无C main函数时，如何生成并链接含Haskell导出函数的.o文件

需求 #

我知道如何从C调用Haskell函数，但不想生成可执行文件，而是要创建能和其他.o文件链接的库文件（可被其他C程序调用）。

代码示例 #

Safe.hs #

{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}

module Safe where

import Foreign.C.Types

fibonacci :: Int -> Int
fibonacci n = fibs !! n
    where fibs = 0 : 1 : zipWith (+) fibs (tail fibs)

fibonacci_hs :: CInt -> CInt
fibonacci_hs = fromIntegral . fibonacci . fromIntegral

foreign export ccall fibonacci_hs :: CInt -> CInt

test.c #

#include <HsFFI.h>
#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
#include "Safe_stub.h"
#endif

int foo()
{
    int i;
    // 定义合法的argc和argv，避免未定义错误
    int argc = 0;
    char *argv[] = {NULL};
    hs_init(&argc, &argv);

    i = fibonacci_hs(42);

    hs_exit();
    return i;
}

已尝试的操作及错误 #

1. 编译Haskell代码：

   ghc -fPIE -c -O Safe.hs
   

   生成Safe_stub.h、Safe.o和Safe.hi，这一步没问题。

2. 编译C代码：

   ghc --make -fPIE -no-hs-main -optc-O -c test.c -o test.o
   

   得到test.o。

3. 尝试链接生成目标文件：

   ghc -no-hs-main -optc-nostartfiles -optc-static-pie test.o Safe.o -o result.o
   

   报错：

   /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/crt1.o:function _start: error: undefined reference to 'main'
   collect2: error: ld returned 1 exit status
   `x86_64-linux-gnu-gcc' failed in phase `Linker'. (Exit code: 1)
   

补充说明：有人建议用ld -r链接，但该方法无法引入Haskell运行时，我需要生成可被其他C程序调用的库文件。

问题分析与解决方案 #

错误原因 #

你试图用GHC生成单个.o文件，但GHC默认会尝试生成可执行文件——即使指定-o result.o，它依然会链接启动代码（比如crt1.o），而启动代码依赖main函数，因此报错。另外，原test.c中argc和argv未定义，也是潜在问题。

正确操作步骤 #

步骤1：修复C代码中的未定义变量

按照上面的test.c示例，添加argc和argv的合法定义。

步骤2：重新编译C代码

直接用gcc编译，指定Haskell头文件路径：

gcc -c -O -fPIE test.c -o test.o -I$(ghc --print-libdir)/include

步骤3：生成动态库（推荐）

用GHC生成动态库，它会自动处理Haskell运行时的所有依赖：

ghc -shared -fPIE -no-hs-main -o libfoo.so test.o Safe.o

生成的libfoo.so可以被其他C程序链接调用，比如：

gcc -o main main.c -L. -lfoo -Wl,-rpath=.

（假设main.c中调用了foo()函数）

步骤4：生成静态库

如果需要静态库，先用ar打包目标文件，链接其他C程序时需手动指定所有Haskell依赖：

# 打包静态库
ar cr libfoo.a test.o Safe.o
# 链接其他程序时带上Haskell运行时依赖
gcc -o main main.c libfoo.a $(ghc --print-libdir)/libHSrts.a -L$(ghc --print-libdir) -lHSbase-4.16.4.0 -lHSinteger-gmp-1.0.3.0 -lgmp -lm

注意：静态库需要手动指定所有Haskell依赖，因此动态库更方便维护。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Abhiroop Sarkar