[project @ 1998-02-03 12:05:28 by simonm]
[ghc-hetmet.git] / ghc / docs / users_guide / using.vsgml
1 <sect> Using GHC
2 <label id="using-GHC">
3 <p>
4 <nidx>GHC, using</nidx>
5 <nidx>using GHC</nidx>
6
7 GHC is a command-line compiler: in order to compile a Haskell program,
8 GHC must be invoked on the source file(s) by typing a command to the
9 shell.  The steps involved in compiling a program can be automated
10 using the @make@ tool (this is especially useful if the program
11 consists of multiple source files which depend on each other).  This
12 section describes how to use GHC from the command-line.
13
14 %************************************************************************
15 %*                                                                      *
16 <sect1> Overall command-line structure
17 <label id="command-line-structure">
18 <p>
19 <nidx>structure, command-line</nidx>
20 <nidx>command-line structure</nidx>
21 %*                                                                      *
22 %************************************************************************
23
24 An invocation of GHC takes the following form:
25
26 <tscreen> <verb>
27 ghc [argument...]
28 </verb> </tscreen>
29
30 Command-line arguments are either options or file names.
31
32 Command-line options begin with @-@.  They may <em>not</em> be
33 grouped: @-vO@ is different from @-v -O@.  Options need not
34 precede filenames: e.g., @ghc *.o -o foo@.  All options are
35 processed and then applied to all files; you cannot, for example, invoke
36 @ghc -c -O1 Foo.hs -O2 Bar.hs@ to apply different optimisation
37 levels to the files @Foo.hs@ and @Bar.hs@.  For conflicting
38 options, e.g., @-c -S@, we reserve the right to do anything we
39 want.  (Usually, the last one applies.)
40
41 %************************************************************************
42 %*                                                                      *
43 <sect1>Meaningful file suffixes
44 <label id="file-suffixes">
45 <p>
46 <nidx>suffixes, file</nidx>
47 <nidx>file suffixes for GHC</nidx>
48 %*                                                                      *
49 %************************************************************************
50
51 File names with ``meaningful'' suffixes (e.g., @.lhs@ or @.o@)
52 cause the ``right thing'' to happen to those files.
53
54 <descrip>
55 <tag>@.lhs@:</tag>
56 <nidx>lhs suffix</nidx>
57 A ``literate Haskell'' module.
58
59 <tag>@.hs@:</tag> 
60 A not-so-literate Haskell module.
61
62 <tag>@.hi@:</tag>
63 A Haskell interface file, probably compiler-generated.
64
65 <tag>@.hc@:</tag>
66 Intermediate C file produced by the Haskell compiler.
67
68 <tag>@.c@:</tag>
69 A C~file not produced by the Haskell compiler.
70
71 % <tag>@.i@:</tag>
72 % C code after it has be preprocessed by the C compiler (using the
73 % @-E@ flag).
74
75 <tag>@.s@:</tag>
76 An assembly-language source file, usually
77 produced by the compiler.
78
79 <tag>@.o@:</tag>
80 An object file, produced by an assembler.
81 </descrip>
82
83 Files with other suffixes (or without suffixes) are passed straight
84 to the linker.
85
86 %************************************************************************
87 %*                                                                      *
88 <sect1>Help and verbosity options
89 <label id="options-help">
90 <p>
91 <nidx>help options (GHC)</nidx>
92 <nidx>verbose option (GHC)</nidx>
93 %*                                                                      *
94 %************************************************************************
95
96 A good option to start with is the @-help@ (or @-?@) option.
97 <nidx>-help option</nidx>
98 <nidx>-? option</nidx>
99 GHC spews a long message to standard output and then exits.
100
101 The @-v@<nidx>-v option</nidx> option makes GHC <em>verbose</em>: it
102 reports its version number and shows (on stderr) exactly how it invokes each 
103 phase of the compilation system.  Moreover, it passes
104 the @-v@ flag to most phases; each reports
105 its version number (and possibly some other information).
106
107 Please, oh please, use the @-v@ option when reporting bugs!
108 Knowing that you ran the right bits in the right order is always the
109 first thing we want to verify.
110
111 If you're just interested in the compiler version number, the
112 @--version@<nidx>--version option</nidx> option prints out a
113 one-line string containing the requested info.
114
115 %************************************************************************
116 %*                                                                      *
117 <sect1>Running the right phases in the right order
118 <label id="options-order">
119 <p>
120 <nidx>order of passes in GHC</nidx>
121 <nidx>pass ordering in GHC</nidx>
122 %*                                                                      *
123 %************************************************************************
124
125 The basic task of the @ghc@ driver is to run each input file
126 through the right phases (parsing, linking, etc.).
127
128 The first phase to run is determined by the input-file suffix, and the
129 last phase is determined by a flag.  If no relevant flag is present,
130 then go all the way through linking.  This table summarises:
131
132 <tabular ca="llll">
133 Phase of the           | Suffix saying | Flag saying   | (suffix of) @@
134 compilation system     | ``start here''| ``stop after''| output file @@
135 @@
136 literate pre-processor | .lhs          | -             | - @@
137 C pre-processor (opt.) | -             | -             | - @@
138 Haskell compiler       | .hs           | -C, -S        | .hc, .s @@
139 C compiler (opt.)      | .hc or .c     | -S            | .s  @@
140 assembler              | .s            | -c            | .o  @@
141 linker                 | other         | -             | a.out @@
142 </tabular>
143 <nidx>-C option</nidx>
144 <nidx>-S option</nidx>
145 <nidx>-c option</nidx>
146
147 Thus, a common invocation would be: @ghc -c Foo.hs@
148
149 Note: What the Haskell compiler proper produces depends on whether a
150 native-code generator is used (producing assembly language) or not
151 (producing C).
152
153 The option @-cpp@<nidx>-cpp option</nidx> must be given for the C
154 pre-processor phase to be run, that is, the pre-processor will be run
155 over your Haskell source file before continuing.
156
157 The option @-E@<nidx>-E option</nidx> runs just the pre-processing
158 passes of the compiler, outputting the result on stdout before
159 stopping. If used in conjunction with -cpp, the output is the
160 code blocks of the original (literal) source after having put it
161 through the grinder that is the C pre-processor. Sans @-cpp@, the
162 output is the de-litted version of the original source.
163
164 The option @-optcpp-E@<nidx>-optcpp-E option</nidx> runs just the
165 pre-processing stage of the C-compiling phase, sending the result to
166 stdout.  (For debugging or obfuscation contests, usually.)
167
168 %************************************************************************
169 %*                                                                      *
170 <sect1>Re-directing the compilation output(s)
171 <label id="options-output">
172 <p>
173 <nidx>output-directing options</nidx>
174 %*                                                                      *
175 %************************************************************************
176
177 GHC's compiled output normally goes into a @.hc@, @.o@, etc., file,
178 depending on the last-run compilation phase.  The option @-o
179 foo@<nidx>-o option</nidx> re-directs the output of that last-run
180 phase to file @foo@.
181
182 Note: this ``feature'' can be counterintuitive:
183 @ghc -C -o foo.o foo.hs@ will put the intermediate C code in the
184 file @foo.o@, name notwithstanding!
185
186 EXOTICA: But the @-o@ option isn't of much use if you have
187 <em>several</em> input files... Non-interface output files are
188 normally put in the same directory as their corresponding input file
189 came from.  You may specify that they be put in another directory
190 using the @-odir <dir>@<nidx>-odir &lt;dir&gt; option</nidx> (the
191 ``Oh, dear'' option).  For example:
192
193 <tscreen><verb>
194 % ghc -c parse/Foo.hs parse/Bar.hs gurgle/Bumble.hs -odir `arch`
195 </verb></tscreen>
196
197 The output files, @Foo.o@, @Bar.o@, and @Bumble.o@ would be
198 put into a subdirectory named after the architecture of the executing
199 machine (@sun4@, @mips@, etc).  The directory must already
200 exist; it won't be created.
201
202 Note that the @-odir@ option does <em>not</em> affect where the
203 interface files are put.  In the above example, they would still be
204 put in @parse/Foo.hi@, @parse/Bar.hi@, and @gurgle/Bumble.hi@.
205
206 MORE EXOTICA: The @-osuf <suffix>@<nidx>-osuf &lt;suffix&gt;
207 option</nidx> will change the @.o@ file suffix for object files to
208 whatever you specify.  (We use this in compiling the prelude.).
209 Similarly, the @-hisuf <suffix>@<nidx>-hisuf &lt;suffix&gt;
210 option</nidx> will change the @.hi@ file suffix for non-system
211 interface files (see Section <ref name="Other options related to
212 interface files" id="hi-options">).
213
214 The @-hisuf@/@-osuf@ game is useful if you want to compile a program
215 with both GHC and HBC (say) in the same directory.  Let HBC use the
216 standard @.hi@/@.o@ suffixes; add @-hisuf g_hi -osuf g_o@ to your
217 @make@ rule for GHC compiling...
218
219 FURTHER EXOTICA: If you are doing a normal @.hs@-to-@.o@ compilation
220 but would like to hang onto the intermediate @.hc@ C file, just
221 throw in a @-keep-hc-file-too@ option<nidx>-keep-hc-file-too option</nidx>.
222 If you would like to look at the assembler output, toss in a
223 @-keep-s-file-too@,<nidx>-keep-s-file-too option</nidx> too.
224
225 <sect2> Saving GHC's standard error output
226 <label id="saving-ghc-stderr">
227 <p>
228 <nidx>standard error, saving</nidx>
229
230 Sometimes, you may cause GHC to be rather chatty on standard error;
231 with @-fshow-import-specs@, for example.  You can instruct GHC to
232 <em>append</em> this output to a particular log file with a @-odump
233 <blah>@<nidx>-odump &lt;blah&gt; option</nidx> option.
234
235 <sect2> Redirecting temporary files
236 <label id="temp-files">
237 <p>
238 <nidx>temporary files, redirecting</nidx>
239
240 If you have trouble because of running out of space in @/tmp@ (or
241 wherever your installation thinks temporary files should go), you may
242 use the @-tmpdir <dir>@<nidx>-tmpdir &lt;dir&gt; option</nidx> option
243 to specify an alternate directory.  For example, @-tmpdir .@ says to
244 put temporary files in the current working directory.
245
246 Alternatively, use your @TMPDIR@ environment variable.<nidx>TMPDIR
247 environment variable</nidx> Set it to the name of the directory where
248 temporary files should be put.  GCC and other programs will honour the
249 @TMPDIR@ variable as well.
250
251 Even better idea: Set the @TMPDIR@ variable when building GHC, and
252 never worry about @TMPDIR@ again. (see the build documentation).
253
254 %************************************************************************
255 %*                                                                      *
256 <sect1>Warnings and sanity-checking
257 <label id="options-sanity">
258 <p>
259 <nidx>sanity-checking options</nidx>
260 <nidx>warnings</nidx>
261 %*                                                                      *
262 %************************************************************************
263
264 GHC has a number of options that select which types of non-fatal error
265 messages, otherwise known as warnings, can be generated during
266 compilation.  By default, you get a standard set of warnings which are
267 generally likely to indicate bugs in your program.  These are:
268 @-fwarn-overlpapping-patterns@, @-fwarn-duplicate-exports@, and
269 @-fwarn-missing-methods@.  The following flags are simple ways to
270 select standard ``packages'' of warnings:
271
272 <descrip>
273
274 <tag>@-Wnot@:</tag>
275 <nidx>-Wnot option</nidx>
276
277 Turns off all warnings, including the standard ones.
278
279 <tag>@-w@:</tag>
280 <nidx>-w option</nidx>
281
282 Synonym for @-Wnot@.
283
284 <tag>@-W@:</tag>
285 <nidx>-W option</nidx>
286
287 Provides the standard warnings plus @-fwarn-incomplete-patterns@,
288 @-fwarn-unused-imports@ and @-fwarn-unused-binds@.
289
290 <tag>@-Wall@:</tag>
291 <nidx>-Wall option</nidx>
292
293 Turns on all warning options.
294
295 </descrip>
296
297 The full set of warning options is described below.  To turn off any
298 warning, simply give the corresponding @-fno-warn-...@ option on
299 the command line.
300
301 <descrip>
302
303 <tag>@-fwarn-name-shadowing@:</tag> 
304 <nidx>-fwarn-name-shadowing option</nidx>
305 <nidx>shadowing, warning</nidx>
306
307 This option causes a warning to be emitted whenever an inner-scope
308 value has the same name as an outer-scope value, i.e. the inner value
309 shadows the outer one.  This can catch typographical errors that turn
310 into hard-to-find bugs, e.g., in the inadvertent cyclic definition
311 @let x = ... x ... in@.
312
313 Consequently, this option does <em>not</em> allow cyclic recursive
314 definitions.
315
316 <tag>@-fwarn-overlapping-patterns@:</tag>
317 <nidx>-fwarn-overlapping-patterns option</nidx>
318 <nidx>overlapping patterns, warning</nidx>
319 <nidx>patterns, overlapping</nidx>
320
321 By default, the compiler will warn you if a set of patterns are either
322 incomplete (i.e., you're only matching on a subset of an algebraic
323 data type's constructors), or overlapping, i.e.,
324
325 <tscreen><verb>
326 f :: String -> Int
327 f []     = 0
328 f (_:xs) = 1
329 f "2"    = 2
330
331 g [] = 2
332 </verb></tscreen>
333
334 where the last pattern match in @f@ won't ever be reached, as the
335 second pattern overlaps it. More often than not, redundant patterns
336 is a programmer mistake/error, so this option is enabled by default.
337
338 <tag>@-fwarn-incomplete-patterns@:</tag>
339 <nidx>-fwarn-incomplete-patterns option</nidx>
340 <nidx>incomplete patterns, warning</nidx>
341 <nidx>patterns, incomplete</nidx>
342
343 Similarly for incomplete patterns, the function @g@ will fail when
344 applied to non-empty lists, so the compiler will emit a warning about
345 this when this option is enabled.
346
347 <tag>@-fwarn-missing-methods@:</tag>
348 <nidx>-fwarn-missing-methods option</nidx>
349 <nidx>missing methods, warning</nidx>
350 <nidx>methods, missing</nidx>
351
352 This option is on by default, and warns you whenever an instance
353 declaration is missing one or more methods, and the corresponding
354 class declaration has no default declaration for them.
355
356 <tag>@-fwarn-unused-imports@:</tag>
357 <nidx>-fwarn-unused-imports option</nidx>
358 <nidx>unused imports, warning</nidx>
359 <nidx>imports, unused</nidx>
360
361 Report any objects that are explicitly imported but never used.
362
363 <tag>@-fwarn-unused-binds@:</tag>
364 <nidx>-fwarn-unused-binds option</nidx>
365 <nidx>unused binds, warning</nidx>
366 <nidx>binds, unused</nidx>
367
368 Report any function definitions (and local bindings) which are unused.
369 For top-level functions, the warning is only given if the binding is
370 not exported.
371
372 <tag>@-fwarn-unused-matches@:</tag>
373 <nidx>-fwarn-unused-matches option</nidx>
374 <nidx>unused matches, warning</nidx>
375 <nidx>matches, unused</nidx>
376
377 Report all unused variables which arise from pattern matches,
378 including patterns consisting of a single variable.  For instance @f x
379 y = []@ would report @x@ and @y@ as unused.  To eliminate the warning,
380 all unused variables can be replaced with wildcards.
381
382 <tag>@-fwarn-duplicate-exports@:</tag>
383 <nidx>-fwarn-duplicate-exports option</nidx>
384 <nidx>duplicate exports, warning</nidx>
385 <nidx>export lists, duplicates</nidx>
386
387 Have the compiler warn about duplicate entries in export lists. This
388 is useful information if you maintain large export lists, and want to
389 avoid the continued export of a definition after you've deleted (one)
390 mention of it in the export list.
391
392 This option is on by default.
393
394 </descrip>
395
396 If you would like GHC to check that every top-level value has a type
397 signature, use the @-fsignatures-required@
398 option.<nidx>-fsignatures-required option</nidx>
399
400 If you're feeling really paranoid, the @-dcore-lint@
401 option<nidx>-dcore-lint option</nidx> is a good choice.  It turns on
402 heavyweight intra-pass sanity-checking within GHC.  (It checks GHC's
403 sanity, not yours.)
404
405 %************************************************************************
406 %*                                                                      *
407 <sect1>Separate compilation
408 <label id="separate-compilation">
409 <p>
410 <nidx>separate compilation</nidx>
411 <nidx>recompilation checker</nidx>
412 <nidx>make and recompilation</nidx>
413 %*                                                                      *
414 %************************************************************************
415
416 This section describes how GHC supports separate compilation.
417
418 <sect2>Interface files
419 <label id="hi-files">
420 <p>
421 <nidx>interface files</nidx>
422 <nidx>.hi files</nidx>
423
424 When GHC compiles a source file @F@ which contains a module @A@, say,
425 it generates an object @F.o@, <em>and</em> a companion <em>interface
426 file</em> @A.hi@.  
427
428 NOTE: Having the name of the interface file follow the module name and
429 not the file name, means that working with tools such as @make(1)@
430 become harder. @make@ implicitly assumes that any output files
431 produced by processing a translation unit will have file names that
432 can be derived from the file name of the translation unit.  For
433 instance, pattern rules becomes unusable.  For this reason, we
434 recommend you stick to using the same file name as the module name.
435
436 The interface file for @A@ contains information needed by the compiler
437 when it compiles any module @B@ that imports @A@, whether directly or
438 indirectly.  When compiling @B@, GHC will read @A.hi@ to find the
439 details that it needs to know about things defined in @A@.
440
441 Furthermore, when compiling module @C@ which imports @B@, GHC may
442 decide that it needs to know something about @A@ --- for example, @B@
443 might export a function that involves a type defined in @A@.  In this
444 case, GHC will go and read @A.hi@ even though @C@ does not explicitly
445 import @A@ at all.
446
447 The interface file may contain all sorts of things that aren't
448 explicitly exported from @A@ by the programmer.  For example, even
449 though a data type is exported abstractly, @A.hi@ will contain the
450 full data type definition.  For small function definitions, @A.hi@
451 will contain the complete definition of the function.  For bigger
452 functions, @A.hi@ will contain strictness information about the
453 function.  And so on.  GHC puts much more information into @.hi@ files
454 when optimisation is turned on with the @-O@ flag.  Without @-O@ it
455 puts in just the minimum; with @-O@ it lobs in a whole pile of stuff.
456 <nidx>optimsation, effect on .hi files</nidx>
457
458 @A.hi@ should really be thought of as a compiler-readable version of
459 @A.o@.  If you use a @.hi@ file that wasn't generated by the same
460 compilation run that generates the @.o@ file the compiler may assume
461 all sorts of incorrect things about @A@, resulting in core dumps and
462 other unpleasant happenings.
463
464 %************************************************************************
465 %*                                                                      *
466 <sect2>Finding interface files
467 <label id="options-finding-imports">
468 <p>
469 <nidx>interface files, finding them</nidx>
470 <nidx>finding interface files</nidx>
471 %*                                                                      *
472 %************************************************************************
473
474 In your program, you import a module @Foo@ by saying
475 @import Foo@.  GHC goes looking for an interface file, @Foo.hi@.
476 It has a builtin list of directories (notably including @.@) where
477 it looks.
478
479 <descrip>
480
481 <tag>@-i<dirs>@</tag><nidx>-i&lt;dirs&gt; option</nidx> This flag
482 prepends a colon-separated list of @dirs@ to the ``import
483 directories'' list.
484
485 <tag>@-i@</tag> resets the ``import directories'' list back to nothing.
486
487 <tag>@-fno-implicit-prelude@</tag>
488 <nidx>-fno-implicit-prelude option</nidx>
489 GHC normally imports @Prelude.hi@ files for you.  If you'd rather it
490 didn't, then give it a @-fno-implicit-prelude@ option.  You are
491 unlikely to get very far without a Prelude, but, hey, it's a free
492 country.
493
494 <tag>@-syslib <lib>@</tag>
495 <nidx>-syslib &lt;lib&gt; option</nidx>
496
497 If you are using a system-supplied non-Prelude library (e.g., the
498 POSIX library), just use a @-syslib posix@ option (for example).  The
499 right interface files should then be available.  Section <ref
500 name="The GHC Prelude and Libraries" id="ghc-prelude"> lists the
501 libraries available by this mechanism.
502
503 <tag>@-I<dir>@</tag>
504 <nidx>-I&lt;dir&gt; option</nidx>
505
506 Once a Haskell module has been compiled to C (@.hc@ file), you may
507 wish to specify where GHC tells the C compiler to look for @.h@ files.
508 (Or, if you are using the @-cpp@ option<nidx>-cpp option</nidx>, where
509 it tells the C pre-processor to look...)  For this purpose, use a @-I@
510 option in the usual C-ish way.
511
512 </descrip>
513
514 %************************************************************************
515 %*                                                                      *
516 <sect2>Other options related to interface files
517 <label id="hi-options">
518 <p>
519 <nidx>interface files, options</nidx>
520 %*                                                                      *
521 %************************************************************************
522
523 The interface output may be directed to another file
524 @bar2/Wurble.iface@ with the option @-ohi bar2/Wurble.iface@<nidx>-ohi
525 &lt;file&gt; option</nidx> (not recommended).
526
527 To avoid generating an interface file at all, use a @-nohi@
528 option.<nidx>-nohi option</nidx>
529
530 The compiler does not overwrite an existing @.hi@ interface file if
531 the new one is byte-for-byte the same as the old one; this is friendly
532 to @make@.  When an interface does change, it is often enlightening to
533 be informed.  The @-hi-diffs@<nidx>-hi-diffs option</nidx> option will
534 make @ghc@ run @diff@ on the old and new @.hi@ files. You can also
535 record the difference in the interface file itself, the
536 @-keep-hi-diffs@<nidx>-keep-hi-diffs</nidx> option takes care of that.
537
538 The @.hi@ files from GHC contain ``usage'' information which changes
539 often and uninterestingly.  If you really want to see these changes
540 reported, you need to use the
541 @-hi-diffs-with-usages@<nidx>-hi-diffs-with-usages option</nidx>
542 option.
543
544 Interface files are normally jammed full of compiler-produced
545 <em>pragmas</em>, which record arities, strictness info, etc.  If you
546 think these pragmas are messing you up (or you are doing some kind of
547 weird experiment), you can tell GHC to ignore them with the
548 @-fignore-interface-pragmas@<nidx>-fignore-interface-pragmas
549 option</nidx> option.
550
551 When compiling without optimisations on, the compiler is extra-careful
552 about not slurping in data constructors and instance declarations that
553 it will not need. If you believe it is getting it wrong and not
554 importing stuff which you think it should, this optimisation can be
555 turned off with @-fno-prune-tydecls@ and @-fno-prune-instdecls@.
556 <nidx>-fno-prune-tydecls option</nidx><nidx>-fno-prune-instdecls
557 option</nidx>
558
559 See also Section <ref name="Linking and consistency-checking"
560 id="options-linker">, which describes how the linker finds standard
561 Haskell libraries.
562
563 %************************************************************************
564 %*                                                                      *
565 <sect2>The recompilation checker
566 <label id="recomp">
567 <p>
568 <nidx>recompilation checker</nidx>
569 %*                                                                      *
570 %************************************************************************
571
572 In the olden days, GHC compared the newly-generated @.hi@ file with
573 the previous version; if they were identical, it left the old one
574 alone and didn't change its modification date.  In consequence,
575 importers of a module with an unchanged output @.hi@ file were not
576 recompiled.
577
578 This doesn't work any more.  In our earlier example, module @C@ does
579 not import module @A@ directly, yet changes to @A.hi@ should force a
580 recompilation of @C@.  And some changes to @A@ (changing the
581 definition of a function that appears in an inlining of a function
582 exported by @B@, say) may conceivably not change @B.hi@ one jot.  So
583 now...
584
585 GHC keeps a version number on each interface file, and on each type
586 signature within the interface file.  It also keeps in every interface
587 file a list of the version numbers of everything it used when it last
588 compiled the file.  If the source file's modification date is earlier
589 than the @.o@ file's date (i.e. the source hasn't changed since the
590 file was last compiled), and you give GHC the @-recomp@<nidx>-recomp
591 option</nidx> flag, then GHC will be clever.  It compares the version
592 numbers on the things it needs this time with the version numbers on
593 the things it needed last time (gleaned from the interface file of the
594 module being compiled); if they are all the same it stops compiling
595 rather early in the process saying ``Compilation IS NOT required''.
596 What a beautiful sight!
597
598 It's still an experimental feature (that's why @-recomp@ is off by
599 default), so tell us if you think it doesn't work.
600
601 Patrick Sansom has a workshop paper about how all this is done.  Ask
602 him (email: <htmlurl name="sansom@@dcs.gla.ac.uk"
603 url="mailto:sansom@@dcs.gla.ac.uk">) if you want a copy.
604
605 %************************************************************************
606 %*                                                                      *
607 <sect2>Using @make@
608 <label id="using-make">
609 <p>
610 <ncdx>make</ncdx>
611 %*                                                                      *
612 %************************************************************************
613
614 It is reasonably straightforward to set up a @Makefile@ to use with
615 GHC, assuming you name your source files the same as your modules.
616 Thus:
617
618 <tscreen><verb>
619 HC      = ghc
620 HC_OPTS = -cpp $(EXTRA_HC_OPTS)
621
622 SRCS = Main.lhs Foo.lhs Bar.lhs
623 OBJS = Main.o   Foo.o   Bar.o
624
625 .SUFFIXES : .o .hi .lhs .hc .s
626
627 cool_pgm : $(OBJS)
628         rm $@
629         $(HC) -o $@ $(HC_OPTS) $(OBJS)
630
631 # Standard suffix rules
632 .o.hi:
633         @:
634
635 .lhs.o:
636         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
637
638 .hs.o:
639         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
640
641 # Inter-module dependencies
642 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
643 Main.o Main.hc Main.s : Foo.hi Baz.hi   # Main imports Foo and Baz
644 </verb></tscreen>
645
646 (Sophisticated @make@ variants may achieve some of the above more
647 elegantly.  Notably, @gmake@'s pattern rules let you write the more
648 comprehensible:
649
650 <tscreen><verb>
651 %.o : %.lhs
652         $(HC) -c $< $(HC_OPTS)
653 </verb></tscreen>
654
655 What we've shown should work with any @make@.)
656
657 Note the cheesy @.o.hi@ rule: It records the dependency of the
658 interface (@.hi@) file on the source.  The rule says a @.hi@ file can
659 be made from a @.o@ file by doing... nothing.  Which is true.
660
661 Note the inter-module dependencies at the end of the Makefile, which
662 take the form
663
664 <tscreen><verb>
665 Foo.o Foo.hc Foo.s    : Baz.hi          # Foo imports Baz
666 </verb></tscreen>
667
668 They tell @make@ that if any of @Foo.o@, @Foo.hc@ or @Foo.s@ have an
669 earlier modification date than @Baz.hi@, then the out-of-date file
670 must be brought up to date.  To bring it up to date, @make@ looks for
671 a rule to do so; one of the preceding suffix rules does the job
672 nicely.
673
674 Putting inter-dependencies of the form @Foo.o : Bar.hi@ into your
675 @Makefile@ by hand is rather error-prone.  Don't worry---never fear,
676 @mkdependHS@ is here! (and is distributed as part of GHC) Add the
677 following to your @Makefile@:
678
679 <tscreen><verb>
680 depend :
681         mkdependHS -- $(HC_OPTS) -- $(SRCS)
682 </verb></tscreen>
683
684 Now, before you start compiling, and any time you change the @imports@
685 in your program, do @make depend@ before you do @make cool_pgm@.
686 @mkdependHS@ will append the needed dependencies to your @Makefile@.
687 @mkdependHS@ is fully describe in Section <ref name="Makefile
688 dependencies in Haskell: using mkdependHS" id="mkdependHS">.
689
690 A few caveats about this simple scheme:
691
692 <itemize>
693
694 <item> You may need to compile some modules explicitly to create their
695 interfaces in the first place (e.g., @make Bar.o@ to create @Bar.hi@).
696
697 <item> You may have to type @make@ more than once for the dependencies
698 to have full effect.  However, a @make@ run that does nothing
699 <em>does</em> mean ``everything's up-to-date.''
700
701 <item> This scheme will work with mutually-recursive modules but,
702 again, it may take multiple iterations to ``settle.''
703
704 </itemize>
705
706 %************************************************************************
707 %*                                                                      *
708 <sect2>How to compile mutually recursive modules
709 <label id="mutual-recursion">
710 <p>
711 <nidx>module system, recursion</nidx>
712 <nidx>recursion, between modules</nidx>
713 %*                                                                      *
714 %************************************************************************
715
716 Currently, the compiler does not have proper support for dealing with
717 mutually recursive modules:
718
719 <tscreen><verb>
720 module A where
721
722 import B
723
724 newtype A = A Int
725
726 f :: B -> A
727 f (B x) = A x
728 --------
729 module B where
730
731 import A
732
733 data B = B !Int
734
735 g :: A -> B
736 g (A x) = B x
737 </verb></tscreen>
738
739 When compiling either module A and B, the compiler will try (in vain)
740 to look for the interface file of the other. So, to get mutually
741 recursive modules off the ground, you need to hand write an interface
742 file for A or B, so as to break the loop.  These hand-written
743 interface files are called @hi-boot@ files, and are placed in a file
744 called @<module>.hi-boot@.  To import from an @hi-boot@ file instead
745 of the standard @.hi@ file, use the following syntax in the importing module:
746 <nidx>hi-boot files</nidx>
747 <nidx>importing, hi-boot files</nidx>
748
749 <tscreen> <verb>
750 import {-# SOURCE #-} A
751 </verb> </tscreen>
752
753 The hand-written interface need only contain the bare minimum of
754 information needed to get the bootstrapping process started.  For
755 example, it doesn't need to contain declarations for <em/everything/
756 that module @A@ exports, only the things required by the module that
757 imports @A@ recursively.
758
759 For the example at hand, the boot interface file for A would like the
760 following:
761
762 <tscreen><verb>
763 _interface_ A 1
764 _exports_
765 A(A);
766 _declarations_
767 1 newtype A = A PrelBase.Int ;
768 </verb></tscreen>
769
770 The syntax is essentially the same as a normal @.hi@ file
771 (unfortunately), but you can usually tailor an existing @.hi@ file to
772 make a @.hi-boot@ file.
773
774 Notice that we only put the declaration for the newtype @A@ in the
775 @hi-boot@ file, not the signature for @f@, since @f@ isn't used by
776 @B@.
777
778 The number ``1'' at the beginning of a declaration is the <em>version
779 number</em> of that declaration: for the purposes of @.hi-boot@ files
780 these can all be set to 1.  All names must be fully qualified with the
781 <em/original/ module that an object comes from: for example, the
782 reference to @Int@ in the interface for @A@ comes from @PrelBase@,
783 which is a module internal to GHC's prelude.  It's a pain, but that's
784 the way it is.
785
786 <bf>Note:</bf> This is all a temporary solution, a version of the
787 compiler that handles mutually recursive properly without the manual
788 construction of interface file, is in the works.
789
790 %************************************************************************
791 %*                                                                      *
792 <sect1>Optimisation (code improvement)
793 <label id="options-optimise">
794 <p>
795 <nidx>optimisation (GHC)</nidx>
796 <nidx>improvement, code (GHC)</nidx>
797 %*                                                                      *
798 %************************************************************************
799
800 The @-O*@ options specify convenient ``packages'' of optimisation
801 flags; the @-f*@ options described later on specify
802 <em>individual</em> optimisations to be turned on/off; the @-m*@
803 options specify <em>machine-specific</em> optimisations to be turned
804 on/off.
805
806 %----------------------------------------------------------------------
807 <sect2>@-O*@: convenient ``packages'' of optimisation flags.
808 <label id="optimise-pkgs">
809 <p>
810 <nidx>-O options</nidx>
811
812 There are <em>many</em> options that affect the quality of code
813 produced by GHC.  Most people only have a general goal, something like
814 ``Compile quickly'' or ``Make my program run like greased lightning.''
815 The following ``packages'' of optimisations (or lack thereof) should
816 suffice.
817
818 Once you choose a @-O*@ ``package,'' stick with it---don't chop and
819 change.  Modules' interfaces <em>will</em> change with a shift to a new
820 @-O*@ option, and you may have to recompile a large chunk of all
821 importing modules before your program can again be run
822 safely (see Section <ref name="The recompilation checker" id="recomp">).
823
824 <descrip>
825 <tag>No @-O*@-type option specified:</tag>
826 <nidx>-O* not specified</nidx>
827 This is taken to mean: ``Please compile quickly; I'm not over-bothered
828 about compiled-code quality.''  So, for example: @ghc -c Foo.hs@
829
830 <tag>@-O@ or @-O1@:</tag>
831 <nidx>-O option</nidx>
832 <nidx>-O1 option</nidx>
833 <nidx>optimise normally</nidx>
834 Means: ``Generate good-quality code without taking too long about it.''
835 Thus, for example: @ghc -c -O Main.lhs@
836
837 <tag>@-O2@:</tag>
838 <nidx>-O2 option</nidx>
839 <nidx>optimise aggressively</nidx>
840 Means: ``Apply every non-dangerous optimisation, even if it means
841 significantly longer compile times.''
842
843 The avoided ``dangerous'' optimisations are those that can make
844 runtime or space <em>worse</em> if you're unlucky.  They are
845 normally turned on or off individually.
846
847 At the moment, @-O2@ is <em>unlikely</em> to produce
848 better code than @-O@.
849
850 <tag>@-O2-for-C@:</tag>
851 <nidx>-O2-for-C option</nidx>
852 <nidx>gcc, invoking with -O2</nidx>
853
854 Says to run GCC with @-O2@, which may be worth a few percent in
855 execution speed.  Don't forget @-fvia-C@, lest you use the native-code
856 generator and bypass GCC altogether!
857
858 <tag>@-Onot@:</tag>
859 <nidx>-Onot option</nidx>
860 <nidx>optimising, reset</nidx>
861
862 This option will make GHC ``forget'' any -Oish options it has seen so
863 far.  Sometimes useful; for example: @make all EXTRA_HC_OPTS=-Onot@.
864
865 <tag>@-Ofile <file>@:</tag>
866 <nidx>-Ofile &lt;file&gt; option</nidx>
867 <nidx>optimising, customised</nidx>
868
869 For those who need <em>absolute</em> control over <em>exactly</em>
870 what options are used (e.g., compiler writers, sometimes :-), a list
871 of options can be put in a file and then slurped in with @-Ofile@.
872
873 In that file, comments are of the @#@-to-end-of-line variety; blank
874 lines and most whitespace is ignored.
875
876 Please ask if you are baffled and would like an example of @-Ofile@!
877 </descrip>
878
879 At Glasgow, we don't use a @-O*@ flag for day-to-day work.  We use
880 @-O@ to get respectable speed; e.g., when we want to measure
881 something.  When we want to go for broke, we tend to use @-O -fvia-C
882 -O2-for-C@ (and we go for lots of coffee breaks).
883
884 The easiest way to see what @-O@ (etc) ``really mean'' is to run with
885 @-v@, then stand back in amazement.  Alternatively, just look at the
886 @HsC_minus<blah>@ lists in the @ghc@ driver script.
887
888 %----------------------------------------------------------------------
889 <sect2>@-f*@: platform-independent flags
890 <p>
891 <nidx>-f* options (GHC)</nidx>
892 <nidx>-fno-* options (GHC)</nidx>
893
894 Flags can be turned <em>off</em> individually.  (NB: I hope you have a
895 good reason for doing this....) To turn off the @-ffoo@ flag, just use
896 the @-fno-foo@ flag.<nidx>-fno-&lt;opt&gt; anti-option</nidx> So, for
897 example, you can say @-O2 -fno-strictness@, which will then drop out
898 any running of the strictness analyser.
899
900 The options you are most likely to want to turn off are:
901 @-fno-strictness@<nidx>-fno-strictness option</nidx> (strictness
902 analyser [because it is sometimes slow]),
903 @-fno-specialise@<nidx>-fno-specialise option</nidx> (automatic
904 specialisation of overloaded functions [because it makes your code
905 bigger]) [US spelling also accepted], and
906 @-fno-update-analyser@<nidx>-fno-update-analyser option</nidx>
907 (update analyser, because it sometimes takes a <em>long</em> time).
908
909 Should you wish to turn individual flags <em>on</em>, you are advised
910 to use the @-Ofile@ option, described above.  Because the order in
911 which optimisation passes are run is sometimes crucial, it's quite
912 hard to do with command-line options.
913
914 Here are some ``dangerous'' optimisations you <em>might</em> want to try:
915 <descrip>
916 %------------------------------------------------------------------
917 <tag>@-fvia-C@:</tag>
918 <nidx>-fvia-C option</nidx>
919 <nidx>native code generator, turning off</nidx>
920
921 Compile via C, and don't use the native-code generator.  (There are
922 many cases when GHC does this on its own.)  You might pick up a little
923 bit of speed by compiling via C.  If you use @_ccall_gc_@s or
924 @_casm_@s, you probably <em>have to</em> use @-fvia-C@.
925
926 The lower-case incantation, @-fvia-c@, is synonymous.
927
928 <tag>@-funfolding-creation-threshold<n>@:</tag>
929 <nidx>-funfolding-creation-threshold option</nidx>
930 <nidx>inlining, controlling</nidx>
931 <nidx>unfolding, controlling</nidx>
932 (Default: 30) By raising or lowering this number, you can raise or
933 lower the amount of pragmatic junk that gets spewed into interface
934 files.  (An unfolding has a ``size'' that reflects the cost in terms
935 of ``code bloat'' of expanding that unfolding in another module.  A
936 bigger Core expression would be assigned a bigger cost.)
937
938 <tag>@-funfolding-use-threshold<n>@:</tag>
939 <nidx>-funfolding-use-threshold option</nidx>
940 <nidx>inlining, controlling</nidx>
941 <nidx>unfolding, controlling</nidx>
942 (Default: 3) By raising or lowering this number, you can make the
943 compiler more or less keen to expand unfoldings.
944
945 OK, folks, these magic numbers `30' and `3' are mildly arbitrary; they
946 are of the ``seem to be OK'' variety.  The `3' is the more critical
947 one; it's what determines how eager GHC is about expanding unfoldings.
948
949 % <tag>@-funfolding-override-threshold<n>@:</tag>
950 % (Default: 8) [Pretty obscure]
951 W hen deciding what unfoldings from a module should be made available
952 % to the rest of the world (via this module's interface), the compiler
953 % normally likes ``small'' expressions.
954
955 % For example, if it sees @foo = bar@, it will decide that the very
956 % small expression @bar@ is a great unfolding for @foo@.  But if
957 % @bar@ turns out to be @(True,False,True)@, we would probably
958 % prefer <em>that</em> for the unfolding for @foo@.
959
960 % Should we ``override'' the initial small unfolding from @foo=bar@
961 % with the bigger-but-better one?  Yes, if the bigger one's ``size'' is
962 % still under the ``override threshold.''  You can use this flag to
963 % adjust this threshold (why, I'm not sure).
964
965 % <tag>@-fliberated-case-threshold<n>@:</tag>
966 % (Default: 12) [Vastly obscure: NOT IMPLEMENTED YET]
967 % ``Case liberation'' lifts evaluation out of recursive functions; it
968 % does this by duplicating code.  Done without constraint, you can get
969 % serious code bloat; so we only do it if the ``size'' of the duplicated
970 % code is smaller than some ``threshold.''  This flag can fiddle that
971 % threshold.
972
973 <tag>@-fsemi-tagging@:</tag>
974 This option (which <em>does not work</em> with the native-code generator)
975 tells the compiler to add extra code to test for already-evaluated
976 values.  You win if you have lots of such values during a run of your
977 program, you lose otherwise.  (And you pay in extra code space.)
978
979 We have not played with @-fsemi-tagging@ enough to recommend it.
980 (For all we know, it doesn't even work anymore...  Sigh.)
981 </descrip>
982
983 %----------------------------------------------------------------------
984 <sect2>@-m*@: platform-specific flags
985 <p>
986 <nidx>-m* options (GHC)</nidx>
987 <nidx>platform-specific options</nidx>
988 <nidx>machine-specific options</nidx>
989
990 Some flags only make sense for particular target platforms.
991
992 <descrip>
993 <tag>@-mv8@:</tag>
994 (SPARC machines)<nidx>-mv8 option (SPARC only)</nidx>
995 Means to pass the like-named option to GCC; it says to use the
996 Version 8 SPARC instructions, notably integer multiply and divide.
997 The similiar @-m*@ GCC options for SPARC also work, actually.
998
999 <tag>@-mlong-calls@:</tag>
1000 (HPPA machines)<nidx>-mlong-calls option (HPPA only)</nidx>
1001 Means to pass the like-named option to GCC.  Required for Very Big
1002 modules, maybe.  (Probably means you're in trouble...)
1003
1004 <tag>@-monly-[32]-regs@:</tag>
1005 (iX86 machines)<nidx>-monly-N-regs option (iX86 only)</nidx>
1006 GHC tries to ``steal'' four registers from GCC, for performance
1007 reasons; it almost always works.  However, when GCC is compiling some
1008 modules with four stolen registers, it will crash, probably saying:
1009 <tscreen><verb>
1010 Foo.hc:533: fixed or forbidden register was spilled.
1011 This may be due to a compiler bug or to impossible asm
1012 statements or clauses.
1013 </verb></tscreen>
1014 Just give some registers back with @-monly-N-regs@.  Try `3' first,
1015 then `2'.  If `2' doesn't work, please report the bug to us.
1016 </descrip>
1017
1018 %----------------------------------------------------------------------
1019 <sect2>Code improvement by the C compiler.
1020 <label id="optimise-C-compiler">
1021 <p>
1022 <nidx>optimisation by GCC</nidx>
1023 <nidx>GCC optimisation</nidx>
1024
1025 The C~compiler (GCC) is run with @-O@ turned on.  (It has
1026 to be, actually).
1027
1028 If you want to run GCC with @-O2@---which may be worth a few
1029 percent in execution speed---you can give a
1030 @-O2-for-C@<nidx>-O2-for-C option</nidx> option.
1031
1032 %************************************************************************
1033 %*                                                                      *
1034 <sect1>Options related to a particular phase
1035 <label id="options-phases">
1036 <p>
1037 %*                                                                      *
1038 %************************************************************************
1039
1040 <sect2> The C pre-processor
1041 <label id="c-pre-processor">
1042 <p>
1043 <nidx>pre-processing: cpp</nidx>
1044 <nidx>C pre-processor options</nidx>
1045 <nidx>cpp, pre-processing with</nidx>
1046
1047 The C pre-processor @cpp@ is run over your Haskell code only if the
1048 @-cpp@ option <nidx>-cpp option</nidx> is given.  Unless you are
1049 building a large system with significant doses of conditional
1050 compilation, you really shouldn't need it.
1051 <descrip>
1052 <tag>@-D<foo>@:</tag>
1053 <nidx>-D&lt;name&gt; option</nidx>
1054 Define macro @<foo>@ in the usual way.  NB: does <em>not</em> affect
1055 @-D@ macros passed to the C~compiler when compiling via C!  For
1056 those, use the @-optc-Dfoo@ hack...
1057
1058 <tag>@-U<foo>@:</tag>
1059 <nidx>-U&lt;name&gt; option</nidx>
1060 Undefine macro @<foo>@ in the usual way.
1061
1062 <tag>@-I<dir>@:</tag>
1063 <nidx>-I&lt;dir&gt; option</nidx>
1064 Specify a directory in which to look for @#include@ files, in
1065 the usual C way.
1066 </descrip>
1067
1068 The @ghc@ driver pre-defines several macros:
1069 <descrip>
1070 <tag>@__HASKELL1__@:</tag>
1071 <nidx>__HASKELL1__ macro</nidx>
1072 If defined to $n$, that means GHC supports the
1073 Haskell language defined in the Haskell report version $1.n$.
1074 Currently 4.
1075
1076 NB: This macro is set both when pre-processing Haskell source and
1077 when pre-processing generated C (@.hc@) files.
1078
1079 <tag>@__GLASGOW_HASKELL__@:</tag>
1080 <nidx>__GLASGOW_HASKELL__ macro</nidx>
1081 For version $n$ of the GHC system, this will be @#define@d to
1082 $100 \times n$.  So, for version~3.00, it is 300.
1083
1084 This macro is <em>only</em> set when pre-processing Haskell source.
1085 (<em>Not</em> when pre-processing generated C.)
1086
1087 With any luck, @__GLASGOW_HASKELL__@ will be undefined in all other
1088 implementations that support C-style pre-processing.
1089
1090 (For reference: the comparable symbols for other systems are:
1091 @__HUGS__@ for Hugs and @__HBC__@ for Chalmers.)
1092
1093 <tag>@__CONCURRENT_HASKELL__@:</tag>
1094 <nidx>__CONCURRENT_HASKELL__ macro</nidx>
1095 Only defined when @-concurrent@ is in use!
1096 This symbol is defined when pre-processing Haskell (input) and
1097 pre-processing C (GHC output).
1098
1099 <tag>@__PARALLEL_HASKELL__@:</tag>
1100 <nidx>__PARALLEL_HASKELL__ macro</nidx>
1101 Only defined when @-parallel@ is in use!  This symbol is defined when
1102 pre-processing Haskell (input) and pre-processing C (GHC output).
1103 </descrip>
1104
1105 Options other than the above can be forced through to the C
1106 pre-processor with the @-opt@ flags (see
1107 Section <ref name="Forcing options to a particular phase." id="forcing-options-through">).
1108
1109 A small word of warning: @-cpp@ is not friendly to ``string
1110 gaps''.<nidx>-cpp vs string gaps</nidx><nidx>string gaps vs -cpp</nidx>.  In
1111 other words, strings such as the following:
1112
1113 <tscreen><verb>
1114         strmod = "\
1115         \ p \
1116         \ "
1117 </verb></tscreen>
1118
1119 don't work with @-cpp@; @/usr/bin/cpp@ elides the
1120 backslash-newline pairs.
1121
1122 However, it appears that if you add a space at the end of the line,
1123 then @cpp@ (at least GNU @cpp@ and possibly other @cpp@s)
1124 leaves the backslash-space pairs alone and the string gap works as
1125 expected.
1126
1127 %************************************************************************
1128 %*                                                                      *
1129 <sect2>Options affecting the C compiler (if applicable)
1130 <label id="options-C-compiler">
1131 <p>
1132 <nidx>include-file options</nidx>
1133 <nidx>C compiler options</nidx>
1134 <nidx>GCC options</nidx>
1135 %*                                                                      *
1136 %************************************************************************
1137
1138 At the moment, quite a few common C-compiler options are passed on
1139 quietly to the C compilation of Haskell-compiler-generated C files.
1140 THIS MAY CHANGE.  Meanwhile, options so sent are:
1141
1142 <tabular ca="ll">
1143 @-ansi@      | do ANSI C (not K&amp;R) @@
1144 @-pedantic@  | be so@@
1145 @-dgcc-lint@ | (hack) short for ``make GCC very paranoid''@@
1146 </tabular>
1147 <nidx>-ansi option (for GCC)</nidx>
1148 <nidx>-pedantic option (for GCC)</nidx>
1149 <nidx>-dgcc-lint option (GCC paranoia)</nidx>
1150
1151 If you are compiling with lots of @ccalls@, etc., you may need to
1152 tell the C~compiler about some @#include@ files.  There is no real
1153 pretty way to do this, but you can use this hack from the
1154 command-line:
1155
1156 <tscreen><verb>
1157 % ghc -c '-#include <X/Xlib.h>' Xstuff.lhs
1158 </verb></tscreen>
1159
1160
1161 %************************************************************************
1162 %*                                                                      *
1163 <sect2>Linking and consistency-checking
1164 <label id="options-linker">
1165 <p>
1166 <nidx>linker options</nidx>
1167 <nidx>ld options</nidx>
1168 %*                                                                      *
1169 %************************************************************************
1170
1171 GHC has to link your code with various libraries, possibly including:
1172 user-supplied, GHC-supplied, and system-supplied (@-lm@ math
1173 library, for example).
1174
1175 <descrip>
1176 <tag>@-l<FOO>@:</tag>
1177 <nidx>-l&lt;lib&gt; option</nidx>
1178 Link in a library named @lib<FOO>.a@ which resides somewhere on the
1179 library directories path.
1180
1181 Because of the sad state of most UNIX linkers, the order of such
1182 options does matter.  Thus: @ghc -lbar *.o@ is almost certainly
1183 wrong, because it will search @libbar.a@ <em>before</em> it has
1184 collected unresolved symbols from the @*.o@ files.
1185 @ghc *.o -lbar@ is probably better.
1186
1187 The linker will of course be informed about some GHC-supplied
1188 libraries automatically; these are:
1189
1190 <tabular ca="ll">
1191 <bf>-l equivalent</bf> | <bf>description</bf> @@
1192 @@
1193 @-lHSrts,-lHSclib@ | basic runtime libraries @@
1194 @-lHS@         | standard Prelude library @@
1195 @-lHS_cbits@  | C support code for standard Prelude library @@
1196 @-lgmp@        | GNU multi-precision library (for Integers)@@
1197 </tabular>
1198
1199 <nidx>-lHS library</nidx>
1200 <nidx>-lHS_cbits library</nidx>
1201 <nidx>-lHSrts library</nidx>
1202 <nidx>-lgmp library</nidx>
1203
1204 <tag>@-syslib <name>@:</tag>
1205 <nidx>-syslib &lt;name&gt; option</nidx>
1206
1207 If you are using a Haskell ``system library'' (e.g., the POSIX
1208 library), just use the @-syslib posix@ option, and the correct code
1209 should be linked in.
1210
1211 <tag>@-L<dir>@:</tag>
1212 <nidx>-L&lt;dir&gt; option</nidx>
1213 Where to find user-supplied libraries...  Prepend the directory
1214 @<dir>@ to the library directories path.
1215
1216 <tag>@-static@:</tag>
1217 <nidx>-static option</nidx>
1218 Tell the linker to avoid shared libraries.
1219
1220 <tag>@-no-link-chk@ and @-link-chk@:</tag>
1221 <nidx>-no-link-chk option</nidx>
1222 <nidx>-link-chk option</nidx>
1223 <nidx>consistency checking of executables</nidx>
1224 By default, immediately after linking an executable, GHC verifies that
1225 the pieces that went into it were compiled with compatible flags; a
1226 ``consistency check''.
1227 (This is to avoid mysterious failures caused by non-meshing of
1228 incompatibly-compiled programs; e.g., if one @.o@ file was compiled
1229 for a parallel machine and the others weren't.)  You may turn off this
1230 check with @-no-link-chk@.  You can turn it (back) on with
1231 @-link-chk@ (the default).
1232 </descrip>
1233
1234 %************************************************************************
1235 %*                                                                      *
1236 <sect1>Using Concurrent Haskell
1237 <p>
1238 <nidx>Concurrent Haskell---use</nidx>
1239 %*                                                                      *
1240 %************************************************************************
1241
1242 To compile a program as Concurrent Haskell, use the @-concurrent@
1243 option,<nidx>-concurrent option</nidx> both when compiling <em>and
1244 linking</em>.  You will probably need the @-fglasgow-exts@ option, too.
1245
1246 Three RTS options are provided for modifying the behaviour of the
1247 threaded runtime system.  See the descriptions of @-C[<us>]@, @-q@,
1248 and @-t<num>@ in Section <ref name="RTS options for Concurrent/Parallel Haskell" id="parallel-rts-opts">.
1249
1250 %************************************************************************
1251 %*                                                                      *
1252 <sect2>Potential problems with Concurrent Haskell
1253 <label id="concurrent-problems">
1254 <p>
1255 <nidx>Concurrent Haskell problems</nidx>
1256 <nidx>problems, Concurrent Haskell</nidx>
1257 %*                                                                      *
1258 %************************************************************************
1259
1260 The main thread in a Concurrent Haskell program is given its own
1261 private stack space, but all other threads are given stack space from
1262 the heap.  Stack space for the main thread can be
1263 adjusted as usual with the @-K@ RTS
1264 option,<nidx>-K RTS option (concurrent, parallel)</nidx> but if this
1265 private stack space is exhausted, the main thread will switch to stack
1266 segments in the heap, just like any other thread.  Thus, problems
1267 which would normally result in stack overflow in ``sequential Haskell''
1268 can be expected to result in heap overflow when using threads.
1269
1270 The concurrent runtime system uses black holes as synchronisation
1271 points for subexpressions which are shared among multiple threads.  In
1272 ``sequential Haskell'', a black hole indicates a cyclic data
1273 dependency, which is a fatal error.  However, in concurrent execution, a
1274 black hole may simply indicate that the desired expression is being
1275 evaluated by another thread.  Therefore, when a thread encounters a
1276 black hole, it simply blocks and waits for the black hole to be
1277 updated.  Cyclic data dependencies will result in deadlock, and the
1278 program will fail to terminate.
1279
1280 Because the concurrent runtime system uses black holes as
1281 synchronisation points, it is not possible to disable black-holing
1282 with the @-N@ RTS option.<nidx>-N RTS option</nidx> Therefore, the use
1283 of signal handlers (including timeouts) with the concurrent runtime
1284 system can lead to problems if a thread attempts to enter a black hole
1285 that was created by an abandoned computation.  The use of signal
1286 handlers in conjunction with threads is strongly discouraged.
1287
1288
1289 %************************************************************************
1290 %*                                                                      *
1291 <sect1>Using Parallel Haskell
1292 <p>
1293 <nidx>Parallel Haskell---use</nidx>
1294 %*                                                                      *
1295 %************************************************************************
1296
1297 [You won't be able to execute parallel Haskell programs unless PVM3
1298 (Parallel Virtual Machine, version 3) is installed at your site.]
1299
1300 To compile a Haskell program for parallel execution under PVM, use the
1301 @-parallel@ option,<nidx>-parallel option</nidx> both when compiling
1302 <em>and linking</em>.  You will probably want to @import Parallel@
1303 into your Haskell modules.
1304
1305 To run your parallel program, once PVM is going, just invoke it ``as
1306 normal''.  The main extra RTS option is @-N<n>@, to say how many
1307 PVM ``processors'' your program to run on.  (For more details of
1308 all relevant RTS options, please see Section <ref name="RTS options for Concurrent/Parallel Haskell" id="parallel-rts-opts">.)
1309
1310 In truth, running Parallel Haskell programs and getting information
1311 out of them (e.g., parallelism profiles) is a battle with the vagaries of
1312 PVM, detailed in the following sections.
1313
1314 %************************************************************************
1315 %*                                                                      *
1316 <sect2>Dummy's guide to using PVM
1317 <p>
1318 <nidx>PVM, how to use</nidx>
1319 <nidx>Parallel Haskell---PVM use</nidx>
1320 %*                                                                      *
1321 %************************************************************************
1322
1323 Before you can run a parallel program under PVM, you must set the
1324 required environment variables (PVM's idea, not ours); something like,
1325 probably in your @.cshrc@ or equivalent:
1326 <tscreen><verb>
1327 setenv PVM_ROOT /wherever/you/put/it
1328 setenv PVM_ARCH `$PVM_ROOT/lib/pvmgetarch`
1329 setenv PVM_DPATH $PVM_ROOT/lib/pvmd
1330 </verb></tscreen>
1331
1332 Creating and/or controlling your ``parallel machine'' is a purely-PVM
1333 business; nothing specific to Parallel Haskell.
1334
1335 You use the @pvm@<nidx>pvm command</nidx> command to start PVM on your
1336 machine.  You can then do various things to control/monitor your
1337 ``parallel machine;'' the most useful being:
1338
1339 \begin{tabular}{ll}
1340 @Control-D@ & exit @pvm@, leaving it running \\
1341 @halt@ & kill off this ``parallel machine'' \& exit \\
1342 @add <host>@ & add @<host>@ as a processor \\
1343 @delete <host>@ & delete @<host>@ \\
1344 @reset@ & kill what's going, but leave PVM up \\
1345 @conf@       & list the current configuration \\
1346 @ps@         & report processes' status \\
1347 @pstat <pid>@ & status of a particular process \\
1348 \end{tabular}
1349
1350 The PVM documentation can tell you much, much more about @pvm@!
1351
1352 %************************************************************************
1353 %*                                                                      *
1354 <sect2>Parallelism profiles
1355 <p>
1356 <nidx>parallelism profiles</nidx>
1357 <nidx>profiles, parallelism</nidx>
1358 <nidx>visualisation tools</nidx>
1359 %*                                                                      *
1360 %************************************************************************
1361
1362 With Parallel Haskell programs, we usually don't care about the
1363 results---only with ``how parallel'' it was!  We want pretty pictures.
1364
1365 Parallelism profiles (\`a la @hbcpp@) can be generated with the
1366 @-q@<nidx>-q RTS option (concurrent, parallel)</nidx> RTS option.  The
1367 per-processor profiling info is dumped into files named
1368 @<full-path><program>.gr@.  These are then munged into a PostScript picture,
1369 which you can then display.  For example, to run your program
1370 @a.out@ on 8 processors, then view the parallelism profile, do:
1371
1372 <tscreen><verb>
1373 % ./a.out +RTS -N8 -q
1374 % grs2gr *.???.gr > temp.gr     # combine the 8 .gr files into one
1375 % gr2ps -O temp.gr              # cvt to .ps; output in temp.ps
1376 % ghostview -seascape temp.ps   # look at it!
1377 </verb></tscreen>
1378
1379 The scripts for processing the parallelism profiles are distributed
1380 in @ghc/utils/parallel/@.
1381
1382 %************************************************************************
1383 %*                                                                      *
1384 <sect2>Other useful info about running parallel programs
1385 <p>
1386 %*                                                                      *
1387 %************************************************************************
1388
1389 The ``garbage-collection statistics'' RTS options can be useful for
1390 seeing what parallel programs are doing.  If you do either
1391 @+RTS -Sstderr@<nidx>-Sstderr RTS option</nidx> or @+RTS -sstderr@, then
1392 you'll get mutator, garbage-collection, etc., times on standard
1393 error. The standard error of all PE's other than the `main thread'
1394 appears in @/tmp/pvml.nnn@, courtesy of PVM.
1395
1396 Whether doing @+RTS -Sstderr@ or not, a handy way to watch
1397 what's happening overall is: @tail -f /tmp/pvml.nnn@.
1398
1399 %************************************************************************
1400 %*                                                                      *
1401 <sect2>RTS options for Concurrent/Parallel Haskell
1402 <label id="parallel-rts-opts">
1403 <p>
1404 <nidx>RTS options, concurrent</nidx>
1405 <nidx>RTS options, parallel</nidx>
1406 <nidx>Concurrent Haskell---RTS options</nidx>
1407 <nidx>Parallel Haskell---RTS options</nidx>
1408 %*                                                                      *
1409 %************************************************************************
1410
1411 Besides the usual runtime system (RTS) options
1412 (Section <ref name="Running a compiled program" id="runtime-control">), there are a few options particularly
1413 for concurrent/parallel execution.
1414
1415 <descrip>
1416 <tag>@-N<N>@:</tag>
1417 <nidx>-N&lt;N&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1418 (PARALLEL ONLY) Use @<N>@ PVM processors to run this program;
1419 the default is 2.
1420
1421 <tag>@-C[<us>]@:</tag>
1422 <nidx>-C&lt;us&gt; RTS option</nidx>
1423 Sets the context switch interval to @<us>@ microseconds.  A context
1424 switch will occur at the next heap allocation after the timer expires.
1425 With @-C0@ or @-C@, context switches will occur as often as
1426 possible (at every heap allocation).  By default, context switches
1427 occur every 10 milliseconds.  Note that many interval timers are only
1428 capable of 10 millisecond granularity, so the default setting may be
1429 the finest granularity possible, short of a context switch at every
1430 heap allocation.
1431
1432 <tag>@-q[v]@:</tag>
1433 <nidx>-q RTS option</nidx>
1434 Produce a quasi-parallel profile of thread activity, in the file
1435 @<program>.qp@.  In the style of @hbcpp@, this profile records
1436 the movement of threads between the green (runnable) and red (blocked)
1437 queues.  If you specify the verbose suboption (@-qv@), the green
1438 queue is split into green (for the currently running thread only) and
1439 amber (for other runnable threads).  We do not recommend that you use
1440 the verbose suboption if you are planning to use the @hbcpp@
1441 profiling tools or if you are context switching at every heap check
1442 (with @-C@).
1443
1444 <tag>@-t<num>@:</tag>
1445 <nidx>-t&lt;num&gt; RTS option</nidx>
1446 Limit the number of concurrent threads per processor to @<num>@.
1447 The default is 32.  Each thread requires slightly over 1K <em>words</em>
1448 in the heap for thread state and stack objects.  (For 32-bit machines,
1449 this translates to 4K bytes, and for 64-bit machines, 8K bytes.)
1450
1451 <tag>@-d@:</tag>
1452 <nidx>-d RTS option (parallel)</nidx>
1453 (PARALLEL ONLY) Turn on debugging.  It pops up one xterm (or GDB, or
1454 something...) per PVM processor.  We use the standard @debugger@
1455 script that comes with PVM3, but we sometimes meddle with the
1456 @debugger2@ script.  We include ours in the GHC distribution,
1457 in @ghc/utils/pvm/@.
1458
1459 <tag>@-e<num>@:</tag>
1460 <nidx>-e&lt;num&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1461 (PARALLEL ONLY) Limit the number of pending sparks per processor to
1462 @<num>@. The default is 100. A larger number may be appropriate if
1463 your program generates large amounts of parallelism initially.
1464
1465 <tag>@-Q<num>@:</tag>
1466 <nidx>-Q&lt;num&gt; RTS option (parallel)</nidx>
1467 (PARALLEL ONLY) Set the size of packets transmitted between processors
1468 to @<num>@. The default is 1024 words. A larger number may be
1469 appropriate if your machine has a high communication cost relative to
1470 computation speed.
1471 </descrip>
1472
1473 %************************************************************************
1474 %*                                                                      *
1475 <sect2>Potential problems with Parallel Haskell
1476 <label id="parallel-problems">
1477 <p>
1478 <nidx>Parallel Haskell---problems</nidx> 
1479 <nidx>problems, Parallel Haskell</nidx> 
1480 %*                                                                      *
1481 %************************************************************************
1482
1483 The ``Potential problems'' for Concurrent Haskell also apply for
1484 Parallel Haskell.  Please see Section <ref name="Potential problems with Concurrent Haskell" id="concurrent-problems">.