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