           <literal>instances</literal> or derive them automatically.
1005 </para>
1006         </listitem>
1007       </itemizedlist>
1008
1009       <para>Notice that we only put the declaration for the newtype
1010       <literal>TA</literal> in the <literal>hi-boot</literal> file,
1011       not the signature for <Function>f</Function>, since
1012       <Function>f</Function> isn't used by <literal>B</literal>.</para>
1013
1014       <para>If you want an <literal>hi-boot</literal> file to export a
1015       data type, but you don't want to give its constructors (because
1016       the constructors aren't used by the SOURCE-importing module),
1017       you can write simply:</para>
1018
1019 <ProgramListing>
1020 module A where
1021 data TA
1022 </ProgramListing>
1023
1024       <para>(You must write all the type parameters, but leave out the
1025       '=' and everything that follows it.)</para>
1026     </sect2>
1027
1028
1029     <sect2 id="orphan-modules">
1030       <title>Orphan modules and instance declarations</title>
1031
1032 <para> Haskell specifies that when compiling module M, any instance
1033 declaration in any module "below" M is visible.  (Module A is "below"
1034 M if A is imported directly by M, or if A is below a module that M imports directly.)
1035 In principle, GHC must therefore read the interface files of every module below M,
1036 just in case they contain an instance declaration that matters to M.  This would
1037 be a disaster in practice, so GHC tries to be clever. </para>
1038
1039 <para>In particular, if an instance declaration is in the same module as the definition
1040 of any type or class mentioned in the head of the instance declaration, then
1041 GHC has to visit that interface file anyway.  Example:</para>
1042 <ProgramListing>
1043   module A where
1044     instance C a =&gt; D (T a) where ...
1045     data T a = ...
1046 </ProgramListing>
1047 <para> The instance declaration is only relevant if the type T is in use, and if
1048 so, GHC will have visited A's interface file to find T's definition. </para>
1049
1050 <para> The only problem comes when a module contains an instance declaration
1051 and GHC has no other reason for visiting the module.  Example:
1052 <ProgramListing>
1053   module Orphan where
1054     instance C a =&gt; D (T a) where ...
1055     class C a where ...
1056 </ProgramListing>
1057 Here, neither D nor T is declared in module Orphan.
1058 We call such modules ``orphan modules'',
1059 defined thus:</para>
1060 <itemizedlist>
1061   <listitem> <para> An <emphasis>orphan module</emphasis> 
1062   <indexterm><primary>orphan module</primary></indexterm>
1063   contains at least one <emphasis>orphan instance</emphasis> or at 
1064   least one <emphasis>orphan rule</emphasis>.</para> </listitem>
1065
1066   <listitem><para> An instance declaration in a module M is an <emphasis>orphan instance</emphasis> if
1067   <indexterm><primary>orphan instance</primary></indexterm>
1068   none of the type constructors
1069   or classes mentioned in the instance head (the part after the ``<literal>=&gt;</literal>'') are declared
1070   in M.</para> 
1071
1072   <para> Only the instance head counts.  In the example above, it is not good enough for C's declaration 
1073   to be in module A; it must be the declaration of D or T.</para>
1074   </listitem>
1075
1076   <listitem><para> A rewrite rule in a module M is an <emphasis>orphan rule</emphasis>
1077   <indexterm><primary>orphan rule</primary></indexterm>
1078   if none of the variables, type constructors,
1079   or classes that are free in the left hand side of the rule are declared in M.
1080   </para> </listitem>
1081  </itemizedlist>
1082
1083
1084 <para> GHC identifies orphan modules, and visits the interface file of
1085 every orphan module below the module being compiled.  This is usually
1086 wasted work, but there is no avoiding it.  You should therefore do
1087 your best to have as few orphan modules as possible.
1088
1089 </para>
1090
1091 <para> You can identify an orphan module by looking in its interface
1092 file, <filename>M.hi</filename>, using the
1093 <option>--show-iface</option>.  If there is a ``!'' on the first line,
1094 GHC considers it an orphan module.
1095 </para>
1096 </sect2>
1097
1098   </sect1>
1099
1100 <!-- Emacs stuff:
1101      ;;; Local Variables: ***
1102      ;;; mode: sgml ***
1103      ;;; sgml-parent-document: ("using.sgml" "book" "chapter") ***
1104      ;;; End: ***
1105  -->