如何在LTS Haskell 20.20(GHC 9.2.7)中动态编译导入模块？

需求 #

实现一个Haskell程序，能够动态生成Haskell模块（.hs文件），编译后将其导入到当前应用中并调用其中的函数。

用户现有代码 #

Main.hs #

import qualified GhcApiWrap as Ghw

main :: IO ()
main = Ghw.msLoadModuleAndExecute "../dyn/" "DynExample.hs" "nFromChar" 'A'

GhcApiWrap.hs #

module GhcApiWrap
    (
        msLoadModuleAndExecute
    ) where

import GHC
--import GHC.Paths (libdir)  

msLoadModuleAndExecute :: String -> String -> String -> Char -> IO ()
msLoadModuleAndExecute _ _ _ _ = do
    value' <- runGhc (Just "./src/") $ do
            dflags <- getSessionDynFlags
            setSessionDynFlags $ dflags { 
                ghcLink   = LinkInMemory, 
                ghcMode = CompManager,
                objectDir   = Just "../dyn/",
                hiDir   = Just "../dyn/"
                }
            target <- guessTarget ("DynExample.hs") Nothing
            setTargets [target]
            ret <- load LoadAllTargets
            case ret of
                Succeeded -> do
                    importDecl_RdrName <- parseImportDecl $ "import DynExample"
                    setContext [IIDecl importDecl_RdrName]

                    value <- dynCompileExpr ("DynExample.nFromChar")

                    return value
                _       -> 
                    return undefined
    print $ value'

DynExample.hs #

module DynExample
    (
        nFromChar
    ) where

nFromChar :: Char -> Int
nFromChar _ = 33

运行错误 #

代码可编译但无法正常运行，输出错误信息：

ExprmntGhcApi-exe: Missing file: src/settings

用户注释掉import GHC.Paths (libdir)是因为该模块在当前环境中不存在，尝试用(Just "./src/")替代(Just libdir)，但多个网上流传的示例代码在GHC 9.2.7中均无法正常工作。

核心问题 #

在Stack环境（解析器对应LTS 20.20，即GHC 9.2.7）中，能否通过上述方式动态调用DynExample.nFromChar？如果可行，如何实现类型为msLoadModuleAndExecute :: String -> String -> String -> Char -> IO Int的函数？

环境配置 #

当前使用Stack，resolver配置如下：

resolver:
  url: https://raw.githubusercontent.com/commercialhaskell/stackage-snapshots/master/lts/20/20.yaml

对应GHC版本为9.2.7。

解决方法 #

1. 修复libdir获取问题 #

GHC 9.x版本中GHC.Paths模块不再默认提供，需要手动添加ghc-paths包到项目依赖。在项目的package.yaml或.cabal文件中添加：

dependencies:
  - base >= 4.16 && < 5
  - ghc
  - ghc-paths

执行stack build安装依赖后，恢复import GHC.Paths (libdir)，并将runGhc的参数改为(Just libdir)——这里的libdir是GHC的系统库目录，而非项目的src目录，GHC需要它来加载自身的配置文件。

2. 调整动态编译与类型转换逻辑 #

修改GhcApiWrap.hs，实现类型安全的动态调用：

module GhcApiWrap
    (
        msLoadModuleAndExecute
    ) where

import GHC
import GHC.Paths (libdir)
import Data.Dynamic (fromDynamic)
import Unsafe.Coerce (unsafeCoerce)

msLoadModuleAndExecute :: String -> String -> String -> Char -> IO (Maybe Int)
msLoadModuleAndExecute objDir modulePath funcName arg = runGhc (Just libdir) $ do
    dflags <- getSessionDynFlags
    -- 调整动态编译的参数，添加模块搜索路径
    let newDflags = dflags {
            ghcLink = LinkInMemory,
            ghcMode = CompManager,
            objectDir = Just objDir,
            hiDir = Just objDir,
            importPaths = [objDir]
        }
    -- 应用新的动态标志
    (_updatedDflags, _) <- setSessionDynFlags newDflags
    -- 设置编译目标
    target <- guessTarget modulePath Nothing
    setTargets [target]
    -- 加载并编译目标模块
    ret <- load LoadAllTargets
    case ret of
        Succeeded -> do
            -- 解析导入声明并设置上下文
            let moduleName = takeWhile (/= '.') modulePath
            importDecl <- parseImportDecl $ "import " ++ moduleName
            setContext [IIDecl importDecl]
            -- 编译带参数的函数调用表达式
            dynVal <- dynCompileExpr $ funcName ++ " " ++ show arg
            -- 安全转换为目标类型
            return $ fromDynamic dynVal
        _ -> return Nothing

3. 调整Main.hs的调用逻辑 #

import qualified GhcApiWrap as Ghw

main :: IO ()
main = do
    result <- Ghw.msLoadModuleAndExecute "../dyn/" "DynExample.hs" "nFromChar" 'A'
    print result

关键说明 #

• libdir是GHC的系统库目录，由ghc-paths提供，必须正确传入runGhc，否则GHC无法找到自身的配置文件（如settings）。
• importPaths需要包含目标模块所在的目录，确保GHC能找到要编译的.hs文件。
• 使用fromDynamic进行安全类型转换，若类型不匹配会返回Nothing；如果确认类型完全匹配，也可以用unsafeCoerce直接转换函数类型：

  -- 直接获取函数并调用的方式
  dynFunc <- dynCompileExpr funcName
  let func = unsafeCoerce dynFunc :: Char -> Int
  return $ Just (func arg)
  

  注意：unsafeCoerce存在运行时风险，仅在确保类型绝对匹配时使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jörg Brüggmann