gnu: ratpoison: Clean definition.
[guix.git] / doc / guix.texi
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7 @settitle GNU Guix Reference Manual
8 @c %**end of header
10 @include version.texi
12 @copying
13 Copyright @copyright{} 2012, 2013, 2014, 2015 Ludovic Courtès@*
14 Copyright @copyright{} 2013, 2014 Andreas Enge@*
15 Copyright @copyright{} 2013 Nikita Karetnikov@*
16 Copyright @copyright{} 2015 Mathieu Lirzin@*
17 Copyright @copyright{} 2014 Pierre-Antoine Rault@*
18 Copyright @copyright{} 2015 Taylan Ulrich Bayırlı/Kammer
20 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
21 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
22 any later version published by the Free Software Foundation; with no
23 Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.  A
24 copy of the license is included in the section entitled ``GNU Free
25 Documentation License''.
26 @end copying
28 @dircategory Package management
29 @direntry
30 * guix: (guix).       Guix, the functional package manager.
31 * guix package: (guix)Invoking guix package
32                       Managing packages with Guix.
33 * guix build: (guix)Invoking guix build
34                       Building packages with Guix.
35 * guix system: (guix)Invoking guix system
36                       Managing the operating system configuration.
37 @end direntry
39 @dircategory Software development
40 @direntry
41 * guix environment: (guix)Invoking guix environment
42                       Building development environments with Guix.
43 @end direntry
45 @titlepage
46 @title GNU Guix Reference Manual
47 @subtitle Using the GNU Guix Functional Package Manager
48 @author Ludovic Courtès
49 @author Andreas Enge
50 @author Nikita Karetnikov
52 @page
53 @vskip 0pt plus 1filll
54 Edition @value{EDITION} @*
55 @value{UPDATED} @*
57 @insertcopying
58 @end titlepage
60 @contents
62 @c *********************************************************************
63 @node Top
64 @top GNU Guix
66 This document describes GNU Guix version @value{VERSION}, a functional
67 package management tool written for the GNU system.
69 @menu
70 * Introduction::                What is Guix about?
71 * Installation::                Installing Guix.
72 * Package Management::          Package installation, upgrade, etc.
73 * Programming Interface::       Using Guix in Scheme.
74 * Utilities::                   Package management commands.
75 * GNU Distribution::            Software for your friendly GNU system.
76 * Contributing::                Your help needed!
78 * Acknowledgments::             Thanks!
79 * GNU Free Documentation License::  The license of this manual.
80 * Concept Index::               Concepts.
81 * Programming Index::           Data types, functions, and variables.
83 @detailmenu
84  --- The Detailed Node Listing ---
86 Installation
88 * Binary Installation::         Getting Guix running in no time!
89 * Requirements::                Software needed to build and run Guix.
90 * Running the Test Suite::      Testing Guix.
91 * Setting Up the Daemon::       Preparing the build daemon's environment.
92 * Invoking guix-daemon::        Running the build daemon.
93 * Application Setup::           Application-specific setup.
95 Setting Up the Daemon
97 * Build Environment Setup::     Preparing the isolated build environment.
98 * Daemon Offload Setup::        Offloading builds to remote machines.
100 Package Management
102 * Features::                    How Guix will make your life brighter.
103 * Invoking guix package::       Package installation, removal, etc.
104 * Emacs Interface::             Package management from Emacs.
105 * Substitutes::                 Downloading pre-built binaries.
106 * Packages with Multiple Outputs::  Single source package, multiple outputs.
107 * Invoking guix gc::            Running the garbage collector.
108 * Invoking guix pull::          Fetching the latest Guix and distribution.
109 * Invoking guix archive::       Exporting and importing store files.
111 Programming Interface
113 * Defining Packages::           Defining new packages.
114 * Build Systems::               Specifying how packages are built.
115 * The Store::                   Manipulating the package store.
116 * Derivations::                 Low-level interface to package derivations.
117 * The Store Monad::             Purely functional interface to the store.
118 * G-Expressions::               Manipulating build expressions.
120 Defining Packages
122 * package Reference::           The package data type.
123 * origin Reference::            The origin data type.
125 Utilities
127 * Invoking guix build::         Building packages from the command line.
128 * Invoking guix edit::          Editing package definitions.
129 * Invoking guix download::      Downloading a file and printing its hash.
130 * Invoking guix hash::          Computing the cryptographic hash of a file.
131 * Invoking guix import::        Importing package definitions.
132 * Invoking guix refresh::       Updating package definitions.
133 * Invoking guix lint::          Finding errors in package definitions.
134 * Invoking guix size::          Profiling disk usage.
135 * Invoking guix environment::   Setting up development environments.
136 * Invoking guix publish::       Sharing substitutes.
138 GNU Distribution
140 * System Installation::         Installing the whole operating system.
141 * System Configuration::        Configuring the operating system.
142 * Installing Debugging Files::  Feeding the debugger.
143 * Security Updates::            Deploying security fixes quickly.
144 * Package Modules::             Packages from the programmer's viewpoint.
145 * Packaging Guidelines::        Growing the distribution.
146 * Bootstrapping::               GNU/Linux built from scratch.
147 * Porting::                     Targeting another platform or kernel.
149 System Configuration
151 * Using the Configuration System::  Customizing your GNU system.
152 * operating-system Reference::  Detail of operating-system declarations.
153 * File Systems::                Configuring file system mounts.
154 * Mapped Devices::              Block device extra processing.
155 * User Accounts::               Specifying user accounts.
156 * Locales::                     Language and cultural convention settings.
157 * Services::                    Specifying system services.
158 * Setuid Programs::             Programs running with root privileges.
159 * X.509 Certificates::          Authenticating HTTPS servers.
160 * Name Service Switch::         Configuring libc's name service switch.
161 * Initial RAM Disk::            Linux-Libre bootstrapping.
162 * GRUB Configuration::          Configuring the boot loader.
163 * Invoking guix system::        Instantiating a system configuration.
164 * Defining Services::           Adding new service definitions.
166 Services
168 * Base Services::               Essential system services.
169 * Networking Services::         Network setup, SSH daemon, etc.
170 * X Window::                    Graphical display.
171 * Desktop Services::            D-Bus and desktop services.
172 * Database Services::           SQL databases.
173 * Various Services::            Other services.
175 Packaging Guidelines
177 * Software Freedom::            What may go into the distribution.
178 * Package Naming::              What's in a name?
179 * Version Numbers::             When the name is not enough.
180 * Python Modules::              Taming the snake.
181 * Perl Modules::                Little pearls.
182 * Fonts::                       Fond of fonts.
184 Contributing
186 * Building from Git::           The latest and greatest.
187 * Running Guix Before It Is Installed::  Hacker tricks.
188 * The Perfect Setup::           The right tools.
189 * Coding Style::                Hygiene of the contributor.
190 * Submitting Patches::          Share your work.
192 Coding Style
194 * Programming Paradigm::        How to compose your elements.
195 * Modules::                     Where to store your code?
196 * Data Types and Pattern Matching::  Implementing data structures.
197 * Formatting Code::             Writing conventions.
199 @end detailmenu
200 @end menu
202 @c *********************************************************************
203 @node Introduction
204 @chapter Introduction
206 GNU Guix@footnote{``Guix'' is pronounced like ``geeks'', or ``ɡiːks''
207 using the international phonetic alphabet (IPA).} is a functional
208 package management tool for the GNU system.  Package management consists
209 of all activities that relate to building packages from sources,
210 honoring their build-time and run-time dependencies,
211 installing packages in user environments, upgrading installed packages
212 to new versions or rolling back to a previous set, removing unused
213 software packages, etc.
215 @cindex functional package management
216 The term @dfn{functional} refers to a specific package management
217 discipline.  In Guix, the package build and installation process is seen
218 as a function, in the mathematical sense.  That function takes inputs,
219 such as build scripts, a compiler, and libraries, and
220 returns an installed package.  As a pure function, its result depends
221 solely on its inputs---for instance, it cannot refer to software or
222 scripts that were not explicitly passed as inputs.  A build function
223 always produces the same result when passed a given set of inputs.  It
224 cannot alter the system's environment in
225 any way; for instance, it cannot create, modify, or delete files outside
226 of its build and installation directories.  This is achieved by running
227 build processes in isolated environments (or @dfn{containers}), where only their
228 explicit inputs are visible.
230 @cindex store
231 The result of package build functions is @dfn{cached} in the file
232 system, in a special directory called @dfn{the store} (@pxref{The
233 Store}).  Each package is installed in a directory of its own, in the
234 store---by default under @file{/gnu/store}.  The directory name contains
235 a hash of all the inputs used to build that package; thus, changing an
236 input yields a different directory name.
238 This approach is the foundation of Guix's salient features: support for
239 transactional package upgrade and rollback, per-user installation, and
240 garbage collection of packages (@pxref{Features}).
242 Guix has a command-line interface, which allows users to build, install,
243 upgrade, and remove packages, as well as a Scheme programming interface.
245 @cindex Guix System Distribution
246 @cindex GuixSD
247 Last but not least, Guix is used to build a distribution of the GNU
248 system, with many GNU and non-GNU free software packages.  The Guix
249 System Distribution, or GNU@tie{}GuixSD, takes advantage of the core
250 properties of Guix at the system level.  With GuixSD, users
251 @emph{declare} all aspects of the operating system configuration, and
252 Guix takes care of instantiating that configuration in a reproducible,
253 stateless fashion.  @xref{GNU Distribution}.
255 @c *********************************************************************
256 @node Installation
257 @chapter Installation
259 GNU Guix is available for download from its website at
260 @url{http://www.gnu.org/software/guix/}.  This section describes the
261 software requirements of Guix, as well as how to install it and get
262 ready to use it.
264 Note that this section is concerned with the installation of the package
265 manager, which can be done on top of a running GNU/Linux system.  If,
266 instead, you want to install the complete GNU operating system,
267 @pxref{System Installation}.
269 @menu
270 * Binary Installation::         Getting Guix running in no time!
271 * Requirements::                Software needed to build and run Guix.
272 * Running the Test Suite::      Testing Guix.
273 * Setting Up the Daemon::       Preparing the build daemon's environment.
274 * Invoking guix-daemon::        Running the build daemon.
275 * Application Setup::           Application-specific setup.
276 @end menu
278 @node Binary Installation
279 @section Binary Installation
281 This section describes how to install Guix on an arbitrary system from a
282 self-contained tarball providing binaries for Guix and for all its
283 dependencies.  This is often quicker than installing from source, which
284 is described in the next sections.  The only requirement is to have
285 GNU@tie{}tar and Xz.
287 Installing goes along these lines:
289 @enumerate
290 @item
291 Download the binary tarball from
292 @indicateurl{ftp://alpha.gnu.org/gnu/guix/guix-binary-@value{VERSION}.@var{system}.tar.xz}@footnote{As
293 usual, make sure to download the associated @file{.sig} file and to
294 verify the authenticity of the tarball against it!}, where @var{system}
295 is @code{x86_64-linux} for an @code{x86_64} machine already running the
296 kernel Linux, and so on.
298 @item
299 As @code{root}, run:
301 @example
302 # cd /tmp
303 # tar --warning=no-timestamp -xf \
304      guix-binary-@value{VERSION}.@var{system}.tar.xz
305 # mv var/guix /var/ && mv gnu /
306 @end example
308 This creates @file{/gnu/store} (@pxref{The Store}) and @file{/var/guix}.
309 The latter contains a ready-to-use profile for @code{root} (see next
310 step.)
312 Do @emph{not} unpack the tarball on a working Guix system since that
313 would overwrite its own essential files.
315 The @code{--warning=no-timestamp} option makes sure GNU@tie{}tar does
316 not emit warnings about ``implausibly old time stamps'' (such
317 warnings were triggered by GNU@tie{}tar 1.26 and older; recent
318 versions are fine.)
319 They stem from the fact that all the
320 files in the archive have their modification time set to zero (which
321 means January 1st, 1970.)  This is done on purpose to make sure the
322 archive content is independent of its creation time, thus making it
323 reproducible.
325 @item
326 Make @code{root}'s profile available under @file{~/.guix-profile}:
328 @example
329 # ln -sf /var/guix/profiles/per-user/root/guix-profile \
330          ~root/.guix-profile
331 @end example
333 @item
334 Create the group and user accounts for build users as explained below
335 (@pxref{Build Environment Setup}).
337 @item
338 Run the daemon:
340 @example
341 # ~root/.guix-profile/bin/guix-daemon --build-users-group=guixbuild
342 @end example
344 On hosts using the systemd init system, drop
345 @file{~root/.guix-profile/lib/systemd/system/guix-daemon.service} in
346 @file{/etc/systemd/system}.
348 @item
349 Make the @command{guix} command available to other users on the machine,
350 for instance with:
352 @example
353 # mkdir -p /usr/local/bin
354 # cd /usr/local/bin
355 # ln -s /var/guix/profiles/per-user/root/guix-profile/bin/guix
356 @end example
358 @item
359 To use substitutes from @code{hydra.gnu.org} (@pxref{Substitutes}),
360 authorize them:
362 @example
363 # guix archive --authorize < ~root/.guix-profile/share/guix/hydra.gnu.org.pub
364 @end example
365 @end enumerate
367 And that's it!  For additional tips and tricks, @pxref{Application
368 Setup}.
370 The @code{guix} package must remain available in @code{root}'s
371 profile, or it would become subject to garbage collection---in which
372 case you would find yourself badly handicapped by the lack of the
373 @command{guix} command.
375 The tarball in question can be (re)produced and verified simply by
376 running the following command in the Guix source tree:
378 @example
379 make guix-binary.@var{system}.tar.xz
380 @end example
383 @node Requirements
384 @section Requirements
386 This section lists requirements when building Guix from source.  The
387 build procedure for Guix is the same as for other GNU software, and is
388 not covered here.  Please see the files @file{README} and @file{INSTALL}
389 in the Guix source tree for additional details.
391 GNU Guix depends on the following packages:
393 @itemize
394 @item @url{http://gnu.org/software/guile/, GNU Guile}, version 2.0.7 or later;
395 @item @url{http://gnupg.org/, GNU libgcrypt};
396 @item @url{http://www.gnu.org/software/make/, GNU Make}.
397 @end itemize
399 The following dependencies are optional:
401 @itemize
402 @item
403 Installing
404 @url{http://savannah.nongnu.org/projects/guile-json/, Guile-JSON} will
405 allow you to use the @command{guix import pypi} command (@pxref{Invoking
406 guix import}).  It is of
407 interest primarily for developers and not for casual users.
408 @item
409 Installing @uref{http://gnutls.org/, GnuTLS-Guile} will
410 allow you to access @code{https} URLs with the @command{guix download}
411 command (@pxref{Invoking guix download}), the @command{guix import pypi}
412 command, and the @command{guix import cpan} command.  This is primarily
413 of interest to developers.  @xref{Guile Preparations, how to install the
414 GnuTLS bindings for Guile,, gnutls-guile, GnuTLS-Guile}.
415 @end itemize
417 Unless @code{--disable-daemon} was passed to @command{configure}, the
418 following packages are also needed:
420 @itemize
421 @item @url{http://sqlite.org, SQLite 3};
422 @item @url{http://www.bzip.org, libbz2};
423 @item @url{http://gcc.gnu.org, GCC's g++}, with support for the
424 C++11 standard.
425 @end itemize
427 When a working installation of @url{http://nixos.org/nix/, the Nix package
428 manager} is available, you
429 can instead configure Guix with @code{--disable-daemon}.  In that case,
430 Nix replaces the three dependencies above.
432 Guix is compatible with Nix, so it is possible to share the same store
433 between both.  To do so, you must pass @command{configure} not only the
434 same @code{--with-store-dir} value, but also the same
435 @code{--localstatedir} value.  The latter is essential because it
436 specifies where the database that stores metadata about the store is
437 located, among other things.  The default values for Nix are
438 @code{--with-store-dir=/nix/store} and @code{--localstatedir=/nix/var}.
439 Note that @code{--disable-daemon} is not required if
440 your goal is to share the store with Nix.
442 @node Running the Test Suite
443 @section Running the Test Suite
445 After a successful @command{configure} and @code{make} run, it is a good
446 idea to run the test suite.  It can help catch issues with the setup or
447 environment, or bugs in Guix itself---and really, reporting test
448 failures is a good way to help improve the software.  To run the test
449 suite, type:
451 @example
452 make check
453 @end example
455 Test cases can run in parallel: you can use the @code{-j} option of
456 GNU@tie{}make to speed things up.  The first run may take a few minutes
457 on a recent machine; subsequent runs will be faster because the store
458 that is created for test purposes will already have various things in
459 cache.
461 Upon failure, please email @email{bug-guix@@gnu.org} and attach the
462 @file{test-suite.log} file.  When @file{tests/@var{something}.scm}
463 fails, please also attach the @file{@var{something}.log} file available
464 in the top-level build directory.  Please specify the Guix version being
465 used as well as version numbers of the dependencies
466 (@pxref{Requirements}) in your message.
468 @node Setting Up the Daemon
469 @section Setting Up the Daemon
471 @cindex daemon
472 Operations such as building a package or running the garbage collector
473 are all performed by a specialized process, the @dfn{build daemon}, on
474 behalf of clients.  Only the daemon may access the store and its
475 associated database.  Thus, any operation that manipulates the store
476 goes through the daemon.  For instance, command-line tools such as
477 @command{guix package} and @command{guix build} communicate with the
478 daemon (@i{via} remote procedure calls) to instruct it what to do.
480 The following sections explain how to prepare the build daemon's
481 environment.  Also @ref{Substitutes}, for information on how to allow
482 the daemon to download pre-built binaries.
484 @menu
485 * Build Environment Setup::     Preparing the isolated build environment.
486 * Daemon Offload Setup::        Offloading builds to remote machines.
487 @end menu
489 @node Build Environment Setup
490 @subsection Build Environment Setup
492 In a standard multi-user setup, Guix and its daemon---the
493 @command{guix-daemon} program---are installed by the system
494 administrator; @file{/gnu/store} is owned by @code{root} and
495 @command{guix-daemon} runs as @code{root}.  Unprivileged users may use
496 Guix tools to build packages or otherwise access the store, and the
497 daemon will do it on their behalf, ensuring that the store is kept in a
498 consistent state, and allowing built packages to be shared among users.
500 @cindex build users
501 When @command{guix-daemon} runs as @code{root}, you may not want package
502 build processes themselves to run as @code{root} too, for obvious
503 security reasons.  To avoid that, a special pool of @dfn{build users}
504 should be created for use by build processes started by the daemon.
505 These build users need not have a shell and a home directory: they will
506 just be used when the daemon drops @code{root} privileges in build
507 processes.  Having several such users allows the daemon to launch
508 distinct build processes under separate UIDs, which guarantees that they
509 do not interfere with each other---an essential feature since builds are
510 regarded as pure functions (@pxref{Introduction}).
512 On a GNU/Linux system, a build user pool may be created like this (using
513 Bash syntax and the @code{shadow} commands):
515 @c See http://lists.gnu.org/archive/html/bug-guix/2013-01/msg00239.html
516 @c for why `-G' is needed.
517 @example
518 # groupadd --system guixbuild
519 # for i in `seq -w 1 10`;
520   do
521     useradd -g guixbuild -G guixbuild           \
522             -d /var/empty -s `which nologin`    \
523             -c "Guix build user $i" --system    \
524             guixbuilder$i;
525   done
526 @end example
528 @noindent
529 The number of build users determines how many build jobs may run in
530 parallel, as specified by the @option{--max-jobs} option
531 (@pxref{Invoking guix-daemon, @option{--max-jobs}}).  The
532 @code{guix-daemon} program may then be run as @code{root} with the
533 following command@footnote{If your machine uses the systemd init system,
534 dropping the @file{@var{prefix}/lib/systemd/system/guix-daemon.service}
535 file in @file{/etc/systemd/system} will ensure that
536 @command{guix-daemon} is automatically started.}:
538 @example
539 # guix-daemon --build-users-group=guixbuild
540 @end example
542 @cindex chroot
543 @noindent
544 This way, the daemon starts build processes in a chroot, under one of
545 the @code{guixbuilder} users.  On GNU/Linux, by default, the chroot
546 environment contains nothing but:
548 @c Keep this list in sync with libstore/build.cc! -----------------------
549 @itemize
550 @item
551 a minimal @code{/dev} directory, created mostly independently from the
552 host @code{/dev}@footnote{``Mostly'', because while the set of files
553 that appear in the chroot's @code{/dev} is fixed, most of these files
554 can only be created if the host has them.};
556 @item
557 the @code{/proc} directory; it only shows the container's processes
558 since a separate PID name space is used;
560 @item
561 @file{/etc/passwd} with an entry for the current user and an entry for
562 user @file{nobody};
564 @item
565 @file{/etc/group} with an entry for the user's group;
567 @item
568 @file{/etc/hosts} with an entry that maps @code{localhost} to
569 @code{127.0.0.1};
571 @item
572 a writable @file{/tmp} directory.
573 @end itemize
575 If you are installing Guix as an unprivileged user, it is still possible
576 to run @command{guix-daemon} provided you pass @code{--disable-chroot}.
577 However, build processes will not be isolated from one another, and not
578 from the rest of the system.  Thus, build processes may interfere with
579 each other, and may access programs, libraries, and other files
580 available on the system---making it much harder to view them as
581 @emph{pure} functions.
584 @node Daemon Offload Setup
585 @subsection Using the Offload Facility
587 @cindex offloading
588 @cindex build hook
589 When desired, the build daemon can @dfn{offload}
590 derivation builds to other machines
591 running Guix, using the @code{offload} @dfn{build hook}.  When that
592 feature is enabled, a list of user-specified build machines is read from
593 @file{/etc/guix/machines.scm}; anytime a build is requested, for
594 instance via @code{guix build}, the daemon attempts to offload it to one
595 of the machines that satisfies the derivation's constraints, in
596 particular its system type---e.g., @file{x86_64-linux}.  Missing
597 prerequisites for the build are copied over SSH to the target machine,
598 which then proceeds with the build; upon success the output(s) of the
599 build are copied back to the initial machine.
601 The @file{/etc/guix/machines.scm} file typically looks like this:
603 @example
604 (list (build-machine
605         (name "eightysix.example.org")
606         (system "x86_64-linux")
607         (user "bob")
608         (speed 2.))    ; incredibly fast!
610       (build-machine
611         (name "meeps.example.org")
612         (system "mips64el-linux")
613         (user "alice")
614         (private-key
615          (string-append (getenv "HOME")
616                         "/.lsh/identity-for-guix"))))
617 @end example
619 @noindent
620 In the example above we specify a list of two build machines, one for
621 the @code{x86_64} architecture and one for the @code{mips64el}
622 architecture.
624 In fact, this file is---not surprisingly!---a Scheme file that is
625 evaluated when the @code{offload} hook is started.  Its return value
626 must be a list of @code{build-machine} objects.  While this example
627 shows a fixed list of build machines, one could imagine, say, using
628 DNS-SD to return a list of potential build machines discovered in the
629 local network (@pxref{Introduction, Guile-Avahi,, guile-avahi, Using
630 Avahi in Guile Scheme Programs}).  The @code{build-machine} data type is
631 detailed below.
633 @deftp {Data Type} build-machine
634 This data type represents build machines the daemon may offload builds
635 to.  The important fields are:
637 @table @code
639 @item name
640 The remote machine's host name.
642 @item system
643 The remote machine's system type---e.g., @code{"x86_64-linux"}.
645 @item user
646 The user account to use when connecting to the remote machine over SSH.
647 Note that the SSH key pair must @emph{not} be passphrase-protected, to
648 allow non-interactive logins.
650 @end table
652 A number of optional fields may be specified:
654 @table @code
656 @item port
657 Port number of the machine's SSH server (default: 22).
659 @item private-key
660 The SSH private key file to use when connecting to the machine.
662 Currently offloading uses GNU@tie{}lsh as its SSH client
663 (@pxref{Invoking lsh,,, GNU lsh Manual}).  Thus, the key file here must
664 be an lsh key file.  This may change in the future, though.
666 @item parallel-builds
667 The number of builds that may run in parallel on the machine (1 by
668 default.)
670 @item speed
671 A ``relative speed factor''.  The offload scheduler will tend to prefer
672 machines with a higher speed factor.
674 @item features
675 A list of strings denoting specific features supported by the machine.
676 An example is @code{"kvm"} for machines that have the KVM Linux modules
677 and corresponding hardware support.  Derivations can request features by
678 name, and they will be scheduled on matching build machines.
680 @end table
681 @end deftp
683 The @code{guix} command must be in the search path on the build
684 machines, since offloading works by invoking the @code{guix archive} and
685 @code{guix build} commands.  In addition, the Guix modules must be in
686 @code{$GUILE_LOAD_PATH} on the build machine---you can check whether
687 this is the case by running:
689 @example
690 lsh build-machine guile -c '(use-modules (guix config))'
691 @end example
693 There's one last thing to do once @file{machines.scm} is in place.  As
694 explained above, when offloading, files are transferred back and forth
695 between the machine stores.  For this to work, you first need to
696 generate a key pair on each machine to allow the daemon to export signed
697 archives of files from the store (@pxref{Invoking guix archive}):
699 @example
700 # guix archive --generate-key
701 @end example
703 @noindent
704 Each build machine must authorize the key of the master machine so that
705 it accepts store items it receives from the master:
707 @example
708 # guix archive --authorize < master-public-key.txt
709 @end example
711 @noindent
712 Likewise, the master machine must authorize the key of each build machine.
714 All the fuss with keys is here to express pairwise mutual trust
715 relations between the master and the build machines.  Concretely, when
716 the master receives files from a build machine (and @i{vice versa}), its
717 build daemon can make sure they are genuine, have not been tampered
718 with, and that they are signed by an authorized key.
721 @node Invoking guix-daemon
722 @section Invoking @command{guix-daemon}
724 The @command{guix-daemon} program implements all the functionality to
725 access the store.  This includes launching build processes, running the
726 garbage collector, querying the availability of a build result, etc.  It
727 is normally run as @code{root} like this:
729 @example
730 # guix-daemon --build-users-group=guixbuild
731 @end example
733 @noindent
734 For details on how to set it up, @pxref{Setting Up the Daemon}.
736 @cindex chroot
737 @cindex container, build environment
738 @cindex build environment
739 @cindex reproducible builds
740 By default, @command{guix-daemon} launches build processes under
741 different UIDs, taken from the build group specified with
742 @code{--build-users-group}.  In addition, each build process is run in a
743 chroot environment that only contains the subset of the store that the
744 build process depends on, as specified by its derivation
745 (@pxref{Programming Interface, derivation}), plus a set of specific
746 system directories.  By default, the latter contains @file{/dev} and
747 @file{/dev/pts}.  Furthermore, on GNU/Linux, the build environment is a
748 @dfn{container}: in addition to having its own file system tree, it has
749 a separate mount name space, its own PID name space, network name space,
750 etc.  This helps achieve reproducible builds (@pxref{Features}).
752 When the daemon performs a build on behalf of the user, it creates a
753 build directory under @file{/tmp} or under the directory specified by
754 its @code{TMPDIR} environment variable; this directory is shared with
755 the container for the duration of the build.  Be aware that using a
756 directory other than @file{/tmp} can affect build results---for example,
757 with a longer directory name, a build process that uses Unix-domain
758 sockets might hit the name length limitation for @code{sun_path}, which
759 it would otherwise not hit.
761 The build directory is automatically deleted upon completion, unless the
762 build failed and the client specified @option{--keep-failed}
763 (@pxref{Invoking guix build, @option{--keep-failed}}).
765 The following command-line options are supported:
767 @table @code
768 @item --build-users-group=@var{group}
769 Take users from @var{group} to run build processes (@pxref{Setting Up
770 the Daemon, build users}).
772 @item --no-substitutes
773 @cindex substitutes
774 Do not use substitutes for build products.  That is, always build things
775 locally instead of allowing downloads of pre-built binaries
776 (@pxref{Substitutes}).
778 By default substitutes are used, unless the client---such as the
779 @command{guix package} command---is explicitly invoked with
780 @code{--no-substitutes}.
782 When the daemon runs with @code{--no-substitutes}, clients can still
783 explicitly enable substitution @i{via} the @code{set-build-options}
784 remote procedure call (@pxref{The Store}).
786 @item --substitute-urls=@var{urls}
787 @anchor{daemon-substitute-urls}
788 Consider @var{urls} the default whitespace-separated list of substitute
789 source URLs.  When this option is omitted, @indicateurl{http://hydra.gnu.org}
790 is used.
792 This means that substitutes may be downloaded from @var{urls}, as long
793 as they are signed by a trusted signature (@pxref{Substitutes}).
795 @cindex build hook
796 @item --no-build-hook
797 Do not use the @dfn{build hook}.
799 The build hook is a helper program that the daemon can start and to
800 which it submits build requests.  This mechanism is used to offload
801 builds to other machines (@pxref{Daemon Offload Setup}).
803 @item --cache-failures
804 Cache build failures.  By default, only successful builds are cached.
806 @item --cores=@var{n}
807 @itemx -c @var{n}
808 Use @var{n} CPU cores to build each derivation; @code{0} means as many
809 as available.
811 The default value is @code{0}, but it may be overridden by clients, such
812 as the @code{--cores} option of @command{guix build} (@pxref{Invoking
813 guix build}).
815 The effect is to define the @code{NIX_BUILD_CORES} environment variable
816 in the build process, which can then use it to exploit internal
817 parallelism---for instance, by running @code{make -j$NIX_BUILD_CORES}.
819 @item --max-jobs=@var{n}
820 @itemx -M @var{n}
821 Allow at most @var{n} build jobs in parallel.  The default value is
822 @code{1}.  Setting it to @code{0} means that no builds will be performed
823 locally; instead, the daemon will offload builds (@pxref{Daemon Offload
824 Setup}), or simply fail.
826 @item --debug
827 Produce debugging output.
829 This is useful to debug daemon start-up issues, but then it may be
830 overridden by clients, for example the @code{--verbosity} option of
831 @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).
833 @item --chroot-directory=@var{dir}
834 Add @var{dir} to the build chroot.
836 Doing this may change the result of build processes---for instance if
837 they use optional dependencies found in @var{dir} when it is available,
838 and not otherwise.  For that reason, it is not recommended to do so.
839 Instead, make sure that each derivation declares all the inputs that it
840 needs.
842 @item --disable-chroot
843 Disable chroot builds.
845 Using this option is not recommended since, again, it would allow build
846 processes to gain access to undeclared dependencies.  It is necessary,
847 though, when @command{guix-daemon} is running under an unprivileged user
848 account.
850 @item --disable-log-compression
851 Disable compression of the build logs.
853 Unless @code{--lose-logs} is used, all the build logs are kept in the
854 @var{localstatedir}.  To save space, the daemon automatically compresses
855 them with bzip2 by default.  This option disables that.
857 @item --disable-deduplication
858 @cindex deduplication
859 Disable automatic file ``deduplication'' in the store.
861 By default, files added to the store are automatically ``deduplicated'':
862 if a newly added file is identical to another one found in the store,
863 the daemon makes the new file a hard link to the other file.  This can
864 noticeably reduce disk usage, at the expense of slightly increased
865 input/output load at the end of a build process.  This option disables
866 this optimization.
868 @item --gc-keep-outputs[=yes|no]
869 Tell whether the garbage collector (GC) must keep outputs of live
870 derivations.
872 When set to ``yes'', the GC will keep the outputs of any live derivation
873 available in the store---the @code{.drv} files.  The default is ``no'',
874 meaning that derivation outputs are kept only if they are GC roots.
876 @item --gc-keep-derivations[=yes|no]
877 Tell whether the garbage collector (GC) must keep derivations
878 corresponding to live outputs.
880 When set to ``yes'', as is the case by default, the GC keeps
881 derivations---i.e., @code{.drv} files---as long as at least one of their
882 outputs is live.  This allows users to keep track of the origins of
883 items in their store.  Setting it to ``no'' saves a bit of disk space.
885 Note that when both @code{--gc-keep-derivations} and
886 @code{--gc-keep-outputs} are used, the effect is to keep all the build
887 prerequisites (the sources, compiler, libraries, and other build-time
888 tools) of live objects in the store, regardless of whether these
889 prerequisites are live.  This is convenient for developers since it
890 saves rebuilds or downloads.
892 @item --impersonate-linux-2.6
893 On Linux-based systems, impersonate Linux 2.6.  This means that the
894 kernel's @code{uname} system call will report 2.6 as the release number.
896 This might be helpful to build programs that (usually wrongfully) depend
897 on the kernel version number.
899 @item --lose-logs
900 Do not keep build logs.  By default they are kept under
901 @code{@var{localstatedir}/guix/log}.
903 @item --system=@var{system}
904 Assume @var{system} as the current system type.  By default it is the
905 architecture/kernel pair found at configure time, such as
906 @code{x86_64-linux}.
908 @item --listen=@var{socket}
909 Listen for connections on @var{socket}, the file name of a Unix-domain
910 socket.  The default socket is
911 @file{@var{localstatedir}/daemon-socket/socket}.  This option is only
912 useful in exceptional circumstances, such as if you need to run several
913 daemons on the same machine.
914 @end table
917 @node Application Setup
918 @section Application Setup
920 When using Guix on top of GNU/Linux distribution other than GuixSD, a
921 few additional steps are needed to get everything in place.  Here are
922 some of them.
924 @subsection Locales
926 @cindex locales, when not on GuixSD
927 Packages installed @i{via} Guix will not use the host system's locale
928 data.  Instead, you must first install one of the locale packages
929 available with Guix and then define the @code{LOCPATH} environment
930 variable (@pxref{Locale Names, @code{LOCPATH},, libc, The GNU C Library
931 Reference Manual}):
933 @example
934 $ guix package -i glibc-locales
935 $ export LOCPATH=$HOME/.guix-profile/lib/locale
936 @end example
938 Note that the @code{glibc-locales} package contains data for all the
939 locales supported by the GNU@tie{}libc and weighs in at around
940 110@tie{}MiB.  Alternately, the @code{glibc-utf8-locales} is smaller but
941 limited to a few UTF-8 locales.
943 @subsection X11 Fonts
945 The majority of graphical applications use Fontconfig to locate and
946 load fonts and perform X11-client-side rendering.  Guix's
947 @code{fontconfig} package looks for fonts in @file{$HOME/.guix-profile}
948 by default.  Thus, to allow graphical applications installed with Guix
949 to display fonts, you will have to install fonts with Guix as well.
950 Essential font packages include @code{gs-fonts}, @code{font-dejavu}, and
951 @code{font-gnu-freefont-ttf}.
953 @c TODO What else?
955 @c *********************************************************************
956 @node Package Management
957 @chapter Package Management
959 The purpose of GNU Guix is to allow users to easily install, upgrade, and
960 remove software packages, without having to know about their build
961 procedure or dependencies.  Guix also goes beyond this obvious set of
962 features.
964 This chapter describes the main features of Guix, as well as the package
965 management tools it provides.  Two user interfaces are provided for
966 routine package management tasks: a command-line interface
967 (@pxref{Invoking guix package, @code{guix package}}), and a visual user
968 interface in Emacs (@pxref{Emacs Interface}).
970 @menu
971 * Features::                    How Guix will make your life brighter.
972 * Invoking guix package::       Package installation, removal, etc.
973 * Emacs Interface::             Package management from Emacs.
974 * Substitutes::                 Downloading pre-built binaries.
975 * Packages with Multiple Outputs::  Single source package, multiple outputs.
976 * Invoking guix gc::            Running the garbage collector.
977 * Invoking guix pull::          Fetching the latest Guix and distribution.
978 * Invoking guix archive::       Exporting and importing store files.
979 @end menu
981 @node Features
982 @section Features
984 When using Guix, each package ends up in the @dfn{package store}, in its
985 own directory---something that resembles
986 @file{/gnu/store/xxx-package-1.2}, where @code{xxx} is a base32 string
987 (note that Guix comes with an Emacs extension to shorten those file
988 names, @pxref{Emacs Prettify}.)
990 Instead of referring to these directories, users have their own
991 @dfn{profile}, which points to the packages that they actually want to
992 use.  These profiles are stored within each user's home directory, at
993 @code{$HOME/.guix-profile}.
995 For example, @code{alice} installs GCC 4.7.2.  As a result,
996 @file{/home/alice/.guix-profile/bin/gcc} points to
997 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.7.2/bin/gcc}.  Now, on the same machine,
998 @code{bob} had already installed GCC 4.8.0.  The profile of @code{bob}
999 simply continues to point to
1000 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.8.0/bin/gcc}---i.e., both versions of GCC
1001 coexist on the same system without any interference.
1003 The @command{guix package} command is the central tool to manage
1004 packages (@pxref{Invoking guix package}).  It operates on those per-user
1005 profiles, and can be used @emph{with normal user privileges}.
1007 The command provides the obvious install, remove, and upgrade
1008 operations.  Each invocation is actually a @emph{transaction}: either
1009 the specified operation succeeds, or nothing happens.  Thus, if the
1010 @command{guix package} process is terminated during the transaction,
1011 or if a power outage occurs during the transaction, then the user's
1012 profile remains in its previous state, and remains usable.
1014 In addition, any package transaction may be @emph{rolled back}.  So, if,
1015 for example, an upgrade installs a new version of a package that turns
1016 out to have a serious bug, users may roll back to the previous instance
1017 of their profile, which was known to work well.  Similarly, the global
1018 system configuration is subject to transactional upgrades and roll-back
1019 (@pxref{Using the Configuration System}).
1021 All those packages in the package store may be @emph{garbage-collected}.
1022 Guix can determine which packages are still referenced by the user
1023 profiles, and remove those that are provably no longer referenced
1024 (@pxref{Invoking guix gc}).  Users may also explicitly remove old
1025 generations of their profile so that the packages they refer to can be
1026 collected.
1028 @cindex reproducibility
1029 @cindex reproducible builds
1030 Finally, Guix takes a @dfn{purely functional} approach to package
1031 management, as described in the introduction (@pxref{Introduction}).
1032 Each @file{/gnu/store} package directory name contains a hash of all the
1033 inputs that were used to build that package---compiler, libraries, build
1034 scripts, etc.  This direct correspondence allows users to make sure a
1035 given package installation matches the current state of their
1036 distribution.  It also helps maximize @dfn{build reproducibility}:
1037 thanks to the isolated build environments that are used, a given build
1038 is likely to yield bit-identical files when performed on different
1039 machines (@pxref{Invoking guix-daemon, container}).
1041 @cindex substitutes
1042 This foundation allows Guix to support @dfn{transparent binary/source
1043 deployment}.  When a pre-built binary for a @file{/gnu/store} item is
1044 available from an external source---a @dfn{substitute}, Guix just
1045 downloads it and unpacks it;
1046 otherwise, it builds the package from source, locally
1047 (@pxref{Substitutes}).
1049 Control over the build environment is a feature that is also useful for
1050 developers.  The @command{guix environment} command allows developers of
1051 a package to quickly set up the right development environment for their
1052 package, without having to manually install the package's dependencies
1053 in their profile (@pxref{Invoking guix environment}).
1055 @node Invoking guix package
1056 @section Invoking @command{guix package}
1058 The @command{guix package} command is the tool that allows users to
1059 install, upgrade, and remove packages, as well as rolling back to
1060 previous configurations.  It operates only on the user's own profile,
1061 and works with normal user privileges (@pxref{Features}).  Its syntax
1064 @example
1065 guix package @var{options}
1066 @end example
1068 Primarily, @var{options} specifies the operations to be performed during
1069 the transaction.  Upon completion, a new profile is created, but
1070 previous @dfn{generations} of the profile remain available, should the user
1071 want to roll back.
1073 For example, to remove @code{lua} and install @code{guile} and
1074 @code{guile-cairo} in a single transaction:
1076 @example
1077 guix package -r lua -i guile guile-cairo
1078 @end example
1080 @command{guix package} also supports a @dfn{declarative approach}
1081 whereby the user specifies the exact set of packages to be available and
1082 passes it @i{via} the @option{--manifest} option
1083 (@pxref{profile-manifest, @option{--manifest}}).
1085 For each user, a symlink to the user's default profile is automatically
1086 created in @file{$HOME/.guix-profile}.  This symlink always points to the
1087 current generation of the user's default profile.  Thus, users can add
1088 @file{$HOME/.guix-profile/bin} to their @code{PATH} environment
1089 variable, and so on.
1090 @cindex search paths
1091 If you are not using the Guix System Distribution, consider adding the
1092 following lines to your @file{~/.bash_profile} (@pxref{Bash Startup
1093 Files,,, bash, The GNU Bash Reference Manual}) so that newly-spawned
1094 shells get all the right environment variable definitions:
1096 @example
1097 GUIX_PROFILE="$HOME/.guix-profile" \
1098 source "$HOME/.guix-profile/etc/profile"
1099 @end example
1101 In a multi-user setup, user profiles are stored in a place registered as
1102 a @dfn{garbage-collector root}, which @file{$HOME/.guix-profile} points
1103 to (@pxref{Invoking guix gc}).  That directory is normally
1104 @code{@var{localstatedir}/profiles/per-user/@var{user}}, where
1105 @var{localstatedir} is the value passed to @code{configure} as
1106 @code{--localstatedir}, and @var{user} is the user name.  The
1107 @file{per-user} directory is created when @command{guix-daemon} is
1108 started, and the @var{user} sub-directory is created by @command{guix
1109 package}.
1111 The @var{options} can be among the following:
1113 @table @code
1115 @item --install=@var{package} @dots{}
1116 @itemx -i @var{package} @dots{}
1117 Install the specified @var{package}s.
1119 Each @var{package} may specify either a simple package name, such as
1120 @code{guile}, or a package name followed by a hyphen and version number,
1121 such as @code{guile-1.8.8} or simply @code{guile-1.8} (in the latter
1122 case, the newest version prefixed by @code{1.8} is selected.)
1124 If no version number is specified, the
1125 newest available version will be selected.  In addition, @var{package}
1126 may contain a colon, followed by the name of one of the outputs of the
1127 package, as in @code{gcc:doc} or @code{binutils-2.22:lib}
1128 (@pxref{Packages with Multiple Outputs}).  Packages with a corresponding
1129 name (and optionally version) are searched for among the GNU
1130 distribution modules (@pxref{Package Modules}).
1132 @cindex propagated inputs
1133 Sometimes packages have @dfn{propagated inputs}: these are dependencies
1134 that automatically get installed along with the required package
1135 (@pxref{package-propagated-inputs, @code{propagated-inputs} in
1136 @code{package} objects}, for information about propagated inputs in
1137 package definitions).
1139 @anchor{package-cmd-propagated-inputs}
1140 An example is the GNU MPC library: its C header files refer to those of
1141 the GNU MPFR library, which in turn refer to those of the GMP library.
1142 Thus, when installing MPC, the MPFR and GMP libraries also get installed
1143 in the profile; removing MPC also removes MPFR and GMP---unless they had
1144 also been explicitly installed independently.
1146 Besides, packages sometimes rely on the definition of environment
1147 variables for their search paths (see explanation of
1148 @code{--search-paths} below).  Any missing or possibly incorrect
1149 environment variable definitions are reported here.
1151 @c XXX: keep me up-to-date
1152 Finally, when installing a GNU package, the tool reports the
1153 availability of a newer upstream version.  In the future, it may provide
1154 the option of installing directly from the upstream version, even if
1155 that version is not yet in the distribution.
1157 @item --install-from-expression=@var{exp}
1158 @itemx -e @var{exp}
1159 Install the package @var{exp} evaluates to.
1161 @var{exp} must be a Scheme expression that evaluates to a
1162 @code{<package>} object.  This option is notably useful to disambiguate
1163 between same-named variants of a package, with expressions such as
1164 @code{(@@ (gnu packages base) guile-final)}.
1166 Note that this option installs the first output of the specified
1167 package, which may be insufficient when needing a specific output of a
1168 multiple-output package.
1170 @item --install-from-file=@var{file}
1171 @itemx -f @var{file}
1172 Install the package that the code within @var{file} evaluates to.
1174 As an example, @var{file} might contain a definition like this
1175 (@pxref{Defining Packages}):
1177 @example
1178 @verbatiminclude package-hello.scm
1179 @end example
1181 Developers may find it useful to include such a @file{package.scm} file
1182 in the root of their project's source tree that can be used to test
1183 development snapshots and create reproducible development environments
1184 (@pxref{Invoking guix environment}).
1186 @item --remove=@var{package} @dots{}
1187 @itemx -r @var{package} @dots{}
1188 Remove the specified @var{package}s.
1190 As for @code{--install}, each @var{package} may specify a version number
1191 and/or output name in addition to the package name.  For instance,
1192 @code{-r glibc:debug} would remove the @code{debug} output of
1193 @code{glibc}.
1195 @item --upgrade[=@var{regexp} @dots{}]
1196 @itemx -u [@var{regexp} @dots{}]
1197 Upgrade all the installed packages.  If one or more @var{regexp}s are
1198 specified, upgrade only installed packages whose name matches a
1199 @var{regexp}.  Also see the @code{--do-not-upgrade} option below.
1201 Note that this upgrades package to the latest version of packages found
1202 in the distribution currently installed.  To update your distribution,
1203 you should regularly run @command{guix pull} (@pxref{Invoking guix
1204 pull}).
1206 @item --do-not-upgrade[=@var{regexp} @dots{}]
1207 When used together with the @code{--upgrade} option, do @emph{not}
1208 upgrade any packages whose name matches a @var{regexp}.  For example, to
1209 upgrade all packages in the current profile except those containing the
1210 substring ``emacs'':
1212 @example
1213 $ guix package --upgrade . --do-not-upgrade emacs
1214 @end example
1216 @item @anchor{profile-manifest}--manifest=@var{file}
1217 @itemx -m @var{file}
1218 @cindex profile declaration
1219 @cindex profile manifest
1220 Create a new generation of the profile from the manifest object
1221 returned by the Scheme code in @var{file}.
1223 This allows you to @emph{declare} the profile's contents rather than
1224 constructing it through a sequence of @code{--install} and similar
1225 commands.  The advantage is that @var{file} can be put under version
1226 control, copied to different machines to reproduce the same profile, and
1227 so on.
1229 @c FIXME: Add reference to (guix profile) documentation when available.
1230 @var{file} must return a @dfn{manifest} object, which is roughly a list
1231 of packages:
1233 @findex packages->manifest
1234 @example
1235 (use-package-modules guile emacs)
1237 (packages->manifest
1238  (list emacs
1239        guile-2.0
1240        ;; Use a specific package output.
1241        (list guile-2.0 "debug")))
1242 @end example
1244 @item --roll-back
1245 Roll back to the previous @dfn{generation} of the profile---i.e., undo
1246 the last transaction.
1248 When combined with options such as @code{--install}, roll back occurs
1249 before any other actions.
1251 When rolling back from the first generation that actually contains
1252 installed packages, the profile is made to point to the @dfn{zeroth
1253 generation}, which contains no files apart from its own meta-data.
1255 Installing, removing, or upgrading packages from a generation that has
1256 been rolled back to overwrites previous future generations.  Thus, the
1257 history of a profile's generations is always linear.
1259 @item --switch-generation=@var{pattern}
1260 @itemx -S @var{pattern}
1261 Switch to a particular generation defined by @var{pattern}.
1263 @var{pattern} may be either a generation number or a number prefixed
1264 with ``+'' or ``-''.  The latter means: move forward/backward by a
1265 specified number of generations.  For example, if you want to return to
1266 the latest generation after @code{--roll-back}, use
1267 @code{--switch-generation=+1}.
1269 The difference between @code{--roll-back} and
1270 @code{--switch-generation=-1} is that @code{--switch-generation} will
1271 not make a zeroth generation, so if a specified generation does not
1272 exist, the current generation will not be changed.
1274 @item --search-paths[=@var{kind}]
1275 @cindex search paths
1276 Report environment variable definitions, in Bash syntax, that may be
1277 needed in order to use the set of installed packages.  These environment
1278 variables are used to specify @dfn{search paths} for files used by some
1279 of the installed packages.
1281 For example, GCC needs the @code{CPATH} and @code{LIBRARY_PATH}
1282 environment variables to be defined so it can look for headers and
1283 libraries in the user's profile (@pxref{Environment Variables,,, gcc,
1284 Using the GNU Compiler Collection (GCC)}).  If GCC and, say, the C
1285 library are installed in the profile, then @code{--search-paths} will
1286 suggest setting these variables to @code{@var{profile}/include} and
1287 @code{@var{profile}/lib}, respectively.
1289 The typical use case is to define these environment variables in the
1290 shell:
1292 @example
1293 $ eval `guix package --search-paths`
1294 @end example
1296 @var{kind} may be one of @code{exact}, @code{prefix}, or @code{suffix},
1297 meaning that the returned environment variable definitions will either
1298 be exact settings, or prefixes or suffixes of the current value of these
1299 variables.  When omitted, @var{kind} defaults to @code{exact}.
1301 @item --profile=@var{profile}
1302 @itemx -p @var{profile}
1303 Use @var{profile} instead of the user's default profile.
1305 @item --verbose
1306 Produce verbose output.  In particular, emit the environment's build log
1307 on the standard error port.
1309 @item --bootstrap
1310 Use the bootstrap Guile to build the profile.  This option is only
1311 useful to distribution developers.
1313 @end table
1315 In addition to these actions @command{guix package} supports the
1316 following options to query the current state of a profile, or the
1317 availability of packages:
1319 @table @option
1321 @item --search=@var{regexp}
1322 @itemx -s @var{regexp}
1323 List the available packages whose name, synopsis, or description matches
1324 @var{regexp}.  Print all the meta-data of matching packages in
1325 @code{recutils} format (@pxref{Top, GNU recutils databases,, recutils,
1326 GNU recutils manual}).
1328 This allows specific fields to be extracted using the @command{recsel}
1329 command, for instance:
1331 @example
1332 $ guix package -s malloc | recsel -p name,version
1333 name: glibc
1334 version: 2.17
1336 name: libgc
1337 version: 7.2alpha6
1338 @end example
1340 Similarly, to show the name of all the packages available under the
1341 terms of the GNU@tie{}LGPL version 3:
1343 @example
1344 $ guix package -s "" | recsel -p name -e 'license ~ "LGPL 3"'
1345 name: elfutils
1347 name: gmp
1348 @dots{}
1349 @end example
1351 @item --show=@var{package}
1352 Show details about @var{package}, taken from the list of available packages, in
1353 @code{recutils} format (@pxref{Top, GNU recutils databases,, recutils, GNU
1354 recutils manual}).
1356 @example
1357 $ guix package --show=python | recsel -p name,version
1358 name: python
1359 version: 2.7.6
1361 name: python
1362 version: 3.3.5
1363 @end example
1365 You may also specify the full name of a package to only get details about a
1366 specific version of it:
1367 @example
1368 $ guix package --show=python-3.3.5 | recsel -p name,version
1369 name: python
1370 version: 3.3.5
1371 @end example
1375 @item --list-installed[=@var{regexp}]
1376 @itemx -I [@var{regexp}]
1377 List the currently installed packages in the specified profile, with the
1378 most recently installed packages shown last.  When @var{regexp} is
1379 specified, list only installed packages whose name matches @var{regexp}.
1381 For each installed package, print the following items, separated by
1382 tabs: the package name, its version string, the part of the package that
1383 is installed (for instance, @code{out} for the default output,
1384 @code{include} for its headers, etc.), and the path of this package in
1385 the store.
1387 @item --list-available[=@var{regexp}]
1388 @itemx -A [@var{regexp}]
1389 List packages currently available in the distribution for this system
1390 (@pxref{GNU Distribution}).  When @var{regexp} is specified, list only
1391 installed packages whose name matches @var{regexp}.
1393 For each package, print the following items separated by tabs: its name,
1394 its version string, the parts of the package (@pxref{Packages with
1395 Multiple Outputs}), and the source location of its definition.
1397 @item --list-generations[=@var{pattern}]
1398 @itemx -l [@var{pattern}]
1399 Return a list of generations along with their creation dates; for each
1400 generation, show the installed packages, with the most recently
1401 installed packages shown last.  Note that the zeroth generation is never
1402 shown.
1404 For each installed package, print the following items, separated by
1405 tabs: the name of a package, its version string, the part of the package
1406 that is installed (@pxref{Packages with Multiple Outputs}), and the
1407 location of this package in the store.
1409 When @var{pattern} is used, the command returns only matching
1410 generations.  Valid patterns include:
1412 @itemize
1413 @item @emph{Integers and comma-separated integers}.  Both patterns denote
1414 generation numbers.  For instance, @code{--list-generations=1} returns
1415 the first one.
1417 And @code{--list-generations=1,8,2} outputs three generations in the
1418 specified order.  Neither spaces nor trailing commas are allowed.
1420 @item @emph{Ranges}.  @code{--list-generations=2..9} prints the
1421 specified generations and everything in between.  Note that the start of
1422 a range must be lesser than its end.
1424 It is also possible to omit the endpoint.  For example,
1425 @code{--list-generations=2..}, returns all generations starting from the
1426 second one.
1428 @item @emph{Durations}.  You can also get the last @emph{N}@tie{}days, weeks,
1429 or months by passing an integer along with the first letter of the
1430 duration.  For example, @code{--list-generations=20d} lists generations
1431 that are up to 20 days old.
1432 @end itemize
1434 @item --delete-generations[=@var{pattern}]
1435 @itemx -d [@var{pattern}]
1436 When @var{pattern} is omitted, delete all generations except the current
1437 one.
1439 This command accepts the same patterns as @option{--list-generations}.
1440 When @var{pattern} is specified, delete the matching generations.  When
1441 @var{pattern} specifies a duration, generations @emph{older} than the
1442 specified duration match.  For instance, @code{--delete-generations=1m}
1443 deletes generations that are more than one month old.
1445 If the current generation matches, it is @emph{not} deleted.  Also, the
1446 zeroth generation is never deleted.
1448 Note that deleting generations prevents roll-back to them.
1449 Consequently, this command must be used with care.
1451 @end table
1453 Finally, since @command{guix package} may actually start build
1454 processes, it supports all the common build options that @command{guix
1455 build} supports (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
1457 @include emacs.texi
1459 @node Substitutes
1460 @section Substitutes
1462 @cindex substitutes
1463 @cindex pre-built binaries
1464 Guix supports transparent source/binary deployment, which means that it
1465 can either build things locally, or download pre-built items from a
1466 server.  We call these pre-built items @dfn{substitutes}---they are
1467 substitutes for local build results.  In many cases, downloading a
1468 substitute is much faster than building things locally.
1470 Substitutes can be anything resulting from a derivation build
1471 (@pxref{Derivations}).  Of course, in the common case, they are
1472 pre-built package binaries, but source tarballs, for instance, which
1473 also result from derivation builds, can be available as substitutes.
1475 The @code{hydra.gnu.org} server is a front-end to a build farm that
1476 builds packages from the GNU distribution continuously for some
1477 architectures, and makes them available as substitutes.  This is the
1478 default source of substitutes; it can be overridden by passing the
1479 @option{--substitute-urls} option either to @command{guix-daemon}
1480 (@pxref{daemon-substitute-urls,, @code{guix-daemon --substitute-urls}})
1481 or to client tools such as @command{guix package}
1482 (@pxref{client-substitute-urls,, client @option{--substitute-urls}
1483 option}).
1485 @cindex security
1486 @cindex digital signatures
1487 To allow Guix to download substitutes from @code{hydra.gnu.org}, you
1488 must add its public key to the access control list (ACL) of archive
1489 imports, using the @command{guix archive} command (@pxref{Invoking guix
1490 archive}).  Doing so implies that you trust @code{hydra.gnu.org} to not
1491 be compromised and to serve genuine substitutes.
1493 This public key is installed along with Guix, in
1494 @code{@var{prefix}/share/guix/hydra.gnu.org.pub}, where @var{prefix} is
1495 the installation prefix of Guix.  If you installed Guix from source,
1496 make sure you checked the GPG signature of
1497 @file{guix-@value{VERSION}.tar.gz}, which contains this public key file.
1498 Then, you can run something like this:
1500 @example
1501 # guix archive --authorize < hydra.gnu.org.pub
1502 @end example
1504 Once this is in place, the output of a command like @code{guix build}
1505 should change from something like:
1507 @example
1508 $ guix build emacs --dry-run
1509 The following derivations would be built:
1510    /gnu/store/yr7bnx8xwcayd6j95r2clmkdl1qh688w-emacs-24.3.drv
1511    /gnu/store/x8qsh1hlhgjx6cwsjyvybnfv2i37z23w-dbus-1.6.4.tar.gz.drv
1512    /gnu/store/1ixwp12fl950d15h2cj11c73733jay0z-alsa-lib-1.0.27.1.tar.bz2.drv
1513    /gnu/store/nlma1pw0p603fpfiqy7kn4zm105r5dmw-util-linux-2.21.drv
1514 @dots{}
1515 @end example
1517 @noindent
1518 to something like:
1520 @example
1521 $ guix build emacs --dry-run
1522 The following files would be downloaded:
1523    /gnu/store/pk3n22lbq6ydamyymqkkz7i69wiwjiwi-emacs-24.3
1524    /gnu/store/2ygn4ncnhrpr61rssa6z0d9x22si0va3-libjpeg-8d
1525    /gnu/store/71yz6lgx4dazma9dwn2mcjxaah9w77jq-cairo-1.12.16
1526    /gnu/store/7zdhgp0n1518lvfn8mb96sxqfmvqrl7v-libxrender-0.9.7
1527 @dots{}
1528 @end example
1530 @noindent
1531 This indicates that substitutes from @code{hydra.gnu.org} are usable and
1532 will be downloaded, when possible, for future builds.
1534 Guix ignores substitutes that are not signed, or that are not signed by
1535 one of the keys listed in the ACL.  It also detects and raises an error
1536 when attempting to use a substitute that has been tampered with.
1538 The substitute mechanism can be disabled globally by running
1539 @code{guix-daemon} with @code{--no-substitutes} (@pxref{Invoking
1540 guix-daemon}).  It can also be disabled temporarily by passing the
1541 @code{--no-substitutes} option to @command{guix package}, @command{guix
1542 build}, and other command-line tools.
1545 Today, each individual's control over their own computing is at the
1546 mercy of institutions, corporations, and groups with enough power and
1547 determination to subvert the computing infrastructure and exploit its
1548 weaknesses.  While using @code{hydra.gnu.org} substitutes can be
1549 convenient, we encourage users to also build on their own, or even run
1550 their own build farm, such that @code{hydra.gnu.org} is less of an
1551 interesting target.  One way to help is by publishing the software you
1552 build using @command{guix publish} so that others have one more choice
1553 of server to download substitutes from (@pxref{Invoking guix publish}).
1555 Guix has the foundations to maximize build reproducibility
1556 (@pxref{Features}).  In most cases, independent builds of a given
1557 package or derivation should yield bit-identical results.  Thus, through
1558 a diverse set of independent package builds, we can strengthen the
1559 integrity of our systems.
1561 In the future, we want Guix to have support to publish and retrieve
1562 binaries to/from other users, in a peer-to-peer fashion.  If you would
1563 like to discuss this project, join us on @email{guix-devel@@gnu.org}.
1566 @node Packages with Multiple Outputs
1567 @section Packages with Multiple Outputs
1569 @cindex multiple-output packages
1570 @cindex package outputs
1572 Often, packages defined in Guix have a single @dfn{output}---i.e., the
1573 source package leads exactly one directory in the store.  When running
1574 @command{guix package -i glibc}, one installs the default output of the
1575 GNU libc package; the default output is called @code{out}, but its name
1576 can be omitted as shown in this command.  In this particular case, the
1577 default output of @code{glibc} contains all the C header files, shared
1578 libraries, static libraries, Info documentation, and other supporting
1579 files.
1581 Sometimes it is more appropriate to separate the various types of files
1582 produced from a single source package into separate outputs.  For
1583 instance, the GLib C library (used by GTK+ and related packages)
1584 installs more than 20 MiB of reference documentation as HTML pages.
1585 To save space for users who do not need it, the documentation goes to a
1586 separate output, called @code{doc}.  To install the main GLib output,
1587 which contains everything but the documentation, one would run:
1589 @example
1590 guix package -i glib
1591 @end example
1593 The command to install its documentation is:
1595 @example
1596 guix package -i glib:doc
1597 @end example
1599 Some packages install programs with different ``dependency footprints''.
1600 For instance, the WordNet package install both command-line tools and
1601 graphical user interfaces (GUIs).  The former depend solely on the C
1602 library, whereas the latter depend on Tcl/Tk and the underlying X
1603 libraries.  In this case, we leave the command-line tools in the default
1604 output, whereas the GUIs are in a separate output.  This allows users
1605 who do not need the GUIs to save space.  The @command{guix size} command
1606 can help find out about such situations (@pxref{Invoking guix size}).
1608 There are several such multiple-output packages in the GNU distribution.
1609 Other conventional output names include @code{lib} for libraries and
1610 possibly header files, @code{bin} for stand-alone programs, and
1611 @code{debug} for debugging information (@pxref{Installing Debugging
1612 Files}).  The outputs of a packages are listed in the third column of
1613 the output of @command{guix package --list-available} (@pxref{Invoking
1614 guix package}).
1617 @node Invoking guix gc
1618 @section Invoking @command{guix gc}
1620 @cindex garbage collector
1621 Packages that are installed but not used may be @dfn{garbage-collected}.
1622 The @command{guix gc} command allows users to explicitly run the garbage
1623 collector to reclaim space from the @file{/gnu/store} directory.  It is
1624 the @emph{only} way to remove files from @file{/gnu/store}---removing
1625 files or directories manually may break it beyond repair!
1627 The garbage collector has a set of known @dfn{roots}: any file under
1628 @file{/gnu/store} reachable from a root is considered @dfn{live} and
1629 cannot be deleted; any other file is considered @dfn{dead} and may be
1630 deleted.  The set of garbage collector roots includes default user
1631 profiles, and may be augmented with @command{guix build --root}, for
1632 example (@pxref{Invoking guix build}).
1634 Prior to running @code{guix gc --collect-garbage} to make space, it is
1635 often useful to remove old generations from user profiles; that way, old
1636 package builds referenced by those generations can be reclaimed.  This
1637 is achieved by running @code{guix package --delete-generations}
1638 (@pxref{Invoking guix package}).
1640 The @command{guix gc} command has three modes of operation: it can be
1641 used to garbage-collect any dead files (the default), to delete specific
1642 files (the @code{--delete} option), to print garbage-collector
1643 information, or for more advanced queries.  The garbage collection
1644 options are as follows:
1646 @table @code
1647 @item --collect-garbage[=@var{min}]
1648 @itemx -C [@var{min}]
1649 Collect garbage---i.e., unreachable @file{/gnu/store} files and
1650 sub-directories.  This is the default operation when no option is
1651 specified.
1653 When @var{min} is given, stop once @var{min} bytes have been collected.
1654 @var{min} may be a number of bytes, or it may include a unit as a
1655 suffix, such as @code{MiB} for mebibytes and @code{GB} for gigabytes
1656 (@pxref{Block size, size specifications,, coreutils, GNU Coreutils}).
1658 When @var{min} is omitted, collect all the garbage.
1660 @item --delete
1661 @itemx -d
1662 Attempt to delete all the store files and directories specified as
1663 arguments.  This fails if some of the files are not in the store, or if
1664 they are still live.
1666 @item --list-dead
1667 Show the list of dead files and directories still present in the
1668 store---i.e., files and directories no longer reachable from any root.
1670 @item --list-live
1671 Show the list of live store files and directories.
1673 @end table
1675 In addition, the references among existing store files can be queried:
1677 @table @code
1679 @item --references
1680 @itemx --referrers
1681 List the references (respectively, the referrers) of store files given
1682 as arguments.
1684 @item --requisites
1685 @itemx -R
1686 @cindex closure
1687 List the requisites of the store files passed as arguments.  Requisites
1688 include the store files themselves, their references, and the references
1689 of these, recursively.  In other words, the returned list is the
1690 @dfn{transitive closure} of the store files.
1692 @xref{Invoking guix size}, for a tool to profile the size of an
1693 element's closure.
1695 @end table
1697 Lastly, the following options allow you to check the integrity of the
1698 store and to control disk usage.
1700 @table @option
1702 @item --verify[=@var{options}]
1703 @cindex integrity, of the store
1704 @cindex integrity checking
1705 Verify the integrity of the store.
1707 By default, make sure that all the store items marked as valid in the
1708 daemon's database actually exist in @file{/gnu/store}.
1710 When provided, @var{options} must a comma-separated list containing one
1711 or more of @code{contents} and @code{repair}.
1713 When passing @option{--verify=contents}, the daemon will compute the
1714 content hash of each store item and compare it against its hash in the
1715 database.  Hash mismatches are reported as data corruptions.  Because it
1716 traverses @emph{all the files in the store}, this command can take a
1717 long time, especially on systems with a slow disk drive.
1719 @cindex repairing the store
1720 Using @option{--verify=repair} or @option{--verify=contents,repair}
1721 causes the daemon to try to repair corrupt store items by fetching
1722 substitutes for them (@pxref{Substitutes}).  Because repairing is not
1723 atomic, and thus potentially dangerous, it is available only to the
1724 system administrator.
1726 @item --optimize
1727 @cindex deduplication
1728 Optimize the store by hard-linking identical files---this is
1729 @dfn{deduplication}.
1731 The daemon performs deduplication after each successful build or archive
1732 import, unless it was started with @code{--disable-deduplication}
1733 (@pxref{Invoking guix-daemon, @code{--disable-deduplication}}).  Thus,
1734 this option is primarily useful when the daemon was running with
1735 @code{--disable-deduplication}.
1737 @end table
1739 @node Invoking guix pull
1740 @section Invoking @command{guix pull}
1742 Packages are installed or upgraded to the latest version available in
1743 the distribution currently available on your local machine.  To update
1744 that distribution, along with the Guix tools, you must run @command{guix
1745 pull}: the command downloads the latest Guix source code and package
1746 descriptions, and deploys it.
1748 On completion, @command{guix package} will use packages and package
1749 versions from this just-retrieved copy of Guix.  Not only that, but all
1750 the Guix commands and Scheme modules will also be taken from that latest
1751 version.  New @command{guix} sub-commands added by the update also
1752 become available.
1754 The @command{guix pull} command is usually invoked with no arguments,
1755 but it supports the following options:
1757 @table @code
1758 @item --verbose
1759 Produce verbose output, writing build logs to the standard error output.
1761 @item --url=@var{url}
1762 Download the source tarball of Guix from @var{url}.
1764 By default, the tarball is taken from its canonical address at
1765 @code{gnu.org}, for the stable branch of Guix.
1767 @item --bootstrap
1768 Use the bootstrap Guile to build the latest Guix.  This option is only
1769 useful to Guix developers.
1770 @end table
1773 @node Invoking guix archive
1774 @section Invoking @command{guix archive}
1776 The @command{guix archive} command allows users to @dfn{export} files
1777 from the store into a single archive, and to later @dfn{import} them.
1778 In particular, it allows store files to be transferred from one machine
1779 to another machine's store.  For example, to transfer the @code{emacs}
1780 package to a machine connected over SSH, one would run:
1782 @example
1783 guix archive --export -r emacs | ssh the-machine guix archive --import
1784 @end example
1786 @noindent
1787 Similarly, a complete user profile may be transferred from one machine
1788 to another like this:
1790 @example
1791 guix archive --export -r $(readlink -f ~/.guix-profile) | \
1792   ssh the-machine guix-archive --import
1793 @end example
1795 @noindent
1796 However, note that, in both examples, all of @code{emacs} and the
1797 profile as well as all of their dependencies are transferred (due to
1798 @code{-r}), regardless of what is already available in the target
1799 machine's store.  The @code{--missing} option can help figure out which
1800 items are missing from the target's store.
1802 Archives are stored in the ``Nix archive'' or ``Nar'' format, which is
1803 comparable in spirit to `tar', but with a few noteworthy differences
1804 that make it more appropriate for our purposes.  First, rather than
1805 recording all Unix meta-data for each file, the Nar format only mentions
1806 the file type (regular, directory, or symbolic link); Unix permissions
1807 and owner/group are dismissed.  Second, the order in which directory
1808 entries are stored always follows the order of file names according to
1809 the C locale collation order.  This makes archive production fully
1810 deterministic.
1812 When exporting, the daemon digitally signs the contents of the archive,
1813 and that digital signature is appended.  When importing, the daemon
1814 verifies the signature and rejects the import in case of an invalid
1815 signature or if the signing key is not authorized.
1816 @c FIXME: Add xref to daemon doc about signatures.
1818 The main options are:
1820 @table @code
1821 @item --export
1822 Export the specified store files or packages (see below.)  Write the
1823 resulting archive to the standard output.
1825 Dependencies are @emph{not} included in the output, unless
1826 @code{--recursive} is passed.
1828 @item -r
1829 @itemx --recursive
1830 When combined with @code{--export}, this instructs @command{guix
1831 archive} to include dependencies of the given items in the archive.
1832 Thus, the resulting archive is self-contained: it contains the closure
1833 of the exported store items.
1835 @item --import
1836 Read an archive from the standard input, and import the files listed
1837 therein into the store.  Abort if the archive has an invalid digital
1838 signature, or if it is signed by a public key not among the authorized
1839 keys (see @code{--authorize} below.)
1841 @item --missing
1842 Read a list of store file names from the standard input, one per line,
1843 and write on the standard output the subset of these files missing from
1844 the store.
1846 @item --generate-key[=@var{parameters}]
1847 @cindex signing, archives
1848 Generate a new key pair for the daemons.  This is a prerequisite before
1849 archives can be exported with @code{--export}.  Note that this operation
1850 usually takes time, because it needs to gather enough entropy to
1851 generate the key pair.
1853 The generated key pair is typically stored under @file{/etc/guix}, in
1854 @file{signing-key.pub} (public key) and @file{signing-key.sec} (private
1855 key, which must be kept secret.)  When @var{parameters} is omitted,
1856 an ECDSA key using the Ed25519 curve is generated, or, for Libgcrypt
1857 versions before 1.6.0, it is a 4096-bit RSA key.
1858 Alternately, @var{parameters} can specify
1859 @code{genkey} parameters suitable for Libgcrypt (@pxref{General
1860 public-key related Functions, @code{gcry_pk_genkey},, gcrypt, The
1861 Libgcrypt Reference Manual}).
1863 @item --authorize
1864 @cindex authorizing, archives
1865 Authorize imports signed by the public key passed on standard input.
1866 The public key must be in ``s-expression advanced format''---i.e., the
1867 same format as the @file{signing-key.pub} file.
1869 The list of authorized keys is kept in the human-editable file
1870 @file{/etc/guix/acl}.  The file contains
1871 @url{http://people.csail.mit.edu/rivest/Sexp.txt, ``advanced-format
1872 s-expressions''} and is structured as an access-control list in the
1873 @url{http://theworld.com/~cme/spki.txt, Simple Public-Key Infrastructure
1874 (SPKI)}.
1875 @end table
1877 To export store files as an archive to the standard output, run:
1879 @example
1880 guix archive --export @var{options} @var{specifications}...
1881 @end example
1883 @var{specifications} may be either store file names or package
1884 specifications, as for @command{guix package} (@pxref{Invoking guix
1885 package}).  For instance, the following command creates an archive
1886 containing the @code{gui} output of the @code{git} package and the main
1887 output of @code{emacs}:
1889 @example
1890 guix archive --export git:gui /gnu/store/...-emacs-24.3 > great.nar
1891 @end example
1893 If the specified packages are not built yet, @command{guix archive}
1894 automatically builds them.  The build process may be controlled with the
1895 same options that can be passed to the @command{guix build} command
1896 (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
1899 @c *********************************************************************
1900 @node Programming Interface
1901 @chapter Programming Interface
1903 GNU Guix provides several Scheme programming interfaces (APIs) to
1904 define, build, and query packages.  The first interface allows users to
1905 write high-level package definitions.  These definitions refer to
1906 familiar packaging concepts, such as the name and version of a package,
1907 its build system, and its dependencies.  These definitions can then be
1908 turned into concrete build actions.
1910 Build actions are performed by the Guix daemon, on behalf of users.  In a
1911 standard setup, the daemon has write access to the store---the
1912 @file{/gnu/store} directory---whereas users do not.  The recommended
1913 setup also has the daemon perform builds in chroots, under a specific
1914 build users, to minimize interference with the rest of the system.
1916 @cindex derivation
1917 Lower-level APIs are available to interact with the daemon and the
1918 store.  To instruct the daemon to perform a build action, users actually
1919 provide it with a @dfn{derivation}.  A derivation is a low-level
1920 representation of the build actions to be taken, and the environment in
1921 which they should occur---derivations are to package definitions what
1922 assembly is to C programs.  The term ``derivation'' comes from the fact
1923 that build results @emph{derive} from them.
1925 This chapter describes all these APIs in turn, starting from high-level
1926 package definitions.
1928 @menu
1929 * Defining Packages::           Defining new packages.
1930 * Build Systems::               Specifying how packages are built.
1931 * The Store::                   Manipulating the package store.
1932 * Derivations::                 Low-level interface to package derivations.
1933 * The Store Monad::             Purely functional interface to the store.
1934 * G-Expressions::               Manipulating build expressions.
1935 @end menu
1937 @node Defining Packages
1938 @section Defining Packages
1940 The high-level interface to package definitions is implemented in the
1941 @code{(guix packages)} and @code{(guix build-system)} modules.  As an
1942 example, the package definition, or @dfn{recipe}, for the GNU Hello
1943 package looks like this:
1945 @example
1946 (define-module (gnu packages hello)
1947   #:use-module (guix packages)
1948   #:use-module (guix download)
1949   #:use-module (guix build-system gnu)
1950   #:use-module (guix licenses)
1951   #:use-module (gnu packages gawk))
1953 (define-public hello
1954   (package
1955     (name "hello")
1956     (version "2.8")
1957     (source (origin
1958              (method url-fetch)
1959              (uri (string-append "mirror://gnu/hello/hello-" version
1960                                  ".tar.gz"))
1961              (sha256
1962               (base32 "0wqd8sjmxfskrflaxywc7gqw7sfawrfvdxd9skxawzfgyy0pzdz6"))))
1963     (build-system gnu-build-system)
1964     (arguments `(#:configure-flags '("--enable-silent-rules")))
1965     (inputs `(("gawk" ,gawk)))
1966     (synopsis "Hello, GNU world: An example GNU package")
1967     (description "Guess what GNU Hello prints!")
1968     (home-page "http://www.gnu.org/software/hello/")
1969     (license gpl3+)))
1970 @end example
1972 @noindent
1973 Without being a Scheme expert, the reader may have guessed the meaning
1974 of the various fields here.  This expression binds variable @code{hello}
1975 to a @code{<package>} object, which is essentially a record
1976 (@pxref{SRFI-9, Scheme records,, guile, GNU Guile Reference Manual}).
1977 This package object can be inspected using procedures found in the
1978 @code{(guix packages)} module; for instance, @code{(package-name hello)}
1979 returns---surprise!---@code{"hello"}.
1981 With luck, you may be able to import part or all of the definition of
1982 the package you are interested in from another repository, using the
1983 @code{guix import} command (@pxref{Invoking guix import}).
1985 In the example above, @var{hello} is defined into a module of its own,
1986 @code{(gnu packages hello)}.  Technically, this is not strictly
1987 necessary, but it is convenient to do so: all the packages defined in
1988 modules under @code{(gnu packages @dots{})} are automatically known to
1989 the command-line tools (@pxref{Package Modules}).
1991 There are a few points worth noting in the above package definition:
1993 @itemize
1994 @item
1995 The @code{source} field of the package is an @code{<origin>} object
1996 (@pxref{origin Reference}, for the complete reference).
1997 Here, the @code{url-fetch} method from @code{(guix download)} is used,
1998 meaning that the source is a file to be downloaded over FTP or HTTP.
2000 The @code{mirror://gnu} prefix instructs @code{url-fetch} to use one of
2001 the GNU mirrors defined in @code{(guix download)}.
2003 The @code{sha256} field specifies the expected SHA256 hash of the file
2004 being downloaded.  It is mandatory, and allows Guix to check the
2005 integrity of the file.  The @code{(base32 @dots{})} form introduces the
2006 base32 representation of the hash.  You can obtain this information with
2007 @code{guix download} (@pxref{Invoking guix download}) and @code{guix
2008 hash} (@pxref{Invoking guix hash}).
2010 @cindex patches
2011 When needed, the @code{origin} form can also have a @code{patches} field
2012 listing patches to be applied, and a @code{snippet} field giving a
2013 Scheme expression to modify the source code.
2015 @item
2016 @cindex GNU Build System
2017 The @code{build-system} field specifies the procedure to build the
2018 package (@pxref{Build Systems}).  Here, @var{gnu-build-system}
2019 represents the familiar GNU Build System, where packages may be
2020 configured, built, and installed with the usual @code{./configure &&
2021 make && make check && make install} command sequence.
2023 @item
2024 The @code{arguments} field specifies options for the build system
2025 (@pxref{Build Systems}).  Here it is interpreted by
2026 @var{gnu-build-system} as a request run @file{configure} with the
2027 @code{--enable-silent-rules} flag.
2029 @item
2030 The @code{inputs} field specifies inputs to the build process---i.e.,
2031 build-time or run-time dependencies of the package.  Here, we define an
2032 input called @code{"gawk"} whose value is that of the @var{gawk}
2033 variable; @var{gawk} is itself bound to a @code{<package>} object.
2035 Note that GCC, Coreutils, Bash, and other essential tools do not need to
2036 be specified as inputs here.  Instead, @var{gnu-build-system} takes care
2037 of ensuring that they are present (@pxref{Build Systems}).
2039 However, any other dependencies need to be specified in the
2040 @code{inputs} field.  Any dependency not specified here will simply be
2041 unavailable to the build process, possibly leading to a build failure.
2042 @end itemize
2044 @xref{package Reference}, for a full description of possible fields.
2046 Once a package definition is in place, the
2047 package may actually be built using the @code{guix build} command-line
2048 tool (@pxref{Invoking guix build}).  You can easily jump back to the
2049 package definition using the @command{guix edit} command
2050 (@pxref{Invoking guix edit}).
2051 @xref{Packaging Guidelines}, for
2052 more information on how to test package definitions, and
2053 @ref{Invoking guix lint}, for information on how to check a definition
2054 for style conformance.
2056 Eventually, updating the package definition to a new upstream version
2057 can be partly automated by the @command{guix refresh} command
2058 (@pxref{Invoking guix refresh}).
2060 Behind the scenes, a derivation corresponding to the @code{<package>}
2061 object is first computed by the @code{package-derivation} procedure.
2062 That derivation is stored in a @code{.drv} file under @file{/gnu/store}.
2063 The build actions it prescribes may then be realized by using the
2064 @code{build-derivations} procedure (@pxref{The Store}).
2066 @deffn {Scheme Procedure} package-derivation @var{store} @var{package} [@var{system}]
2067 Return the @code{<derivation>} object of @var{package} for @var{system}
2068 (@pxref{Derivations}).
2070 @var{package} must be a valid @code{<package>} object, and @var{system}
2071 must be a string denoting the target system type---e.g.,
2072 @code{"x86_64-linux"} for an x86_64 Linux-based GNU system.  @var{store}
2073 must be a connection to the daemon, which operates on the store
2074 (@pxref{The Store}).
2075 @end deffn
2077 @noindent
2078 @cindex cross-compilation
2079 Similarly, it is possible to compute a derivation that cross-builds a
2080 package for some other system:
2082 @deffn {Scheme Procedure} package-cross-derivation @var{store} @
2083             @var{package} @var{target} [@var{system}]
2084 Return the @code{<derivation>} object of @var{package} cross-built from
2085 @var{system} to @var{target}.
2087 @var{target} must be a valid GNU triplet denoting the target hardware
2088 and operating system, such as @code{"mips64el-linux-gnu"}
2089 (@pxref{Configuration Names, GNU configuration triplets,, configure, GNU
2090 Configure and Build System}).
2091 @end deffn
2093 @menu
2094 * package Reference ::          The package data type.
2095 * origin Reference::            The origin data type.
2096 @end menu
2099 @node package Reference
2100 @subsection @code{package} Reference
2102 This section summarizes all the options available in @code{package}
2103 declarations (@pxref{Defining Packages}).
2105 @deftp {Data Type} package
2106 This is the data type representing a package recipe.
2108 @table @asis
2109 @item @code{name}
2110 The name of the package, as a string.
2112 @item @code{version}
2113 The version of the package, as a string.
2115 @item @code{source}
2116 An origin object telling how the source code for the package should be
2117 acquired (@pxref{origin Reference}).
2119 @item @code{build-system}
2120 The build system that should be used to build the package (@pxref{Build
2121 Systems}).
2123 @item @code{arguments} (default: @code{'()})
2124 The arguments that should be passed to the build system.  This is a
2125 list, typically containing sequential keyword-value pairs.
2127 @item @code{inputs} (default: @code{'()})
2128 Package or derivation inputs to the build.  This is a list of lists,
2129 where each list has the name of the input (a string) as its first
2130 element, a package or derivation object as its second element, and
2131 optionally the name of the output of the package or derivation that
2132 should be used, which defaults to @code{"out"}.
2134 @item @anchor{package-propagated-inputs}@code{propagated-inputs} (default: @code{'()})
2135 @cindex propagated inputs
2136 This field is like @code{inputs}, but the specified packages will be
2137 force-installed alongside the package they belong to
2138 (@pxref{package-cmd-propagated-inputs, @command{guix package}}, for
2139 information on how @command{guix package} deals with propagated inputs.)
2141 For example this is necessary when a library needs headers of another
2142 library to compile, or needs another shared library to be linked
2143 alongside itself when a program wants to link to it.
2145 @item @code{native-inputs} (default: @code{'()})
2146 This field is like @code{inputs}, but in case of a cross-compilation it
2147 will be ensured that packages for the architecture of the build machine
2148 are present, such that executables from them can be used during the
2149 build.
2151 This is typically where you would list tools needed at build time but
2152 not at run time, such as Autoconf, Automake, pkg-config, Gettext, or
2153 Bison.  @command{guix lint} can report likely mistakes in this area
2154 (@pxref{Invoking guix lint}).
2156 @item @code{self-native-input?} (default: @code{#f})
2157 This is a Boolean field telling whether the package should use itself as
2158 a native input when cross-compiling.
2160 @item @code{outputs} (default: @code{'("out")})
2161 The list of output names of the package.  @xref{Packages with Multiple
2162 Outputs}, for typical uses of additional outputs.
2164 @item @code{native-search-paths} (default: @code{'()})
2165 @itemx @code{search-paths} (default: @code{'()})
2166 A list of @code{search-path-specification} objects describing
2167 search-path environment variables honored by the package.
2169 @item @code{replacement} (default: @code{#f})
2170 This must either @code{#f} or a package object that will be used as a
2171 @dfn{replacement} for this package.  @xref{Security Updates, grafts},
2172 for details.
2174 @item @code{synopsis}
2175 A one-line description of the package.
2177 @item @code{description}
2178 A more elaborate description of the package.
2180 @item @code{license}
2181 The license of the package; a value from @code{(guix licenses)}.
2183 @item @code{home-page}
2184 The URL to the home-page of the package, as a string.
2186 @item @code{supported-systems} (default: @var{%supported-systems})
2187 The list of systems supported by the package, as strings of the form
2188 @code{architecture-kernel}, for example @code{"x86_64-linux"}.
2190 @item @code{maintainers} (default: @code{'()})
2191 The list of maintainers of the package, as @code{maintainer} objects.
2193 @item @code{location} (default: source location of the @code{package} form)
2194 The source location of the package.  It's useful to override this when
2195 inheriting from another package, in which case this field is not
2196 automatically corrected.
2197 @end table
2198 @end deftp
2201 @node origin Reference
2202 @subsection @code{origin} Reference
2204 This section summarizes all the options available in @code{origin}
2205 declarations (@pxref{Defining Packages}).
2207 @deftp {Data Type} origin
2208 This is the data type representing a source code origin.
2210 @table @asis
2211 @item @code{uri}
2212 An object containing the URI of the source.  The object type depends on
2213 the @code{method} (see below).  For example, when using the
2214 @var{url-fetch} method of @code{(guix download)}, the valid @code{uri}
2215 values are: a URL represented as a string, or a list thereof.
2217 @item @code{method}
2218 A procedure that will handle the URI.
2220 Examples include:
2222 @table @asis
2223 @item @var{url-fetch} from @code{(guix download)}
2224 download a file the HTTP, HTTPS, or FTP URL specified in the
2225 @code{uri} field;
2227 @item @var{git-fetch} from @code{(guix git-download)}
2228 clone the Git version control repository, and check out the revision
2229 specified in the @code{uri} field as a @code{git-reference} object; a
2230 @code{git-reference} looks like this:
2232 @example
2233 (git-reference
2234   (url "git://git.debian.org/git/pkg-shadow/shadow")
2235   (commit "v4.1.5.1"))
2236 @end example
2237 @end table
2239 @item @code{sha256}
2240 A bytevector containing the SHA-256 hash of the source.  Typically the
2241 @code{base32} form is used here to generate the bytevector from a
2242 base-32 string.
2244 @item @code{file-name} (default: @code{#f})
2245 The file name under which the source code should be saved.  When this is
2246 @code{#f}, a sensible default value will be used in most cases.  In case
2247 the source is fetched from a URL, the file name from the URL will be
2248 used.  For version control checkouts, it's recommended to provide the
2249 file name explicitly because the default is not very descriptive.
2251 @item @code{patches} (default: @code{'()})
2252 A list of file names containing patches to be applied to the source.
2254 @item @code{snippet} (default: @code{#f})
2255 A quoted piece of code that will be run in the source directory to make
2256 any modifications, which is sometimes more convenient than a patch.
2258 @item @code{patch-flags} (default: @code{'("-p1")})
2259 A list of command-line flags that should be passed to the @code{patch}
2260 command.
2262 @item @code{patch-inputs} (default: @code{#f})
2263 Input packages or derivations to the patching process.  When this is
2264 @code{#f}, the usual set of inputs necessary for patching are provided,
2265 such as GNU@tie{}Patch.
2267 @item @code{modules} (default: @code{'()})
2268 A list of Guile modules that should be loaded during the patching
2269 process and while running the code in the @code{snippet} field.
2271 @item @code{imported-modules} (default: @code{'()})
2272 The list of Guile modules to import in the patch derivation, for use by
2273 the @code{snippet}.
2275 @item @code{patch-guile} (default: @code{#f})
2276 The Guile package that should be used in the patching process.  When
2277 this is @code{#f}, a sensible default is used.
2278 @end table
2279 @end deftp
2282 @node Build Systems
2283 @section Build Systems
2285 @cindex build system
2286 Each package definition specifies a @dfn{build system} and arguments for
2287 that build system (@pxref{Defining Packages}).  This @code{build-system}
2288 field represents the build procedure of the package, as well implicit
2289 dependencies of that build procedure.
2291 Build systems are @code{<build-system>} objects.  The interface to
2292 create and manipulate them is provided by the @code{(guix build-system)}
2293 module, and actual build systems are exported by specific modules.
2295 @cindex bag (low-level package representation)
2296 Under the hood, build systems first compile package objects to
2297 @dfn{bags}.  A @dfn{bag} is like a package, but with less
2298 ornamentation---in other words, a bag is a lower-level representation of
2299 a package, which includes all the inputs of that package, including some
2300 that were implicitly added by the build system.  This intermediate
2301 representation is then compiled to a derivation (@pxref{Derivations}).
2303 Build systems accept an optional list of @dfn{arguments}.  In package
2304 definitions, these are passed @i{via} the @code{arguments} field
2305 (@pxref{Defining Packages}).  They are typically keyword arguments
2306 (@pxref{Optional Arguments, keyword arguments in Guile,, guile, GNU
2307 Guile Reference Manual}).  The value of these arguments is usually
2308 evaluated in the @dfn{build stratum}---i.e., by a Guile process launched
2309 by the daemon (@pxref{Derivations}).
2311 The main build system is @var{gnu-build-system}, which implements the
2312 standard build procedure for GNU packages and many other packages.  It
2313 is provided by the @code{(guix build-system gnu)} module.
2315 @defvr {Scheme Variable} gnu-build-system
2316 @var{gnu-build-system} represents the GNU Build System, and variants
2317 thereof (@pxref{Configuration, configuration and makefile conventions,,
2318 standards, GNU Coding Standards}).
2320 @cindex build phases
2321 In a nutshell, packages using it configured, built, and installed with
2322 the usual @code{./configure && make && make check && make install}
2323 command sequence.  In practice, a few additional steps are often needed.
2324 All these steps are split up in separate @dfn{phases},
2325 notably@footnote{Please see the @code{(guix build gnu-build-system)}
2326 modules for more details about the build phases.}:
2328 @table @code
2329 @item unpack
2330 Unpack the source tarball, and change the current directory to the
2331 extracted source tree.  If the source is actually a directory, copy it
2332 to the build tree, and enter that directory.
2334 @item patch-source-shebangs
2335 Patch shebangs encountered in source files so they refer to the right
2336 store file names.  For instance, this changes @code{#!/bin/sh} to
2337 @code{#!/gnu/store/@dots{}-bash-4.3/bin/sh}.
2339 @item configure
2340 Run the @file{configure} script with a number of default options, such
2341 as @code{--prefix=/gnu/store/@dots{}}, as well as the options specified
2342 by the @code{#:configure-flags} argument.
2344 @item build
2345 Run @code{make} with the list of flags specified with
2346 @code{#:make-flags}.  If the @code{#:parallel-builds?} argument is true
2347 (the default), build with @code{make -j}.
2349 @item check
2350 Run @code{make check}, or some other target specified with
2351 @code{#:test-target}, unless @code{#:tests? #f} is passed.  If the
2352 @code{#:parallel-tests?} argument is true (the default), run @code{make
2353 check -j}.
2355 @item install
2356 Run @code{make install} with the flags listed in @code{#:make-flags}.
2358 @item patch-shebangs
2359 Patch shebangs on the installed executable files.
2361 @item strip
2362 Strip debugging symbols from ELF files (unless @code{#:strip-binaries?}
2363 is false), copying them to the @code{debug} output when available
2364 (@pxref{Installing Debugging Files}).
2365 @end table
2367 @vindex %standard-phases
2368 The build-side module @code{(guix build gnu-build-system)} defines
2369 @var{%standard-phases} as the default list of build phases.
2370 @var{%standard-phases} is a list of symbol/procedure pairs, where the
2371 procedure implements the actual phase.
2373 The list of phases used for a particular package can be changed with the
2374 @code{#:phases} parameter.  For instance, passing:
2376 @example
2377 #:phases (alist-delete 'configure %standard-phases)
2378 @end example
2380 means that all the phases described above will be used, except the
2381 @code{configure} phase.
2383 In addition, this build system ensures that the ``standard'' environment
2384 for GNU packages is available.  This includes tools such as GCC, libc,
2385 Coreutils, Bash, Make, Diffutils, grep, and sed (see the @code{(guix
2386 build-system gnu)} module for a complete list.)  We call these the
2387 @dfn{implicit inputs} of a package, because package definitions don't
2388 have to mention them.
2389 @end defvr
2391 Other @code{<build-system>} objects are defined to support other
2392 conventions and tools used by free software packages.  They inherit most
2393 of @var{gnu-build-system}, and differ mainly in the set of inputs
2394 implicitly added to the build process, and in the list of phases
2395 executed.  Some of these build systems are listed below.
2397 @defvr {Scheme Variable} cmake-build-system
2398 This variable is exported by @code{(guix build-system cmake)}.  It
2399 implements the build procedure for packages using the
2400 @url{http://www.cmake.org, CMake build tool}.
2402 It automatically adds the @code{cmake} package to the set of inputs.
2403 Which package is used can be specified with the @code{#:cmake}
2404 parameter.
2406 The @code{#:configure-flags} parameter is taken as a list of flags
2407 passed to the @command{cmake} command.  The @code{#:build-type}
2408 parameter specifies in abstract terms the flags passed to the compiler;
2409 it defaults to @code{"RelWithDebInfo"} (short for ``release mode with
2410 debugging information''), which roughly means that code is compiled with
2411 @code{-O2 -g}, as is the case for Autoconf-based packages by default.
2412 @end defvr
2414 @defvr {Scheme Variable} glib-or-gtk-build-system
2415 This variable is exported by @code{(guix build-system glib-or-gtk)}.  It
2416 is intended for use with packages making use of GLib or GTK+.
2418 This build system adds the following two phases to the ones defined by
2419 @var{gnu-build-system}:
2421 @table @code
2422 @item glib-or-gtk-wrap
2423 The phase @code{glib-or-gtk-wrap} ensures that programs found under
2424 @file{bin/} are able to find GLib's ``schemas'' and
2425 @uref{https://developer.gnome.org/gtk3/stable/gtk-running.html, GTK+
2426 modules}.  This is achieved by wrapping the programs in launch scripts
2427 that appropriately set the @code{XDG_DATA_DIRS} and @code{GTK_PATH}
2428 environment variables.
2430 It is possible to exclude specific package outputs from that wrapping
2431 process by listing their names in the
2432 @code{#:glib-or-gtk-wrap-excluded-outputs} parameter.  This is useful
2433 when an output is known not to contain any GLib or GTK+ binaries, and
2434 where wrapping would gratuitously add a dependency of that output on
2435 GLib and GTK+.
2437 @item glib-or-gtk-compile-schemas
2438 The phase @code{glib-or-gtk-compile-schemas} makes sure that all GLib's
2439 @uref{https://developer.gnome.org/gio/stable/glib-compile-schemas.html,
2440 GSettings schemas} are compiled.  Compilation is performed by the
2441 @command{glib-compile-schemas} program.  It is provided by the package
2442 @code{glib:bin} which is automatically imported by the build system.
2443 The @code{glib} package providing @command{glib-compile-schemas} can be
2444 specified with the @code{#:glib} parameter.
2445 @end table
2447 Both phases are executed after the @code{install} phase.
2448 @end defvr
2450 @defvr {Scheme Variable} python-build-system
2451 This variable is exported by @code{(guix build-system python)}.  It
2452 implements the more or less standard build procedure used by Python
2453 packages, which consists in running @code{python setup.py build} and
2454 then @code{python setup.py install --prefix=/gnu/store/@dots{}}.
2456 For packages that install stand-alone Python programs under @code{bin/},
2457 it takes care of wrapping these programs so their @code{PYTHONPATH}
2458 environment variable points to all the Python libraries they depend on.
2460 Which Python package is used can be specified with the @code{#:python}
2461 parameter.
2462 @end defvr
2464 @defvr {Scheme Variable} perl-build-system
2465 This variable is exported by @code{(guix build-system perl)}.  It
2466 implements the standard build procedure for Perl packages, which either
2467 consists in running @code{perl Build.PL --prefix=/gnu/store/@dots{}},
2468 followed by @code{Build} and @code{Build install}; or in running
2469 @code{perl Makefile.PL PREFIX=/gnu/store/@dots{}}, followed by
2470 @code{make} and @code{make install}; depending on which of
2471 @code{Build.PL} or @code{Makefile.PL} is present in the package
2472 distribution.  Preference is given to the former if both @code{Build.PL}
2473 and @code{Makefile.PL} exist in the package distribution.  This
2474 preference can be reversed by specifying @code{#t} for the
2475 @code{#:make-maker?} parameter.
2477 The initial @code{perl Makefile.PL} or @code{perl Build.PL} invocation
2478 passes flags specified by the @code{#:make-maker-flags} or
2479 @code{#:module-build-flags} parameter, respectively.
2481 Which Perl package is used can be specified with @code{#:perl}.
2482 @end defvr
2484 @defvr {Scheme Variable} ruby-build-system
2485 This variable is exported by @code{(guix build-system ruby)}.  It
2486 implements the RubyGems build procedure used by Ruby packages, which
2487 involves running @code{gem build} followed by @code{gem install}.
2489 The @code{source} field of a package that uses this build system is
2490 expected to reference a gem archive instead of a traditional tarball,
2491 since this is the format that all Ruby developers use when releasing
2492 their software.  The build system unpacks the gem archive, potentially
2493 patches the source, runs the test suite, repackages the gem, and
2494 installs it.
2496 Which Ruby package is used can be specified with the @code{#:ruby}
2497 parameter.  A list of additional flags to be passed to the @command{gem}
2498 command can be specified with the @code{#:gem-flags} parameter.
2499 @end defvr
2501 @defvr {Scheme Variable} waf-build-system
2502 This variable is exported by @code{(guix build-system waf)}.  It
2503 implements a build procedure around the @code{waf} script.  The common
2504 phases---@code{configure}, @code{build}, and @code{install}---are
2505 implemented by passing their names as arguments to the @code{waf}
2506 script.
2508 The @code{waf} script is executed by the Python interpreter.  Which
2509 Python package is used to run the script can be specified with the
2510 @code{#:python} parameter.
2511 @end defvr
2513 @defvr {Scheme Variable} haskell-build-system
2514 This variable is exported by @code{(guix build-system haskell)}.  It
2515 implements the Cabal build procedure used by Haskell packages, which
2516 involves running @code{runhaskell Setup.hs configure
2517 --prefix=/gnu/store/@dots{}} and @code{runhaskell Setup.hs build}.
2518 Instead of installing the package by running @code{runhaskell Setup.hs
2519 install}, to avoid trying to register libraries in the read-only
2520 compiler store directory, the build system uses @code{runhaskell
2521 Setup.hs copy}, followed by @code{runhaskell Setup.hs register}.  In
2522 addition, the build system generates the package documentation by
2523 running @code{runhaskell Setup.hs haddock}, unless @code{#:haddock? #f}
2524 is passed.  Optional Haddock parameters can be passed with the help of
2525 the @code{#:haddock-flags} parameter.  If the file @code{Setup.hs} is
2526 not found, the build system looks for @code{Setup.lhs} instead.
2528 Which Haskell compiler is used can be specified with the @code{#:haskell}
2529 parameter which defaults to @code{ghc}.
2530 @end defvr
2532 @defvr {Scheme Variable} emacs-build-system
2533 This variable is exported by @code{(guix build-system emacs)}.  It
2534 implements an installation procedure similar to the one of Emacs' own
2535 packaging system (@pxref{Packages,,, emacs, The GNU Emacs Manual}).
2537 It first creates the @code{@var{package}-autoloads.el} file, then it
2538 byte compiles all Emacs Lisp files.  Differently from the Emacs
2539 packaging system, the Info documentation files are moved to the standard
2540 documentation directory and the @file{dir} file is deleted.  Each
2541 package is installed in its own directory under
2542 @file{share/emacs/site-lisp/guix.d}.
2543 @end defvr
2545 Lastly, for packages that do not need anything as sophisticated, a
2546 ``trivial'' build system is provided.  It is trivial in the sense that
2547 it provides basically no support: it does not pull any implicit inputs,
2548 and does not have a notion of build phases.
2550 @defvr {Scheme Variable} trivial-build-system
2551 This variable is exported by @code{(guix build-system trivial)}.
2553 This build system requires a @code{#:builder} argument.  This argument
2554 must be a Scheme expression that builds the package's output(s)---as
2555 with @code{build-expression->derivation} (@pxref{Derivations,
2556 @code{build-expression->derivation}}).
2557 @end defvr
2559 @node The Store
2560 @section The Store
2562 @cindex store
2563 @cindex store paths
2565 Conceptually, the @dfn{store} is where derivations that have been
2566 successfully built are stored---by default, under @file{/gnu/store}.
2567 Sub-directories in the store are referred to as @dfn{store paths}.  The
2568 store has an associated database that contains information such as the
2569 store paths referred to by each store path, and the list of @emph{valid}
2570 store paths---paths that result from a successful build.
2572 The store is always accessed by the daemon on behalf of its clients
2573 (@pxref{Invoking guix-daemon}).  To manipulate the store, clients
2574 connect to the daemon over a Unix-domain socket, send it requests, and
2575 read the result---these are remote procedure calls, or RPCs.
2577 The @code{(guix store)} module provides procedures to connect to the
2578 daemon, and to perform RPCs.  These are described below.
2580 @deffn {Scheme Procedure} open-connection [@var{file}] [#:reserve-space? #t]
2581 Connect to the daemon over the Unix-domain socket at @var{file}.  When
2582 @var{reserve-space?} is true, instruct it to reserve a little bit of
2583 extra space on the file system so that the garbage collector can still
2584 operate, should the disk become full.  Return a server object.
2586 @var{file} defaults to @var{%default-socket-path}, which is the normal
2587 location given the options that were passed to @command{configure}.
2588 @end deffn
2590 @deffn {Scheme Procedure} close-connection @var{server}
2591 Close the connection to @var{server}.
2592 @end deffn
2594 @defvr {Scheme Variable} current-build-output-port
2595 This variable is bound to a SRFI-39 parameter, which refers to the port
2596 where build and error logs sent by the daemon should be written.
2597 @end defvr
2599 Procedures that make RPCs all take a server object as their first
2600 argument.
2602 @deffn {Scheme Procedure} valid-path? @var{server} @var{path}
2603 Return @code{#t} when @var{path} is a valid store path.
2604 @end deffn
2606 @deffn {Scheme Procedure} add-text-to-store @var{server} @var{name} @var{text} [@var{references}]
2607 Add @var{text} under file @var{name} in the store, and return its store
2608 path.  @var{references} is the list of store paths referred to by the
2609 resulting store path.
2610 @end deffn
2612 @deffn {Scheme Procedure} build-derivations @var{server} @var{derivations}
2613 Build @var{derivations} (a list of @code{<derivation>} objects or
2614 derivation paths), and return when the worker is done building them.
2615 Return @code{#t} on success.
2616 @end deffn
2618 Note that the @code{(guix monads)} module provides a monad as well as
2619 monadic versions of the above procedures, with the goal of making it
2620 more convenient to work with code that accesses the store (@pxref{The
2621 Store Monad}).
2623 @c FIXME
2624 @i{This section is currently incomplete.}
2626 @node Derivations
2627 @section Derivations
2629 @cindex derivations
2630 Low-level build actions and the environment in which they are performed
2631 are represented by @dfn{derivations}.  A derivation contain the
2632 following pieces of information:
2634 @itemize
2635 @item
2636 The outputs of the derivation---derivations produce at least one file or
2637 directory in the store, but may produce more.
2639 @item
2640 The inputs of the derivations, which may be other derivations or plain
2641 files in the store (patches, build scripts, etc.)
2643 @item
2644 The system type targeted by the derivation---e.g., @code{x86_64-linux}.
2646 @item
2647 The file name of a build script in the store, along with the arguments
2648 to be passed.
2650 @item
2651 A list of environment variables to be defined.
2653 @end itemize
2655 @cindex derivation path
2656 Derivations allow clients of the daemon to communicate build actions to
2657 the store.  They exist in two forms: as an in-memory representation,
2658 both on the client- and daemon-side, and as files in the store whose
2659 name end in @code{.drv}---these files are referred to as @dfn{derivation
2660 paths}.  Derivations paths can be passed to the @code{build-derivations}
2661 procedure to perform the build actions they prescribe (@pxref{The
2662 Store}).
2664 The @code{(guix derivations)} module provides a representation of
2665 derivations as Scheme objects, along with procedures to create and
2666 otherwise manipulate derivations.  The lowest-level primitive to create
2667 a derivation is the @code{derivation} procedure:
2669 @deffn {Scheme Procedure} derivation @var{store} @var{name} @var{builder} @
2670   @var{args} [#:outputs '("out")] [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
2671   [#:recursive? #f] [#:inputs '()] [#:env-vars '()] @
2672   [#:system (%current-system)] [#:references-graphs #f] @
2673   [#:allowed-references #f] [#:leaked-env-vars #f] [#:local-build? #f] @
2674   [#:substitutable? #t]
2675 Build a derivation with the given arguments, and return the resulting
2676 @code{<derivation>} object.
2678 When @var{hash} and @var{hash-algo} are given, a
2679 @dfn{fixed-output derivation} is created---i.e., one whose result is
2680 known in advance, such as a file download.  If, in addition,
2681 @var{recursive?} is true, then that fixed output may be an executable
2682 file or a directory and @var{hash} must be the hash of an archive
2683 containing this output.
2685 When @var{references-graphs} is true, it must be a list of file
2686 name/store path pairs.  In that case, the reference graph of each store
2687 path is exported in the build environment in the corresponding file, in
2688 a simple text format.
2690 When @var{allowed-references} is true, it must be a list of store items
2691 or outputs that the derivation's output may refer to.
2693 When @var{leaked-env-vars} is true, it must be a list of strings
2694 denoting environment variables that are allowed to ``leak'' from the
2695 daemon's environment to the build environment.  This is only applicable
2696 to fixed-output derivations---i.e., when @var{hash} is true.  The main
2697 use is to allow variables such as @code{http_proxy} to be passed to
2698 derivations that download files.
2700 When @var{local-build?} is true, declare that the derivation is not a
2701 good candidate for offloading and should rather be built locally
2702 (@pxref{Daemon Offload Setup}).  This is the case for small derivations
2703 where the costs of data transfers would outweigh the benefits.
2705 When @var{substitutable?} is false, declare that substitutes of the
2706 derivation's output should not be used (@pxref{Substitutes}).  This is
2707 useful, for instance, when building packages that capture details of the
2708 host CPU instruction set.
2709 @end deffn
2711 @noindent
2712 Here's an example with a shell script as its builder, assuming
2713 @var{store} is an open connection to the daemon, and @var{bash} points
2714 to a Bash executable in the store:
2716 @lisp
2717 (use-modules (guix utils)
2718              (guix store)
2719              (guix derivations))
2721 (let ((builder   ; add the Bash script to the store
2722         (add-text-to-store store "my-builder.sh"
2723                            "echo hello world > $out\n" '())))
2724   (derivation store "foo"
2725               bash `("-e" ,builder)
2726               #:inputs `((,bash) (,builder))
2727               #:env-vars '(("HOME" . "/homeless"))))
2728 @result{} #<derivation /gnu/store/@dots{}-foo.drv => /gnu/store/@dots{}-foo>
2729 @end lisp
2731 As can be guessed, this primitive is cumbersome to use directly.  A
2732 better approach is to write build scripts in Scheme, of course!  The
2733 best course of action for that is to write the build code as a
2734 ``G-expression'', and to pass it to @code{gexp->derivation}.  For more
2735 information, @pxref{G-Expressions}.
2737 Once upon a time, @code{gexp->derivation} did not exist and constructing
2738 derivations with build code written in Scheme was achieved with
2739 @code{build-expression->derivation}, documented below.  This procedure
2740 is now deprecated in favor of the much nicer @code{gexp->derivation}.
2742 @deffn {Scheme Procedure} build-expression->derivation @var{store} @
2743        @var{name} @var{exp} @
2744        [#:system (%current-system)] [#:inputs '()] @
2745        [#:outputs '("out")] [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
2746        [#:recursive? #f] [#:env-vars '()] [#:modules '()] @
2747        [#:references-graphs #f] [#:allowed-references #f] @
2748        [#:local-build? #f] [#:substitutable? #t] [#:guile-for-build #f]
2749 Return a derivation that executes Scheme expression @var{exp} as a
2750 builder for derivation @var{name}.  @var{inputs} must be a list of
2751 @code{(name drv-path sub-drv)} tuples; when @var{sub-drv} is omitted,
2752 @code{"out"} is assumed.  @var{modules} is a list of names of Guile
2753 modules from the current search path to be copied in the store,
2754 compiled, and made available in the load path during the execution of
2755 @var{exp}---e.g., @code{((guix build utils) (guix build
2756 gnu-build-system))}.
2758 @var{exp} is evaluated in an environment where @code{%outputs} is bound
2759 to a list of output/path pairs, and where @code{%build-inputs} is bound
2760 to a list of string/output-path pairs made from @var{inputs}.
2761 Optionally, @var{env-vars} is a list of string pairs specifying the name
2762 and value of environment variables visible to the builder.  The builder
2763 terminates by passing the result of @var{exp} to @code{exit}; thus, when
2764 @var{exp} returns @code{#f}, the build is considered to have failed.
2766 @var{exp} is built using @var{guile-for-build} (a derivation).  When
2767 @var{guile-for-build} is omitted or is @code{#f}, the value of the
2768 @code{%guile-for-build} fluid is used instead.
2770 See the @code{derivation} procedure for the meaning of
2771 @var{references-graphs}, @var{allowed-references}, @var{local-build?},
2772 and @var{substitutable?}.
2773 @end deffn
2775 @noindent
2776 Here's an example of a single-output derivation that creates a directory
2777 containing one file:
2779 @lisp
2780 (let ((builder '(let ((out (assoc-ref %outputs "out")))
2781                   (mkdir out)    ; create /gnu/store/@dots{}-goo
2782                   (call-with-output-file (string-append out "/test")
2783                     (lambda (p)
2784                       (display '(hello guix) p))))))
2785   (build-expression->derivation store "goo" builder))
2787 @result{} #<derivation /gnu/store/@dots{}-goo.drv => @dots{}>
2788 @end lisp
2791 @node The Store Monad
2792 @section The Store Monad
2794 @cindex monad
2796 The procedures that operate on the store described in the previous
2797 sections all take an open connection to the build daemon as their first
2798 argument.  Although the underlying model is functional, they either have
2799 side effects or depend on the current state of the store.
2801 The former is inconvenient: the connection to the build daemon has to be
2802 carried around in all those functions, making it impossible to compose
2803 functions that do not take that parameter with functions that do.  The
2804 latter can be problematic: since store operations have side effects
2805 and/or depend on external state, they have to be properly sequenced.
2807 @cindex monadic values
2808 @cindex monadic functions
2809 This is where the @code{(guix monads)} module comes in.  This module
2810 provides a framework for working with @dfn{monads}, and a particularly
2811 useful monad for our uses, the @dfn{store monad}.  Monads are a
2812 construct that allows two things: associating ``context'' with values
2813 (in our case, the context is the store), and building sequences of
2814 computations (here computations include accesses to the store.)  Values
2815 in a monad---values that carry this additional context---are called
2816 @dfn{monadic values}; procedures that return such values are called
2817 @dfn{monadic procedures}.
2819 Consider this ``normal'' procedure:
2821 @example
2822 (define (sh-symlink store)
2823   ;; Return a derivation that symlinks the 'bash' executable.
2824   (let* ((drv (package-derivation store bash))
2825          (out (derivation->output-path drv))
2826          (sh  (string-append out "/bin/bash")))
2827     (build-expression->derivation store "sh"
2828                                   `(symlink ,sh %output))))
2829 @end example
2831 Using @code{(guix monads)} and @code{(guix gexp)}, it may be rewritten
2832 as a monadic function:
2834 @example
2835 (define (sh-symlink)
2836   ;; Same, but return a monadic value.
2837   (mlet %store-monad ((drv (package->derivation bash)))
2838     (gexp->derivation "sh"
2839                       #~(symlink (string-append #$drv "/bin/bash")
2840                                  #$output))))
2841 @end example
2843 There several things to note in the second version: the @code{store}
2844 parameter is now implicit and is ``threaded'' in the calls to the
2845 @code{package->derivation} and @code{gexp->derivation} monadic
2846 procedures, and the monadic value returned by @code{package->derivation}
2847 is @dfn{bound} using @code{mlet} instead of plain @code{let}.
2849 As it turns out, the call to @code{package->derivation} can even be
2850 omitted since it will take place implicitly, as we will see later
2851 (@pxref{G-Expressions}):
2853 @example
2854 (define (sh-symlink)
2855   (gexp->derivation "sh"
2856                     #~(symlink (string-append #$bash "/bin/bash")
2857                                #$output)))
2858 @end example
2860 @c See
2861 @c <https://syntaxexclamation.wordpress.com/2014/06/26/escaping-continuations/> 
2862 @c for the funny quote.
2863 Calling the monadic @code{sh-symlink} has no effect.  As someone once
2864 said, ``you exit a monad like you exit a building on fire: by running''.
2865 So, to exit the monad and get the desired effect, one must use
2866 @code{run-with-store}:
2868 @example
2869 (run-with-store (open-connection) (sh-symlink))
2870 @result{} /gnu/store/...-sh-symlink
2871 @end example
2873 Note that the @code{(guix monad-repl)} module extends Guile's REPL with
2874 new ``meta-commands'' to make it easier to deal with monadic procedures:
2875 @code{run-in-store}, and @code{enter-store-monad}.  The former, is used
2876 to ``run'' a single monadic value through the store:
2878 @example
2879 scheme@@(guile-user)> ,run-in-store (package->derivation hello)
2880 $1 = #<derivation /gnu/store/@dots{}-hello-2.9.drv => @dots{}>
2881 @end example
2883 The latter enters a recursive REPL, where all the return values are
2884 automatically run through the store:
2886 @example
2887 scheme@@(guile-user)> ,enter-store-monad
2888 store-monad@@(guile-user) [1]> (package->derivation hello)
2889 $2 = #<derivation /gnu/store/@dots{}-hello-2.9.drv => @dots{}>
2890 store-monad@@(guile-user) [1]> (text-file "foo" "Hello!")
2891 $3 = "/gnu/store/@dots{}-foo"
2892 store-monad@@(guile-user) [1]> ,q
2893 scheme@@(guile-user)>
2894 @end example
2896 @noindent
2897 Note that non-monadic values cannot be returned in the
2898 @code{store-monad} REPL.
2900 The main syntactic forms to deal with monads in general are provided by
2901 the @code{(guix monads)} module and are described below.
2903 @deffn {Scheme Syntax} with-monad @var{monad} @var{body} ...
2904 Evaluate any @code{>>=} or @code{return} forms in @var{body} as being
2905 in @var{monad}.
2906 @end deffn
2908 @deffn {Scheme Syntax} return @var{val}
2909 Return a monadic value that encapsulates @var{val}.
2910 @end deffn
2912 @deffn {Scheme Syntax} >>= @var{mval} @var{mproc} ...
2913 @dfn{Bind} monadic value @var{mval}, passing its ``contents'' to monadic
2914 procedures @var{mproc}@dots{}@footnote{This operation is commonly
2915 referred to as ``bind'', but that name denotes an unrelated procedure in
2916 Guile.  Thus we use this somewhat cryptic symbol inherited from the
2917 Haskell language.}.  There can be one @var{mproc} or several of them, as
2918 in this example:
2920 @example
2921 (run-with-state
2922     (with-monad %state-monad
2923       (>>= (return 1)
2924            (lambda (x) (return (+ 1 x)))
2925            (lambda (x) (return (* 2 x)))))
2926   'some-state)
2928 @result{} 4
2929 @result{} some-state
2930 @end example
2931 @end deffn
2933 @deffn {Scheme Syntax} mlet @var{monad} ((@var{var} @var{mval}) ...) @
2934        @var{body} ...
2935 @deffnx {Scheme Syntax} mlet* @var{monad} ((@var{var} @var{mval}) ...) @
2936        @var{body} ...
2937 Bind the variables @var{var} to the monadic values @var{mval} in
2938 @var{body}.  The form (@var{var} -> @var{val}) binds @var{var} to the
2939 ``normal'' value @var{val}, as per @code{let}.
2941 @code{mlet*} is to @code{mlet} what @code{let*} is to @code{let}
2942 (@pxref{Local Bindings,,, guile, GNU Guile Reference Manual}).
2943 @end deffn
2945 @deffn {Scheme System} mbegin @var{monad} @var{mexp} ...
2946 Bind @var{mexp} and the following monadic expressions in sequence,
2947 returning the result of the last expression.
2949 This is akin to @code{mlet}, except that the return values of the
2950 monadic expressions are ignored.  In that sense, it is analogous to
2951 @code{begin}, but applied to monadic expressions.
2952 @end deffn
2954 @cindex state monad
2955 The @code{(guix monads)} module provides the @dfn{state monad}, which
2956 allows an additional value---the state---to be @emph{threaded} through
2957 monadic procedure calls.
2959 @defvr {Scheme Variable} %state-monad
2960 The state monad.  Procedures in the state monad can access and change
2961 the state that is threaded.
2963 Consider the example below.  The @code{square} procedure returns a value
2964 in the state monad.  It returns the square of its argument, but also
2965 increments the current state value:
2967 @example
2968 (define (square x)
2969   (mlet %state-monad ((count (current-state)))
2970     (mbegin %state-monad
2971       (set-current-state (+ 1 count))
2972       (return (* x x)))))
2974 (run-with-state (sequence %state-monad (map square (iota 3))) 0)
2975 @result{} (0 1 4)
2976 @result{} 3
2977 @end example
2979 When ``run'' through @var{%state-monad}, we obtain that additional state
2980 value, which is the number of @code{square} calls.
2981 @end defvr
2983 @deffn {Monadic Procedure} current-state
2984 Return the current state as a monadic value.
2985 @end deffn
2987 @deffn {Monadic Procedure} set-current-state @var{value}
2988 Set the current state to @var{value} and return the previous state as a
2989 monadic value.
2990 @end deffn
2992 @deffn {Monadic Procedure} state-push @var{value}
2993 Push @var{value} to the current state, which is assumed to be a list,
2994 and return the previous state as a monadic value.
2995 @end deffn
2997 @deffn {Monadic Procedure} state-pop
2998 Pop a value from the current state and return it as a monadic value.
2999 The state is assumed to be a list.
3000 @end deffn
3002 @deffn {Scheme Procedure} run-with-state @var{mval} [@var{state}]
3003 Run monadic value @var{mval} starting with @var{state} as the initial
3004 state.  Return two values: the resulting value, and the resulting state.
3005 @end deffn
3007 The main interface to the store monad, provided by the @code{(guix
3008 store)} module, is as follows.
3010 @defvr {Scheme Variable} %store-monad
3011 The store monad---an alias for @var{%state-monad}.
3013 Values in the store monad encapsulate accesses to the store.  When its
3014 effect is needed, a value of the store monad must be ``evaluated'' by
3015 passing it to the @code{run-with-store} procedure (see below.)
3016 @end defvr
3018 @deffn {Scheme Procedure} run-with-store @var{store} @var{mval} [#:guile-for-build] [#:system (%current-system)]
3019 Run @var{mval}, a monadic value in the store monad, in @var{store}, an
3020 open store connection.
3021 @end deffn
3023 @deffn {Monadic Procedure} text-file @var{name} @var{text} [@var{references}]
3024 Return as a monadic value the absolute file name in the store of the file
3025 containing @var{text}, a string.  @var{references} is a list of store items that the
3026 resulting text file refers to; it defaults to the empty list.
3027 @end deffn
3029 @deffn {Monadic Procedure} interned-file @var{file} [@var{name}] @
3030          [#:recursive? #t]
3031 Return the name of @var{file} once interned in the store.  Use
3032 @var{name} as its store name, or the basename of @var{file} if
3033 @var{name} is omitted.
3035 When @var{recursive?} is true, the contents of @var{file} are added
3036 recursively; if @var{file} designates a flat file and @var{recursive?}
3037 is true, its contents are added, and its permission bits are kept.
3039 The example below adds a file to the store, under two different names:
3041 @example
3042 (run-with-store (open-connection)
3043   (mlet %store-monad ((a (interned-file "README"))
3044                       (b (interned-file "README" "LEGU-MIN")))
3045     (return (list a b))))
3047 @result{} ("/gnu/store/rwm@dots{}-README" "/gnu/store/44i@dots{}-LEGU-MIN")
3048 @end example
3050 @end deffn
3052 The @code{(guix packages)} module exports the following package-related
3053 monadic procedures:
3055 @deffn {Monadic Procedure} package-file @var{package} [@var{file}] @
3056        [#:system (%current-system)] [#:target #f] @
3057        [#:output "out"] Return as a monadic
3058 value in the absolute file name of @var{file} within the @var{output}
3059 directory of @var{package}.  When @var{file} is omitted, return the name
3060 of the @var{output} directory of @var{package}.  When @var{target} is
3061 true, use it as a cross-compilation target triplet.
3062 @end deffn
3064 @deffn {Monadic Procedure} package->derivation @var{package} [@var{system}]
3065 @deffnx {Monadic Procedure} package->cross-derivation @var{package} @
3066           @var{target} [@var{system}]
3067 Monadic version of @code{package-derivation} and
3068 @code{package-cross-derivation} (@pxref{Defining Packages}).
3069 @end deffn
3072 @node G-Expressions
3073 @section G-Expressions
3075 @cindex G-expression
3076 @cindex build code quoting
3077 So we have ``derivations'', which represent a sequence of build actions
3078 to be performed to produce an item in the store (@pxref{Derivations}).
3079 Those build actions are performed when asking the daemon to actually
3080 build the derivations; they are run by the daemon in a container
3081 (@pxref{Invoking guix-daemon}).
3083 @cindex strata of code
3084 It should come as no surprise that we like to write those build actions
3085 in Scheme.  When we do that, we end up with two @dfn{strata} of Scheme
3086 code@footnote{The term @dfn{stratum} in this context was coined by
3087 Manuel Serrano et al.@: in the context of their work on Hop.  Oleg
3088 Kiselyov, who has written insightful
3089 @url{http://okmij.org/ftp/meta-programming/#meta-scheme, essays and code
3090 on this topic}, refers to this kind of code generation as
3091 @dfn{staging}.}: the ``host code''---code that defines packages, talks
3092 to the daemon, etc.---and the ``build code''---code that actually
3093 performs build actions, such as making directories, invoking
3094 @command{make}, etc.
3096 To describe a derivation and its build actions, one typically needs to
3097 embed build code inside host code.  It boils down to manipulating build
3098 code as data, and Scheme's homoiconicity---code has a direct
3099 representation as data---comes in handy for that.  But we need more than
3100 Scheme's normal @code{quasiquote} mechanism to construct build
3101 expressions.
3103 The @code{(guix gexp)} module implements @dfn{G-expressions}, a form of
3104 S-expressions adapted to build expressions.  G-expressions, or
3105 @dfn{gexps}, consist essentially in three syntactic forms: @code{gexp},
3106 @code{ungexp}, and @code{ungexp-splicing} (or simply: @code{#~},
3107 @code{#$}, and @code{#$@@}), which are comparable respectively to
3108 @code{quasiquote}, @code{unquote}, and @code{unquote-splicing}
3109 (@pxref{Expression Syntax, @code{quasiquote},, guile, GNU Guile
3110 Reference Manual}).  However, there are major differences:
3112 @itemize
3113 @item
3114 Gexps are meant to be written to a file and run or manipulated by other
3115 processes.
3117 @item
3118 When a high-level object such as a package or derivation is unquoted
3119 inside a gexp, the result is as if its output file name had been
3120 introduced.
3122 @item
3123 Gexps carry information about the packages or derivations they refer to,
3124 and these dependencies are automatically added as inputs to the build
3125 processes that use them.
3126 @end itemize
3128 This mechanism is not limited to package and derivation
3129 objects: @dfn{compilers} able to ``lower'' other high-level objects to
3130 derivations can be defined, such that these objects can also be inserted
3131 into gexps.  For example, a useful type of high-level object that can be
3132 inserted in a gexp is ``file-like objects'', which make it easy to
3133 add files to the store and refer to them in
3134 derivations and such (see @code{local-file} and @code{plain-file}
3135 below.)
3137 To illustrate the idea, here is an example of a gexp:
3139 @example
3140 (define build-exp
3141   #~(begin
3142       (mkdir #$output)
3143       (chdir #$output)
3144       (symlink (string-append #$coreutils "/bin/ls")
3145                "list-files")))
3146 @end example
3148 This gexp can be passed to @code{gexp->derivation}; we obtain a
3149 derivation that builds a directory containing exactly one symlink to
3150 @file{/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22/bin/ls}:
3152 @example
3153 (gexp->derivation "the-thing" build-exp)
3154 @end example
3156 As one would expect, the @code{"/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22"} string is
3157 substituted to the reference to the @var{coreutils} package in the
3158 actual build code, and @var{coreutils} is automatically made an input to
3159 the derivation.  Likewise, @code{#$output} (equivalent to @code{(ungexp
3160 output)}) is replaced by a string containing the derivation's output
3161 directory name.
3163 @cindex cross compilation
3164 In a cross-compilation context, it is useful to distinguish between
3165 references to the @emph{native} build of a package---that can run on the
3166 host---versus references to cross builds of a package.  To that end, the
3167 @code{#+} plays the same role as @code{#$}, but is a reference to a
3168 native package build:
3170 @example
3171 (gexp->derivation "vi"
3172    #~(begin
3173        (mkdir #$output)
3174        (system* (string-append #+coreutils "/bin/ln")
3175                 "-s"
3176                 (string-append #$emacs "/bin/emacs")
3177                 (string-append #$output "/bin/vi")))
3178    #:target "mips64el-linux")
3179 @end example
3181 @noindent
3182 In the example above, the native build of @var{coreutils} is used, so
3183 that @command{ln} can actually run on the host; but then the
3184 cross-compiled build of @var{emacs} is referenced.
3186 The syntactic form to construct gexps is summarized below.
3188 @deffn {Scheme Syntax} #~@var{exp}
3189 @deffnx {Scheme Syntax} (gexp @var{exp})
3190 Return a G-expression containing @var{exp}.  @var{exp} may contain one
3191 or more of the following forms:
3193 @table @code
3194 @item #$@var{obj}
3195 @itemx (ungexp @var{obj})
3196 Introduce a reference to @var{obj}.  @var{obj} may have one of the
3197 supported types, for example a package or a
3198 derivation, in which case the @code{ungexp} form is replaced by its
3199 output file name---e.g., @code{"/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22}.
3201 If @var{obj} is a list, it is traversed and references to supported
3202 objects are substituted similarly.
3204 If @var{obj} is another gexp, its contents are inserted and its
3205 dependencies are added to those of the containing gexp.
3207 If @var{obj} is another kind of object, it is inserted as is.
3209 @item #$@var{obj}:@var{output}
3210 @itemx (ungexp @var{obj} @var{output})
3211 This is like the form above, but referring explicitly to the
3212 @var{output} of @var{obj}---this is useful when @var{obj} produces
3213 multiple outputs (@pxref{Packages with Multiple Outputs}).
3215 @item #+@var{obj}
3216 @itemx #+@var{obj}:output
3217 @itemx (ungexp-native @var{obj})
3218 @itemx (ungexp-native @var{obj} @var{output})
3219 Same as @code{ungexp}, but produces a reference to the @emph{native}
3220 build of @var{obj} when used in a cross compilation context.
3222 @item #$output[:@var{output}]
3223 @itemx (ungexp output [@var{output}])
3224 Insert a reference to derivation output @var{output}, or to the main
3225 output when @var{output} is omitted.
3227 This only makes sense for gexps passed to @code{gexp->derivation}.
3229 @item #$@@@var{lst}
3230 @itemx (ungexp-splicing @var{lst})
3231 Like the above, but splices the contents of @var{lst} inside the
3232 containing list.
3234 @item #+@@@var{lst}
3235 @itemx (ungexp-native-splicing @var{lst})
3236 Like the above, but refers to native builds of the objects listed in
3237 @var{lst}.
3239 @end table
3241 G-expressions created by @code{gexp} or @code{#~} are run-time objects
3242 of the @code{gexp?} type (see below.)
3243 @end deffn
3245 @deffn {Scheme Procedure} gexp? @var{obj}
3246 Return @code{#t} if @var{obj} is a G-expression.
3247 @end deffn
3249 G-expressions are meant to be written to disk, either as code building
3250 some derivation, or as plain files in the store.  The monadic procedures
3251 below allow you to do that (@pxref{The Store Monad}, for more
3252 information about monads.)
3254 @deffn {Monadic Procedure} gexp->derivation @var{name} @var{exp} @
3255        [#:system (%current-system)] [#:target #f] [#:graft? #t] @
3256        [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
3257        [#:recursive? #f] [#:env-vars '()] [#:modules '()] @
3258        [#:module-path @var{%load-path}] @
3259        [#:references-graphs #f] [#:allowed-references #f] @
3260        [#:leaked-env-vars #f] @
3261        [#:local-build? #f] [#:substitutable? #t] [#:guile-for-build #f]
3262 Return a derivation @var{name} that runs @var{exp} (a gexp) with
3263 @var{guile-for-build} (a derivation) on @var{system}.  When @var{target}
3264 is true, it is used as the cross-compilation target triplet for packages
3265 referred to by @var{exp}.
3267 Make @var{modules} available in the evaluation context of @var{exp};
3268 @var{modules} is a list of names of Guile modules searched in
3269 @var{module-path} to be copied in the store, compiled, and made available in
3270 the load path during the execution of @var{exp}---e.g., @code{((guix
3271 build utils) (guix build gnu-build-system))}.
3273 @var{graft?} determines whether packages referred to by @var{exp} should be grafted when
3274 applicable.
3276 When @var{references-graphs} is true, it must be a list of tuples of one of the
3277 following forms:
3279 @example
3280 (@var{file-name} @var{package})
3281 (@var{file-name} @var{package} @var{output})
3282 (@var{file-name} @var{derivation})
3283 (@var{file-name} @var{derivation} @var{output})
3284 (@var{file-name} @var{store-item})
3285 @end example
3287 The right-hand-side of each element of @var{references-graphs} is automatically made
3288 an input of the build process of @var{exp}.  In the build environment, each
3289 @var{file-name} contains the reference graph of the corresponding item, in a simple
3290 text format.
3292 @var{allowed-references} must be either @code{#f} or a list of output names and packages.
3293 In the latter case, the list denotes store items that the result is allowed to
3294 refer to.  Any reference to another store item will lead to a build error.
3296 The other arguments are as for @code{derivation} (@pxref{Derivations}).
3297 @end deffn
3299 @cindex file-like objects
3300 The @code{local-file} and @code{plain-file} procedures below return
3301 @dfn{file-like objects}.  That is, when unquoted in a G-expression,
3302 these objects lead to a file in the store.  Consider this G-expression:
3304 @example
3305 #~(system* (string-append #$glibc "/sbin/nscd") "-f"
3306            #$(local-file "/tmp/my-nscd.conf"))
3307 @end example
3309 The effect here is to ``intern'' @file{/tmp/my-nscd.conf} by copying it
3310 to the store.  Once expanded, for instance @i{via}
3311 @code{gexp->derivation}, the G-expression refers to that copy under
3312 @file{/gnu/store}; thus, modifying or removing the file in @file{/tmp}
3313 does not have any effect on what the G-expression does.
3314 @code{plain-file} can be used similarly; it differs in that the file
3315 content is directly passed as a string.
3317 @deffn {Scheme Procedure} local-file @var{file} [@var{name}] @
3318    [#:recursive? #t]
3319 Return an object representing local file @var{file} to add to the store; this
3320 object can be used in a gexp.  @var{file} will be added to the store under @var{name}--by
3321 default the base name of @var{file}.
3323 When @var{recursive?} is true, the contents of @var{file} are added recursively; if @var{file}
3324 designates a flat file and @var{recursive?} is true, its contents are added, and its
3325 permission bits are kept.
3327 This is the declarative counterpart of the @code{interned-file} monadic
3328 procedure (@pxref{The Store Monad, @code{interned-file}}).
3329 @end deffn
3331 @deffn {Scheme Procedure} plain-file @var{name} @var{content}
3332 Return an object representing a text file called @var{name} with the given
3333 @var{content} (a string) to be added to the store.
3335 This is the declarative counterpart of @code{text-file}.
3336 @end deffn
3338 @deffn {Monadic Procedure} gexp->script @var{name} @var{exp}
3339 Return an executable script @var{name} that runs @var{exp} using
3340 @var{guile} with @var{modules} in its search path.
3342 The example below builds a script that simply invokes the @command{ls}
3343 command:
3345 @example
3346 (use-modules (guix gexp) (gnu packages base))
3348 (gexp->script "list-files"
3349               #~(execl (string-append #$coreutils "/bin/ls")
3350                        "ls"))
3351 @end example
3353 When ``running'' it through the store (@pxref{The Store Monad,
3354 @code{run-with-store}}), we obtain a derivation that produces an
3355 executable file @file{/gnu/store/@dots{}-list-files} along these lines:
3357 @example
3358 #!/gnu/store/@dots{}-guile-2.0.11/bin/guile -ds
3360 (execl (string-append "/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22"/bin/ls")
3361        "ls")
3362 @end example
3363 @end deffn
3365 @deffn {Monadic Procedure} gexp->file @var{name} @var{exp}
3366 Return a derivation that builds a file @var{name} containing @var{exp}.
3368 The resulting file holds references to all the dependencies of @var{exp}
3369 or a subset thereof.
3370 @end deffn
3372 @deffn {Monadic Procedure} text-file* @var{name} @var{text} @dots{}
3373 Return as a monadic value a derivation that builds a text file
3374 containing all of @var{text}.  @var{text} may list, in addition to
3375 strings, objects of any type that can be used in a gexp: packages,
3376 derivations, local file objects, etc.  The resulting store file holds
3377 references to all these.
3379 This variant should be preferred over @code{text-file} anytime the file
3380 to create will reference items from the store.  This is typically the
3381 case when building a configuration file that embeds store file names,
3382 like this:
3384 @example
3385 (define (profile.sh)
3386   ;; Return the name of a shell script in the store that
3387   ;; initializes the 'PATH' environment variable.
3388   (text-file* "profile.sh"
3389               "export PATH=" coreutils "/bin:"
3390               grep "/bin:" sed "/bin\n"))
3391 @end example
3393 In this example, the resulting @file{/gnu/store/@dots{}-profile.sh} file
3394 will references @var{coreutils}, @var{grep}, and @var{sed}, thereby
3395 preventing them from being garbage-collected during its lifetime.
3396 @end deffn
3398 Of course, in addition to gexps embedded in ``host'' code, there are
3399 also modules containing build tools.  To make it clear that they are
3400 meant to be used in the build stratum, these modules are kept in the
3401 @code{(guix build @dots{})} name space.
3404 @c *********************************************************************
3405 @node Utilities
3406 @chapter Utilities
3408 This section describes tools primarily targeted at developers and users
3409 who write new package definitions.  They complement the Scheme
3410 programming interface of Guix in a convenient way.
3412 @menu
3413 * Invoking guix build::         Building packages from the command line.
3414 * Invoking guix edit::          Editing package definitions.
3415 * Invoking guix download::      Downloading a file and printing its hash.
3416 * Invoking guix hash::          Computing the cryptographic hash of a file.
3417 * Invoking guix import::        Importing package definitions.
3418 * Invoking guix refresh::       Updating package definitions.
3419 * Invoking guix lint::          Finding errors in package definitions.
3420 * Invoking guix size::          Profiling disk usage.
3421 * Invoking guix environment::   Setting up development environments.
3422 * Invoking guix publish::       Sharing substitutes.
3423 @end menu
3425 @node Invoking guix build
3426 @section Invoking @command{guix build}
3428 The @command{guix build} command builds packages or derivations and
3429 their dependencies, and prints the resulting store paths.  Note that it
3430 does not modify the user's profile---this is the job of the
3431 @command{guix package} command (@pxref{Invoking guix package}).  Thus,
3432 it is mainly useful for distribution developers.
3434 The general syntax is:
3436 @example
3437 guix build @var{options} @var{package-or-derivation}@dots{}
3438 @end example
3440 @var{package-or-derivation} may be either the name of a package found in
3441 the software distribution such as @code{coreutils} or
3442 @code{coreutils-8.20}, or a derivation such as
3443 @file{/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.19.drv}.  In the former case, a
3444 package with the corresponding name (and optionally version) is searched
3445 for among the GNU distribution modules (@pxref{Package Modules}).
3447 Alternatively, the @code{--expression} option may be used to specify a
3448 Scheme expression that evaluates to a package; this is useful when
3449 disambiguation among several same-named packages or package variants is
3450 needed.
3452 The @var{options} may be zero or more of the following:
3454 @table @code
3456 @item --expression=@var{expr}
3457 @itemx -e @var{expr}
3458 Build the package or derivation @var{expr} evaluates to.
3460 For example, @var{expr} may be @code{(@@ (gnu packages guile)
3461 guile-1.8)}, which unambiguously designates this specific variant of
3462 version 1.8 of Guile.
3464 Alternately, @var{expr} may be a G-expression, in which case it is used
3465 as a build program passed to @code{gexp->derivation}
3466 (@pxref{G-Expressions}).
3468 Lastly, @var{expr} may refer to a zero-argument monadic procedure
3469 (@pxref{The Store Monad}).  The procedure must return a derivation as a
3470 monadic value, which is then passed through @code{run-with-store}.
3472 @item --source
3473 @itemx -S
3474 Build the packages' source derivations, rather than the packages
3475 themselves.
3477 For instance, @code{guix build -S gcc} returns something like
3478 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.7.2.tar.bz2}, which is GCC's source tarball.
3480 The returned source tarball is the result of applying any patches and
3481 code snippets specified in the package's @code{origin} (@pxref{Defining
3482 Packages}).
3484 @item --sources
3485 Fetch and return the source of @var{package-or-derivation} and all their
3486 dependencies, recursively.  This is a handy way to obtain a local copy
3487 of all the source code needed to build @var{packages}, allowing you to
3488 eventually build them even without network access.  It is an extension
3489 of the @code{--source} option and can accept one of the following
3490 optional argument values:
3492 @table @code
3493 @item package
3494 This value causes the @code{--sources} option to behave in the same way
3495 as the @code{--source} option.
3497 @item all
3498 Build all packages' source derivations, including any source that might
3499 be listed as @code{inputs}.  This is the default value.
3501 @example
3502 $ guix build --sources tzdata
3503 The following derivations will be built:
3504    /gnu/store/@dots{}-tzdata2015b.tar.gz.drv
3505    /gnu/store/@dots{}-tzcode2015b.tar.gz.drv
3506 @end example
3508 @item transitive
3509 Build all packages' source derivations, as well as all source
3510 derivations for packages' transitive inputs.  This can be used e.g. to
3511 prefetch package source for later offline building.
3513 @example
3514 $ guix build --sources=transitive tzdata
3515 The following derivations will be built:
3516    /gnu/store/@dots{}-tzcode2015b.tar.gz.drv
3517    /gnu/store/@dots{}-findutils-4.4.2.tar.xz.drv
3518    /gnu/store/@dots{}-grep-2.21.tar.xz.drv
3519    /gnu/store/@dots{}-coreutils-8.23.tar.xz.drv
3520    /gnu/store/@dots{}-make-4.1.tar.xz.drv
3521    /gnu/store/@dots{}-bash-4.3.tar.xz.drv
3522 @dots{}
3523 @end example
3525 @end table
3527 @item --system=@var{system}
3528 @itemx -s @var{system}
3529 Attempt to build for @var{system}---e.g., @code{i686-linux}---instead of
3530 the host's system type.
3532 An example use of this is on Linux-based systems, which can emulate
3533 different personalities.  For instance, passing
3534 @code{--system=i686-linux} on an @code{x86_64-linux} system allows users
3535 to build packages in a complete 32-bit environment.
3537 @item --target=@var{triplet}
3538 @cindex cross-compilation
3539 Cross-build for @var{triplet}, which must be a valid GNU triplet, such
3540 as @code{"mips64el-linux-gnu"} (@pxref{Configuration Names, GNU
3541 configuration triplets,, configure, GNU Configure and Build System}).
3543 @item --with-source=@var{source}
3544 Use @var{source} as the source of the corresponding package.
3545 @var{source} must be a file name or a URL, as for @command{guix
3546 download} (@pxref{Invoking guix download}).
3548 The ``corresponding package'' is taken to be one specified on the
3549 command line whose name matches the base of @var{source}---e.g., if
3550 @var{source} is @code{/src/guile-2.0.10.tar.gz}, the corresponding
3551 package is @code{guile}.  Likewise, the version string is inferred from
3552 @var{source}; in the previous example, it's @code{2.0.10}.
3554 This option allows users to try out versions of packages other than the
3555 one provided by the distribution.  The example below downloads
3556 @file{ed-1.7.tar.gz} from a GNU mirror and uses that as the source for
3557 the @code{ed} package:
3559 @example
3560 guix build ed --with-source=mirror://gnu/ed/ed-1.7.tar.gz
3561 @end example
3563 As a developer, @code{--with-source} makes it easy to test release
3564 candidates:
3566 @example
3567 guix build guile --with-source=../guile-2.0.9.219-e1bb7.tar.xz
3568 @end example
3570 @dots{} or to build from a checkout in a pristine environment:
3572 @example
3573 $ git clone git://git.sv.gnu.org/guix.git
3574 $ guix build guix --with-source=./guix
3575 @end example
3577 @item --no-grafts
3578 Do not ``graft'' packages.  In practice, this means that package updates
3579 available as grafts are not applied.  @xref{Security Updates}, for more
3580 information on grafts.
3582 @item --derivations
3583 @itemx -d
3584 Return the derivation paths, not the output paths, of the given
3585 packages.
3587 @item --root=@var{file}
3588 @itemx -r @var{file}
3589 Make @var{file} a symlink to the result, and register it as a garbage
3590 collector root.
3592 @item --log-file
3593 Return the build log file names for the given
3594 @var{package-or-derivation}s, or raise an error if build logs are
3595 missing.
3597 This works regardless of how packages or derivations are specified.  For
3598 instance, the following invocations are equivalent:
3600 @example
3601 guix build --log-file `guix build -d guile`
3602 guix build --log-file `guix build guile`
3603 guix build --log-file guile
3604 guix build --log-file -e '(@@ (gnu packages guile) guile-2.0)'
3605 @end example
3608 @end table
3610 @cindex common build options
3611 In addition, a number of options that control the build process are
3612 common to @command{guix build} and other commands that can spawn builds,
3613 such as @command{guix package} or @command{guix archive}.  These are the
3614 following:
3616 @table @code
3618 @item --load-path=@var{directory}
3619 @itemx -L @var{directory}
3620 Add @var{directory} to the front of the package module search path
3621 (@pxref{Package Modules}).
3623 This allows users to define their own packages and make them visible to
3624 the command-line tools.
3626 @item --keep-failed
3627 @itemx -K
3628 Keep the build tree of failed builds.  Thus, if a build fail, its build
3629 tree is kept under @file{/tmp}, in a directory whose name is shown at
3630 the end of the build log.  This is useful when debugging build issues.
3632 @item --dry-run
3633 @itemx -n
3634 Do not build the derivations.
3636 @item --fallback
3637 When substituting a pre-built binary fails, fall back to building
3638 packages locally.
3640 @item --substitute-urls=@var{urls}
3641 @anchor{client-substitute-urls}
3642 Consider @var{urls} the whitespace-separated list of substitute source
3643 URLs, overriding the default list of URLs of @command{guix-daemon}
3644 (@pxref{daemon-substitute-urls,, @command{guix-daemon} URLs}).
3646 This means that substitutes may be downloaded from @var{urls}, provided
3647 they are signed by a key authorized by the system administrator
3648 (@pxref{Substitutes}).
3650 @item --no-substitutes
3651 Do not use substitutes for build products.  That is, always build things
3652 locally instead of allowing downloads of pre-built binaries
3653 (@pxref{Substitutes}).
3655 @item --no-build-hook
3656 Do not attempt to offload builds @i{via} the daemon's ``build hook''
3657 (@pxref{Daemon Offload Setup}).  That is, always build things locally
3658 instead of offloading builds to remote machines.
3660 @item --max-silent-time=@var{seconds}
3661 When the build or substitution process remains silent for more than
3662 @var{seconds}, terminate it and report a build failure.
3664 @item --timeout=@var{seconds}
3665 Likewise, when the build or substitution process lasts for more than
3666 @var{seconds}, terminate it and report a build failure.
3668 By default there is no timeout.  This behavior can be restored with
3669 @code{--timeout=0}.
3671 @item --verbosity=@var{level}
3672 Use the given verbosity level.  @var{level} must be an integer between 0
3673 and 5; higher means more verbose output.  Setting a level of 4 or more
3674 may be helpful when debugging setup issues with the build daemon.
3676 @item --cores=@var{n}
3677 @itemx -c @var{n}
3678 Allow the use of up to @var{n} CPU cores for the build.  The special
3679 value @code{0} means to use as many CPU cores as available.
3681 @item --max-jobs=@var{n}
3682 @itemx -M @var{n}
3683 Allow at most @var{n} build jobs in parallel.  @xref{Invoking
3684 guix-daemon, @code{--max-jobs}}, for details about this option and the
3685 equivalent @command{guix-daemon} option.
3687 @end table
3689 Behind the scenes, @command{guix build} is essentially an interface to
3690 the @code{package-derivation} procedure of the @code{(guix packages)}
3691 module, and to the @code{build-derivations} procedure of the @code{(guix
3692 derivations)} module.
3694 In addition to options explicitly passed on the command line,
3695 @command{guix build} and other @command{guix} commands that support
3696 building honor the @code{GUIX_BUILD_OPTIONS} environment variable.
3698 @defvr {Environment Variable} GUIX_BUILD_OPTIONS
3699 Users can define this variable to a list of command line options that
3700 will automatically be used by @command{guix build} and other
3701 @command{guix} commands that can perform builds, as in the example
3702 below:
3704 @example
3705 $ export GUIX_BUILD_OPTIONS="--no-substitutes -c 2 -L /foo/bar"
3706 @end example
3708 These options are parsed independently, and the result is appended to
3709 the parsed command-line options.
3710 @end defvr
3713 @node Invoking guix edit
3714 @section Invoking @command{guix edit}
3716 @cindex package definition, editing
3717 So many packages, so many source files!  The @command{guix edit} command
3718 facilitates the life of packagers by pointing their editor at the source
3719 file containing the definition of the specified packages.  For instance:
3721 @example
3722 guix edit gcc-4.8 vim
3723 @end example
3725 @noindent
3726 launches the program specified in the @code{EDITOR} environment variable
3727 to edit the recipe of GCC@tie{}4.8.4 and that of Vim.
3729 If you are using Emacs, note that the Emacs user interface provides
3730 similar functionality in the ``package info'' and ``package list''
3731 buffers created by @kbd{M-x guix-search-by-name} and similar commands
3732 (@pxref{Emacs Commands}).
3735 @node Invoking guix download
3736 @section Invoking @command{guix download}
3738 When writing a package definition, developers typically need to download
3739 the package's source tarball, compute its SHA256 hash, and write that
3740 hash in the package definition (@pxref{Defining Packages}).  The
3741 @command{guix download} tool helps with this task: it downloads a file
3742 from the given URI, adds it to the store, and prints both its file name
3743 in the store and its SHA256 hash.
3745 The fact that the downloaded file is added to the store saves bandwidth:
3746 when the developer eventually tries to build the newly defined package
3747 with @command{guix build}, the source tarball will not have to be
3748 downloaded again because it is already in the store.  It is also a
3749 convenient way to temporarily stash files, which may be deleted
3750 eventually (@pxref{Invoking guix gc}).
3752 The @command{guix download} command supports the same URIs as used in
3753 package definitions.  In particular, it supports @code{mirror://} URIs.
3754 @code{https} URIs (HTTP over TLS) are supported @emph{provided} the
3755 Guile bindings for GnuTLS are available in the user's environment; when
3756 they are not available, an error is raised.  @xref{Guile Preparations,
3757 how to install the GnuTLS bindings for Guile,, gnutls-guile,
3758 GnuTLS-Guile}, for more information.
3760 The following option is available:
3762 @table @code
3763 @item --format=@var{fmt}
3764 @itemx -f @var{fmt}
3765 Write the hash in the format specified by @var{fmt}.  For more
3766 information on the valid values for @var{fmt}, @pxref{Invoking guix hash}.
3767 @end table
3769 @node Invoking guix hash
3770 @section Invoking @command{guix hash}
3772 The @command{guix hash} command computes the SHA256 hash of a file.
3773 It is primarily a convenience tool for anyone contributing to the
3774 distribution: it computes the cryptographic hash of a file, which can be
3775 used in the definition of a package (@pxref{Defining Packages}).
3777 The general syntax is:
3779 @example
3780 guix hash @var{option} @var{file}
3781 @end example
3783 @command{guix hash} has the following option:
3785 @table @code
3787 @item --format=@var{fmt}
3788 @itemx -f @var{fmt}
3789 Write the hash in the format specified by @var{fmt}.
3791 Supported formats: @code{nix-base32}, @code{base32}, @code{base16}
3792 (@code{hex} and @code{hexadecimal} can be used as well).
3794 If the @option{--format} option is not specified, @command{guix hash}
3795 will output the hash in @code{nix-base32}.  This representation is used
3796 in the definitions of packages.
3798 @item --recursive
3799 @itemx -r
3800 Compute the hash on @var{file} recursively.
3802 In this case, the hash is computed on an archive containing @var{file},
3803 including its children if it is a directory.  Some of @var{file}'s
3804 meta-data is part of the archive; for instance, when @var{file} is a
3805 regular file, the hash is different depending on whether @var{file} is
3806 executable or not.  Meta-data such as time stamps has no impact on the
3807 hash (@pxref{Invoking guix archive}).
3808 @c FIXME: Replace xref above with xref to an ``Archive'' section when
3809 @c it exists.
3811 @end table
3813 @node Invoking guix import
3814 @section Invoking @command{guix import}
3816 @cindex importing packages
3817 @cindex package import
3818 @cindex package conversion
3819 The @command{guix import} command is useful for people willing to add a
3820 package to the distribution but who'd rather do as little work as
3821 possible to get there---a legitimate demand.  The command knows of a few
3822 repositories from which it can ``import'' package meta-data.  The result
3823 is a package definition, or a template thereof, in the format we know
3824 (@pxref{Defining Packages}).
3826 The general syntax is:
3828 @example
3829 guix import @var{importer} @var{options}@dots{}
3830 @end example
3832 @var{importer} specifies the source from which to import package
3833 meta-data, and @var{options} specifies a package identifier and other
3834 options specific to @var{importer}.  Currently, the available
3835 ``importers'' are:
3837 @table @code
3838 @item gnu
3839 Import meta-data for the given GNU package.  This provides a template
3840 for the latest version of that GNU package, including the hash of its
3841 source tarball, and its canonical synopsis and description.
3843 Additional information such as the package's dependencies and its
3844 license needs to be figured out manually.
3846 For example, the following command returns a package definition for
3847 GNU@tie{}Hello:
3849 @example
3850 guix import gnu hello
3851 @end example
3853 Specific command-line options are:
3855 @table @code
3856 @item --key-download=@var{policy}
3857 As for @code{guix refresh}, specify the policy to handle missing OpenPGP
3858 keys when verifying the package's signature.  @xref{Invoking guix
3859 refresh, @code{--key-download}}.
3860 @end table
3862 @item pypi
3863 @cindex pypi
3864 Import meta-data from the @uref{https://pypi.python.org/, Python Package
3865 Index}@footnote{This functionality requires Guile-JSON to be installed.
3866 @xref{Requirements}.}.  Information is taken from the JSON-formatted
3867 description available at @code{pypi.python.org} and usually includes all
3868 the relevant information, including package dependencies.
3870 The command below imports meta-data for the @code{itsdangerous} Python
3871 package:
3873 @example
3874 guix import pypi itsdangerous
3875 @end example
3877 @item cpan
3878 @cindex CPAN
3879 Import meta-data from @uref{https://www.metacpan.org/, MetaCPAN}.
3880 Information is taken from the JSON-formatted meta-data provided through
3881 @uref{https://api.metacpan.org/, MetaCPAN's API} and includes most
3882 relevant information, such as module dependencies.  License information
3883 should be checked closely.  If Perl is available in the store, then the
3884 @code{corelist} utility will be used to filter core modules out of the
3885 list of dependencies.
3887 The command command below imports meta-data for the @code{Acme::Boolean}
3888 Perl module:
3890 @example
3891 guix import cpan Acme::Boolean
3892 @end example
3894 @item nix
3895 Import meta-data from a local copy of the source of the
3896 @uref{http://nixos.org/nixpkgs/, Nixpkgs distribution}@footnote{This
3897 relies on the @command{nix-instantiate} command of
3898 @uref{http://nixos.org/nix/, Nix}.}.  Package definitions in Nixpkgs are
3899 typically written in a mixture of Nix-language and Bash code.  This
3900 command only imports the high-level package structure that is written in
3901 the Nix language.  It normally includes all the basic fields of a
3902 package definition.
3904 When importing a GNU package, the synopsis and descriptions are replaced
3905 by their canonical upstream variant.
3907 As an example, the command below imports the package definition of
3908 LibreOffice (more precisely, it imports the definition of the package
3909 bound to the @code{libreoffice} top-level attribute):
3911 @example
3912 guix import nix ~/path/to/nixpkgs libreoffice
3913 @end example
3915 @item hackage
3916 @cindex hackage
3917 Import meta-data from Haskell community's central package archive
3918 @uref{https://hackage.haskell.org/, Hackage}.  Information is taken from
3919 Cabal files and includes all the relevant information, including package
3920 dependencies.
3922 Specific command-line options are:
3924 @table @code
3925 @item --stdin
3926 @itemx -s
3927 Read a Cabal file from the standard input.
3928 @item --no-test-dependencies
3929 @itemx -t
3930 Do not include dependencies required by the test suites only.
3931 @item --cabal-environment=@var{alist}
3932 @itemx -e @var{alist}
3933 @var{alist} is a Scheme alist defining the environment in which the
3934 Cabal conditionals are evaluated.  The accepted keys are: @code{os},
3935 @code{arch}, @code{impl} and a string representing the name of a flag.
3936 The value associated with a flag has to be either the symbol
3937 @code{true} or @code{false}.  The value associated with other keys
3938 has to conform to the Cabal file format definition.  The default value
3939 associated with the keys @code{os}, @code{arch} and @code{impl} is
3940 @samp{linux}, @samp{x86_64} and @samp{ghc} respectively.
3941 @end table
3943 The command below imports meta-data for the latest version of the
3944 @code{HTTP} Haskell package without including test dependencies and
3945 specifying the value of the flag @samp{network-uri} as @code{false}:
3947 @example
3948 guix import hackage -t -e "'((\"network-uri\" . false))" HTTP
3949 @end example
3951 A specific package version may optionally be specified by following the
3952 package name by a hyphen and a version number as in the following example:
3954 @example
3955 guix import hackage mtl-2.1.3.1
3956 @end example
3958 @item elpa
3959 @cindex elpa
3960 Import meta-data from an Emacs Lisp Package Archive (ELPA) package
3961 repository (@pxref{Packages,,, emacs, The GNU Emacs Manual}).
3963 Specific command-line options are:
3965 @table @code
3966 @item --archive=@var{repo}
3967 @itemx -a @var{repo}
3968 @var{repo} identifies the archive repository from which to retrieve the
3969 information.  Currently the supported repositories and their identifiers
3970 are:
3971 @itemize -
3972 @item
3973 @uref{http://elpa.gnu.org/packages, GNU}, selected by the @code{gnu}
3974 identifier.  This is the default.
3976 @item
3977 @uref{http://stable.melpa.org/packages, MELPA-Stable}, selected by the
3978 @code{melpa-stable} identifier.
3980 @item
3981 @uref{http://melpa.org/packages, MELPA}, selected by the @code{melpa}
3982 identifier.
3983 @end itemize
3984 @end table
3985 @end table
3987 The structure of the @command{guix import} code is modular.  It would be
3988 useful to have more importers for other package formats, and your help
3989 is welcome here (@pxref{Contributing}).
3991 @node Invoking guix refresh
3992 @section Invoking @command{guix refresh}
3994 The primary audience of the @command{guix refresh} command is developers
3995 of the GNU software distribution.  By default, it reports any packages
3996 provided by the distribution that are outdated compared to the latest
3997 upstream version, like this:
3999 @example
4000 $ guix refresh
4001 gnu/packages/gettext.scm:29:13: gettext would be upgraded from 0.18.1.1 to 0.18.2.1
4002 gnu/packages/glib.scm:77:12: glib would be upgraded from 2.34.3 to 2.37.0
4003 @end example
4005 It does so by browsing each package's FTP directory and determining the
4006 highest version number of the source tarballs
4007 therein@footnote{Currently, this only works for GNU packages.}.
4009 When passed @code{--update}, it modifies distribution source files to
4010 update the version numbers and source tarball hashes of those packages'
4011 recipes (@pxref{Defining Packages}).  This is achieved by downloading
4012 each package's latest source tarball and its associated OpenPGP
4013 signature, authenticating the downloaded tarball against its signature
4014 using @command{gpg}, and finally computing its hash.  When the public
4015 key used to sign the tarball is missing from the user's keyring, an
4016 attempt is made to automatically retrieve it from a public key server;
4017 when it's successful, the key is added to the user's keyring; otherwise,
4018 @command{guix refresh} reports an error.
4020 The following options are supported:
4022 @table @code
4024 @item --update
4025 @itemx -u
4026 Update distribution source files (package recipes) in place.
4027 @xref{Defining Packages}, for more information on package definitions.
4029 @item --select=[@var{subset}]
4030 @itemx -s @var{subset}
4031 Select all the packages in @var{subset}, one of @code{core} or
4032 @code{non-core}.
4034 The @code{core} subset refers to all the packages at the core of the
4035 distribution---i.e., packages that are used to build ``everything
4036 else''.  This includes GCC, libc, Binutils, Bash, etc.  Usually,
4037 changing one of these packages in the distribution entails a rebuild of
4038 all the others.  Thus, such updates are an inconvenience to users in
4039 terms of build time or bandwidth used to achieve the upgrade.
4041 The @code{non-core} subset refers to the remaining packages.  It is
4042 typically useful in cases where an update of the core packages would be
4043 inconvenient.
4045 @end table
4047 In addition, @command{guix refresh} can be passed one or more package
4048 names, as in this example:
4050 @example
4051 guix refresh -u emacs idutils gcc-4.8.4
4052 @end example
4054 @noindent
4055 The command above specifically updates the @code{emacs} and
4056 @code{idutils} packages.  The @code{--select} option would have no
4057 effect in this case.
4059 When considering whether to upgrade a package, it is sometimes
4060 convenient to know which packages would be affected by the upgrade and
4061 should be checked for compatibility.  For this the following option may
4062 be used when passing @command{guix refresh} one or more package names:
4064 @table @code
4066 @item --list-dependent
4067 @itemx -l
4068 List top-level dependent packages that would need to be rebuilt as a
4069 result of upgrading one or more packages.
4071 @end table
4073 Be aware that the @code{--list-dependent} option only
4074 @emph{approximates} the rebuilds that would be required as a result of
4075 an upgrade.  More rebuilds might be required under some circumstances.
4077 @example
4078 $ guix refresh --list-dependent flex
4079 Building the following 120 packages would ensure 213 dependent packages are rebuilt:
4080 hop-2.4.0 geiser-0.4 notmuch-0.18 mu-0.9.9.5 cflow-1.4 idutils-4.6 @dots{}
4081 @end example
4083 The command above lists a set of packages that could be built to check
4084 for compatibility with an upgraded @code{flex} package.
4086 The following options can be used to customize GnuPG operation:
4088 @table @code
4090 @item --gpg=@var{command}
4091 Use @var{command} as the GnuPG 2.x command.  @var{command} is searched
4092 for in @code{$PATH}.
4094 @item --key-download=@var{policy}
4095 Handle missing OpenPGP keys according to @var{policy}, which may be one
4098 @table @code
4099 @item always
4100 Always download missing OpenPGP keys from the key server, and add them
4101 to the user's GnuPG keyring.
4103 @item never
4104 Never try to download missing OpenPGP keys.  Instead just bail out.
4106 @item interactive
4107 When a package signed with an unknown OpenPGP key is encountered, ask
4108 the user whether to download it or not.  This is the default behavior.
4109 @end table
4111 @item --key-server=@var{host}
4112 Use @var{host} as the OpenPGP key server when importing a public key.
4114 @end table
4116 @node Invoking guix lint
4117 @section Invoking @command{guix lint}
4118 The @command{guix lint} is meant to help package developers avoid common
4119 errors and use a consistent style.  It runs a number of checks on a
4120 given set of packages in order to find common mistakes in their
4121 definitions.  Available @dfn{checkers} include (see
4122 @code{--list-checkers} for a complete list):
4124 @table @code
4125 @item synopsis
4126 @itemx description
4127 Validate certain typographical and stylistic rules about package
4128 descriptions and synopses.
4130 @item inputs-should-be-native
4131 Identify inputs that should most likely be native inputs.
4133 @item source
4134 @itemx home-page
4135 Probe @code{home-page} and @code{source} URLs and report those that are
4136 invalid.
4138 @item formatting
4139 Warn about obvious source code formatting issues: trailing white space,
4140 use of tabulations, etc.
4141 @end table
4143 The general syntax is:
4145 @example
4146 guix lint @var{options} @var{package}@dots{}
4147 @end example
4149 If no package is given on the command line, then all packages are checked.
4150 The @var{options} may be zero or more of the following:
4152 @table @code
4154 @item --checkers
4155 @itemx -c
4156 Only enable the checkers specified in a comma-separated list using the
4157 names returned by @code{--list-checkers}.
4159 @item --list-checkers
4160 @itemx -l
4161 List and describe all the available checkers that will be run on packages
4162 and exit.
4164 @end table
4166 @node Invoking guix size
4167 @section Invoking @command{guix size}
4169 The @command{guix size} command helps package developers profile the
4170 disk usage of packages.  It is easy to overlook the impact of an
4171 additional dependency added to a package, or the impact of using a
4172 single output for a package that could easily be split (@pxref{Packages
4173 with Multiple Outputs}).  These are the typical issues that
4174 @command{guix size} can highlight.
4176 The command can be passed a package specification such as @code{gcc-4.8}
4177 or @code{guile:debug}, or a file name in the store.  Consider this
4178 example:
4180 @example
4181 $ guix size coreutils
4182 store item                               total    self
4183 /gnu/store/@dots{}-coreutils-8.23          70.0    13.9  19.8%
4184 /gnu/store/@dots{}-gmp-6.0.0a              55.3     2.5   3.6%
4185 /gnu/store/@dots{}-acl-2.2.52              53.7     0.5   0.7%
4186 /gnu/store/@dots{}-attr-2.4.46             53.2     0.3   0.5%
4187 /gnu/store/@dots{}-gcc-4.8.4-lib           52.9    15.7  22.4%
4188 /gnu/store/@dots{}-glibc-2.21              37.2    37.2  53.1%
4189 @end example
4191 @cindex closure
4192 The store items listed here constitute the @dfn{transitive closure} of
4193 Coreutils---i.e., Coreutils and all its dependencies, recursively---as
4194 would be returned by:
4196 @example
4197 $ guix gc -R /gnu/store/@dots{}-coreutils-8.23
4198 @end example
4200 Here the output shows 3 columns next to store items.  The first column,
4201 labeled ``total'', shows the size in mebibytes (MiB) of the closure of
4202 the store item---that is, its own size plus the size of all its
4203 dependencies.  The next column, labeled ``self'', shows the size of the
4204 item itself.  The last column shows the ratio of the item's size to the
4205 space occupied by all the items listed here.
4207 In this example, we see that the closure of Coreutils weighs in at
4208 70@tie{}MiB, half of which is taken by libc.  (That libc represents a
4209 large fraction of the closure is not a problem @i{per se} because it is
4210 always available on the system anyway.)
4212 When the package passed to @command{guix size} is available in the
4213 store, @command{guix size} queries the daemon to determine its
4214 dependencies, and measures its size in the store, similar to @command{du
4215 -ms --apparent-size} (@pxref{du invocation,,, coreutils, GNU
4216 Coreutils}).
4218 When the given package is @emph{not} in the store, @command{guix size}
4219 reports information based on information about the available substitutes
4220 (@pxref{Substitutes}).  This allows it to profile disk usage of store
4221 items that are not even on disk, only available remotely.
4223 The available options are:
4225 @table @option
4227 @item --substitute-urls=@var{urls}
4228 Use substitute information from @var{urls}.
4229 @xref{client-substitute-urls, the same option for @code{guix build}}.
4231 @item --map-file=@var{file}
4232 Write to @var{file} a graphical map of disk usage as a PNG file.
4234 For the example above, the map looks like this:
4236 @image{images/coreutils-size-map,5in,, map of Coreutils disk usage
4237 produced by @command{guix size}}
4239 This option requires that
4240 @uref{http://wingolog.org/software/guile-charting/, Guile-Charting} be
4241 installed and visible in Guile's module search path.  When that is not
4242 the case, @command{guix size} fails as it tries to load it.
4244 @item --system=@var{system}
4245 @itemx -s @var{system}
4246 Consider packages for @var{system}---e.g., @code{x86_64-linux}.
4248 @end table
4250 @node Invoking guix environment
4251 @section Invoking @command{guix environment}
4253 @cindex reproducible build environments
4254 @cindex development environments
4255 The purpose of @command{guix environment} is to assist hackers in
4256 creating reproducible development environments without polluting their
4257 package profile.  The @command{guix environment} tool takes one or more
4258 packages, builds all of the necessary inputs, and creates a shell
4259 environment to use them.
4261 The general syntax is:
4263 @example
4264 guix environment @var{options} @var{package}@dots{}
4265 @end example
4267 The following example spawns a new shell set up for the development of
4268 GNU@tie{}Guile:
4270 @example
4271 guix environment guile
4272 @end example
4274 If the specified packages are not built yet, @command{guix environment}
4275 automatically builds them.  The new shell's environment is an augmented
4276 version of the environment that @command{guix environment} was run in.
4277 It contains the necessary search paths for building the given package
4278 added to the existing environment variables.  To create a ``pure''
4279 environment in which the original environment variables have been unset,
4280 use the @code{--pure} option@footnote{Users sometimes wrongfully augment
4281 environment variables such as @code{PATH} in their @file{~/.bashrc}
4282 file.  As a consequence, when @code{guix environment} launches it, Bash
4283 may read @file{~/.bashrc}, thereby introducing ``impurities'' in these
4284 environment variables.  It is an error to define such environment
4285 variables in @file{.bashrc}; instead, they should be defined in
4286 @file{.bash_profile}, which is sourced only by log-in shells.
4287 @xref{Bash Startup Files,,, bash, The GNU Bash Reference Manual}, for
4288 details on Bash start-up files.}.
4290 @vindex GUIX_ENVIRONMENT
4291 @command{guix environment} defines the @code{GUIX_ENVIRONMENT}
4292 variable in the shell it spaws.  This allows users to, say, define a
4293 specific prompt for development environments in their @file{.bashrc}
4294 (@pxref{Bash Startup Files,,, bash, The GNU Bash Reference Manual}):
4296 @example
4297 if [ -n "$GUIX_ENVIRONMENT" ]
4298 then
4299     export PS1="\u@@\h \w [dev]\$ "
4301 @end example
4303 Additionally, more than one package may be specified, in which case the
4304 union of the inputs for the given packages are used.  For example, the
4305 command below spawns a shell where all of the dependencies of both Guile
4306 and Emacs are available:
4308 @example
4309 guix environment guile emacs
4310 @end example
4312 Sometimes an interactive shell session is not desired.  The
4313 @code{--exec} option can be used to specify the command to run instead.
4315 @example
4316 guix environment guile --exec=make
4317 @end example
4319 In other situations, it is more convenient to specify the list of
4320 packages needed in the environment.  For example, the following command
4321 runs @command{python} from an environment containing Python@tie{}2.7 and
4322 NumPy:
4324 @example
4325 guix environment --ad-hoc python2-numpy python-2.7 -E python
4326 @end example
4328 The available options are summarized below.
4330 @table @code
4331 @item --expression=@var{expr}
4332 @itemx -e @var{expr}
4333 Create an environment for the package that @var{expr} evaluates to.
4335 For example, running:
4337 @example
4338 guix environment -e '(@@ (gnu packages maths) petsc-openmpi)'
4339 @end example
4341 starts a shell with the environment for this specific variant of the
4342 PETSc package.
4344 @item --load=@var{file}
4345 @itemx -l @var{file}
4346 Create an environment for the package that the code within @var{file}
4347 evaluates to.
4349 As an example, @var{file} might contain a definition like this
4350 (@pxref{Defining Packages}):
4352 @example
4353 @verbatiminclude environment-gdb.scm
4354 @end example
4357 @item --exec=@var{command}
4358 @item -E @var{command}
4359 Execute @var{command} in the new environment.
4361 @item --ad-hoc
4362 Include all specified packages in the resulting environment, as if an
4363 @i{ad hoc} package were defined with them as inputs.  This option is
4364 useful for quickly creating an environment without having to write a
4365 package expression to contain the desired inputs.
4367 For instance, the command:
4369 @example
4370 guix environment --ad-hoc guile guile-sdl -E guile
4371 @end example
4373 runs @command{guile} in an environment where Guile and Guile-SDL are
4374 available.
4376 Note that this example implicitly asks for the default output of
4377 @code{guile} and @code{guile-sdl} but it is possible to ask for a
4378 specific output---e.g., @code{glib:bin} asks for the @code{bin} output
4379 of @code{glib} (@pxref{Packages with Multiple Outputs}).
4381 @item --pure
4382 Unset existing environment variables when building the new environment.
4383 This has the effect of creating an environment in which search paths
4384 only contain package inputs.
4386 @item --search-paths
4387 Display the environment variable definitions that make up the
4388 environment.
4390 @item --system=@var{system}
4391 @itemx -s @var{system}
4392 Attempt to build for @var{system}---e.g., @code{i686-linux}.
4393 @end table
4395 It also supports all of the common build options that @command{guix
4396 build} supports (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
4398 @node Invoking guix publish
4399 @section Invoking @command{guix publish}
4401 The purpose of @command{guix publish} is to enable users to easily share
4402 their store with others, which can then use it as a substitute server
4403 (@pxref{Substitutes}).
4405 When @command{guix publish} runs, it spawns an HTTP server which allows
4406 anyone with network access to obtain substitutes from it.  This means
4407 that any machine running Guix can also act as if it were a build farm,
4408 since the HTTP interface is compatible with Hydra, the software behind
4409 the @code{hydra.gnu.org} build farm.
4411 For security, each substitute is signed, allowing recipients to check
4412 their authenticity and integrity (@pxref{Substitutes}).  Because
4413 @command{guix publish} uses the system's signing key, which is only
4414 readable by the system administrator, it must be started as root; the
4415 @code{--user} option makes it drop root privileges early on.
4417 The general syntax is:
4419 @example
4420 guix publish @var{options}@dots{}
4421 @end example
4423 Running @command{guix publish} without any additional arguments will
4424 spawn an HTTP server on port 8080:
4426 @example
4427 guix publish
4428 @end example
4430 Once a publishing server has been authorized (@pxref{Invoking guix
4431 archive}), the daemon may download substitutes from it:
4433 @example
4434 guix-daemon --substitute-urls=http://example.org:8080
4435 @end example
4437 The following options are available:
4439 @table @code
4440 @item --port=@var{port}
4441 @itemx -p @var{port}
4442 Listen for HTTP requests on @var{port}.
4444 @item --listen=@var{host}
4445 Listen on the network interface for @var{host}.  The default is to
4446 accept connections from any interface.
4448 @item --user=@var{user}
4449 @itemx -u @var{user}
4450 Change privileges to @var{user} as soon as possible---i.e., once the
4451 server socket is open and the signing key has been read.
4453 @item --repl[=@var{port}]
4454 @itemx -r [@var{port}]
4455 Spawn a Guile REPL server (@pxref{REPL Servers,,, guile, GNU Guile
4456 Reference Manual}) on @var{port} (37146 by default).  This is used
4457 primarily for debugging a running @command{guix publish} server.
4458 @end table
4460 @c *********************************************************************
4461 @node GNU Distribution
4462 @chapter GNU Distribution
4464 @cindex Guix System Distribution
4465 @cindex GuixSD
4466 Guix comes with a distribution of the GNU system consisting entirely of
4467 free software@footnote{The term ``free'' here refers to the
4468 @url{http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html,freedom provided to
4469 users of that software}.}.  The
4470 distribution can be installed on its own (@pxref{System Installation}),
4471 but it is also possible to install Guix as a package manager on top of
4472 an installed GNU/Linux system (@pxref{Installation}).  To distinguish
4473 between the two, we refer to the standalone distribution as the Guix
4474 System Distribution, or GuixSD.
4476 The distribution provides core GNU packages such as GNU libc, GCC, and
4477 Binutils, as well as many GNU and non-GNU applications.  The complete
4478 list of available packages can be browsed
4479 @url{http://www.gnu.org/software/guix/packages,on-line} or by
4480 running @command{guix package} (@pxref{Invoking guix package}):
4482 @example
4483 guix package --list-available
4484 @end example
4486 Our goal has been to provide a practical 100% free software distribution of
4487 Linux-based and other variants of GNU, with a focus on the promotion and
4488 tight integration of GNU components, and an emphasis on programs and
4489 tools that help users exert that freedom.
4491 Packages are currently available on the following platforms:
4493 @table @code
4495 @item x86_64-linux
4496 Intel/AMD @code{x86_64} architecture, Linux-Libre kernel;
4498 @item i686-linux
4499 Intel 32-bit architecture (IA32), Linux-Libre kernel;
4501 @item armhf-linux
4502 ARMv7-A architecture with hard float, Thumb-2 and NEON,
4503 using the EABI hard-float ABI, and Linux-Libre kernel.
4505 @item mips64el-linux
4506 little-endian 64-bit MIPS processors, specifically the Loongson series,
4507 n32 application binary interface (ABI), and Linux-Libre kernel.
4509 @end table
4511 GuixSD itself is currently only available on @code{i686} and @code{x86_64}.
4513 @noindent
4514 For information on porting to other architectures or kernels,
4515 @xref{Porting}.
4517 @menu
4518 * System Installation::         Installing the whole operating system.
4519 * System Configuration::        Configuring the operating system.
4520 * Installing Debugging Files::  Feeding the debugger.
4521 * Security Updates::            Deploying security fixes quickly.
4522 * Package Modules::             Packages from the programmer's viewpoint.
4523 * Packaging Guidelines::        Growing the distribution.
4524 * Bootstrapping::               GNU/Linux built from scratch.
4525 * Porting::                     Targeting another platform or kernel.
4526 @end menu
4528 Building this distribution is a cooperative effort, and you are invited
4529 to join!  @xref{Contributing}, for information about how you can help.
4531 @node System Installation
4532 @section System Installation
4534 @cindex Guix System Distribution
4535 This section explains how to install the Guix System Distribution
4536 on a machine.  The Guix package manager can
4537 also be installed on top of a running GNU/Linux system,
4538 @pxref{Installation}.
4540 @ifinfo
4541 @c This paragraph is for people reading this from tty2 of the
4542 @c installation image.
4543 You're reading this documentation with an Info reader.  For details on
4544 how to use it, hit the @key{RET} key (``return'' or ``enter'') on the
4545 link that follows: @pxref{Help,,, info, Info: An Introduction}.  Hit
4546 @kbd{l} afterwards to come back here.
4547 @end ifinfo
4549 @subsection Limitations
4551 As of version @value{VERSION}, the Guix System Distribution (GuixSD) is
4552 not production-ready.  It may contain bugs and lack important
4553 features.  Thus, if you are looking for a stable production system that
4554 respects your freedom as a computer user, a good solution at this point
4555 is to consider @url{http://www.gnu.org/distros/free-distros.html, one of
4556 more established GNU/Linux distributions}.  We hope you can soon switch
4557 to the GuixSD without fear, of course.  In the meantime, you can
4558 also keep using your distribution and try out the package manager on top
4559 of it (@pxref{Installation}).
4561 Before you proceed with the installation, be aware of the following
4562 noteworthy limitations applicable to version @value{VERSION}:
4564 @itemize
4565 @item
4566 The installation process does not include a graphical user interface and
4567 requires familiarity with GNU/Linux (see the following subsections to
4568 get a feel of what that means.)
4570 @item
4571 The system does not yet provide full GNOME and KDE desktops.  Xfce and
4572 Enlightenment are available though, if graphical desktop environments
4573 are your thing, as well as a number of X11 window managers.
4575 @item
4576 Support for the Logical Volume Manager (LVM) is missing.
4578 @item
4579 Few system services are currently supported out-of-the-box
4580 (@pxref{Services}).
4582 @item
4583 More than 2,000 packages are available, but you may
4584 occasionally find that a useful package is missing.
4585 @end itemize
4587 You've been warned.  But more than a disclaimer, this is an invitation
4588 to report issues (and success stories!), and join us in improving it.
4589 @xref{Contributing}, for more info.
4591 @subsection USB Stick Installation
4593 An installation image for USB sticks can be downloaded from
4594 @indicateurl{ftp://alpha.gnu.org/gnu/guix/guixsd-usb-install-@value{VERSION}.@var{system}.xz},
4595 where @var{system} is one of:
4597 @table @code
4598 @item x86_64-linux
4599 for a GNU/Linux system on Intel/AMD-compatible 64-bit CPUs;
4601 @item i686-linux
4602 for a 32-bit GNU/Linux system on Intel-compatible CPUs.
4603 @end table
4605 This image contains a single partition with the tools necessary for an
4606 installation.  It is meant to be copied @emph{as is} to a large-enough
4607 USB stick.
4609 To copy the image to a USB stick, follow these steps:
4611 @enumerate
4612 @item
4613 Decompress the image using the @command{xz} command:
4615 @example
4616 xz -d guixsd-usb-install-@value{VERSION}.@var{system}.xz
4617 @end example
4619 @item
4620 Insert a USB stick of 1@tie{}GiB or more in your machine, and determine
4621 its device name.  Assuming that USB stick is known as @file{/dev/sdX},
4622 copy the image with:
4624 @example
4625 dd if=guixsd-usb-install-@value{VERSION}.x86_64 of=/dev/sdX
4626 @end example
4628 Access to @file{/dev/sdX} usually requires root privileges.
4629 @end enumerate
4631 Once this is done, you should be able to reboot the system and boot from
4632 the USB stick.  The latter usually requires you to get in the BIOS' boot
4633 menu, where you can choose to boot from the USB stick.
4635 @subsection Preparing for Installation
4637 Once you have successfully booted the image on the USB stick, you should
4638 end up with a root prompt.  Several console TTYs are configured and can
4639 be used to run commands as root.  TTY2 shows this documentation,
4640 browsable using the Info reader commands (@pxref{Help,,, info, Info: An
4641 Introduction}).
4643 To install the system, you would:
4645 @enumerate
4647 @item
4648 Configure the network, by running @command{ifconfig eno1 up && dhclient
4649 eno1} (to get an automatically assigned IP address from the wired
4650 network interface controller@footnote{
4651 @c http://cgit.freedesktop.org/systemd/systemd/tree/src/udev/udev-builtin-net_id.c#n20
4652 The name @code{eno1} is for the first on-board Ethernet controller.  The
4653 interface name for an Ethernet controller that is in the first slot of
4654 the first PCI bus, for instance, would be @code{enp1s0}.  Use
4655 @command{ifconfig -a} to list all the available network interfaces.}),
4656 or using the @command{ifconfig} command.
4658 The system automatically loads drivers for your network interface
4659 controllers.
4661 Setting up network access is almost always a requirement because the
4662 image does not contain all the software and tools that may be needed.
4664 @item
4665 Unless this has already been done, you must partition and format the
4666 target partitions.
4668 Preferably, assign partitions a label so that you can easily and
4669 reliably refer to them in @code{file-system} declarations (@pxref{File
4670 Systems}).  This is typically done using the @code{-L} option of
4671 @command{mkfs.ext4} and related commands.
4673 The installation image includes Parted (@pxref{Overview,,, parted, GNU
4674 Parted User Manual}), @command{fdisk}, Cryptsetup/LUKS for disk
4675 encryption, and e2fsprogs, the suite of tools to manipulate
4676 ext2/ext3/ext4 file systems.
4678 @item
4679 Once that is done, mount the target root partition under @file{/mnt}.
4681 @item
4682 Lastly, run @code{deco start cow-store /mnt}.
4684 This will make @file{/gnu/store} copy-on-write, such that packages added
4685 to it during the installation phase will be written to the target disk
4686 rather than kept in memory.
4688 @end enumerate
4691 @subsection Proceeding with the Installation
4693 With the target partitions ready, you now have to edit a file and
4694 provide the declaration of the operating system to be installed.  To
4695 that end, the installation system comes with two text editors: GNU nano
4696 (@pxref{Top,,, nano, GNU nano Manual}), and GNU Zile, an Emacs clone.
4697 It is better to store that file on the target root file system, say, as
4698 @file{/mnt/etc/config.scm}.
4700 @xref{Using the Configuration System}, for examples of operating system
4701 configurations.  These examples are available under
4702 @file{/etc/configuration} in the installation image, so you can copy
4703 them and use them as a starting point for your own configuration.
4705 Once you are done preparing the configuration file, the new system must
4706 be initialized (remember that the target root file system is mounted
4707 under @file{/mnt}):
4709 @example
4710 guix system init /mnt/etc/config.scm /mnt
4711 @end example
4713 @noindent
4714 This will copy all the necessary files, and install GRUB on
4715 @file{/dev/sdX}, unless you pass the @option{--no-grub} option.  For
4716 more information, @pxref{Invoking guix system}.  This command may trigger
4717 downloads or builds of missing packages, which can take some time.
4719 Once that command has completed---and hopefully succeeded!---you can run
4720 @command{reboot} and boot into the new system.  The @code{root} password
4721 in the new system is initially empty; other users' passwords need to be
4722 initialized by running the @command{passwd} command as @code{root},
4723 unless your configuration specifies otherwise
4724 (@pxref{user-account-password, user account passwords}).
4726 Join us on @code{#guix} on the Freenode IRC network or on
4727 @file{guix-devel@@gnu.org} to share your experience---good or not so
4728 good.
4730 @subsection Building the Installation Image
4732 The installation image described above was built using the @command{guix
4733 system} command, specifically:
4735 @example
4736 guix system disk-image --image-size=850MiB gnu/system/install.scm
4737 @end example
4739 @xref{Invoking guix system}, for more information.  See
4740 @file{gnu/system/install.scm} in the source tree for more information
4741 about the installation image.
4743 @node System Configuration
4744 @section System Configuration
4746 @cindex system configuration
4747 The Guix System Distribution supports a consistent whole-system configuration
4748 mechanism.  By that we mean that all aspects of the global system
4749 configuration---such as the available system services, timezone and
4750 locale settings, user accounts---are declared in a single place.  Such
4751 a @dfn{system configuration} can be @dfn{instantiated}---i.e., effected.
4753 One of the advantages of putting all the system configuration under the
4754 control of Guix is that it supports transactional system upgrades, and
4755 makes it possible to roll-back to a previous system instantiation,
4756 should something go wrong with the new one (@pxref{Features}).  Another
4757 one is that it makes it easy to replicate the exact same configuration
4758 across different machines, or at different points in time, without
4759 having to resort to additional administration tools layered on top of
4760 the system's own tools.
4761 @c Yes, we're talking of Puppet, Chef, & co. here.  ↑
4763 This section describes this mechanism.  First we focus on the system
4764 administrator's viewpoint---explaining how the system is configured and
4765 instantiated.  Then we show how this mechanism can be extended, for
4766 instance to support new system services.
4768 @menu
4769 * Using the Configuration System::  Customizing your GNU system.
4770 * operating-system Reference::  Detail of operating-system declarations.
4771 * File Systems::                Configuring file system mounts.
4772 * Mapped Devices::              Block device extra processing.
4773 * User Accounts::               Specifying user accounts.
4774 * Locales::                     Language and cultural convention settings.
4775 * Services::                    Specifying system services.
4776 * Setuid Programs::             Programs running with root privileges.
4777 * X.509 Certificates::          Authenticating HTTPS servers.
4778 * Name Service Switch::         Configuring libc's name service switch.
4779 * Initial RAM Disk::            Linux-Libre bootstrapping.
4780 * GRUB Configuration::          Configuring the boot loader.
4781 * Invoking guix system::        Instantiating a system configuration.
4782 * Defining Services::           Adding new service definitions.
4783 @end menu
4785 @node Using the Configuration System
4786 @subsection Using the Configuration System
4788 The operating system is configured by providing an
4789 @code{operating-system} declaration in a file that can then be passed to
4790 the @command{guix system} command (@pxref{Invoking guix system}).  A
4791 simple setup, with the default system services, the default Linux-Libre
4792 kernel, initial RAM disk, and boot loader looks like this:
4794 @findex operating-system
4795 @lisp
4796 @include os-config-bare-bones.texi
4797 @end lisp
4799 This example should be self-describing.  Some of the fields defined
4800 above, such as @code{host-name} and @code{bootloader}, are mandatory.
4801 Others, such as @code{packages} and @code{services}, can be omitted, in
4802 which case they get a default value.
4804 @vindex %base-packages
4805 The @code{packages} field lists
4806 packages that will be globally visible on the system, for all user
4807 accounts---i.e., in every user's @code{PATH} environment variable---in
4808 addition to the per-user profiles (@pxref{Invoking guix package}).  The
4809 @var{%base-packages} variable provides all the tools one would expect
4810 for basic user and administrator tasks---including the GNU Core
4811 Utilities, the GNU Networking Utilities, the GNU Zile lightweight text
4812 editor, @command{find}, @command{grep}, etc.  The example above adds
4813 Emacs to those, taken from the @code{(gnu packages emacs)} module
4814 (@pxref{Package Modules}).
4816 @vindex %base-services
4817 The @code{services} field lists @dfn{system services} to be made
4818 available when the system starts (@pxref{Services}).
4819 The @code{operating-system} declaration above specifies that, in
4820 addition to the basic services, we want the @command{lshd} secure shell
4821 daemon listening on port 2222, and allowing remote @code{root} logins
4822 (@pxref{Invoking lshd,,, lsh, GNU lsh Manual}).  Under the hood,
4823 @code{lsh-service} arranges so that @code{lshd} is started with the
4824 right command-line options, possibly with supporting configuration files
4825 generated as needed (@pxref{Defining Services}).  @xref{operating-system
4826 Reference}, for details about the available @code{operating-system}
4827 fields.
4829 The configuration for a typical ``desktop'' usage, with the X11 display
4830 server, a desktop environment, network management, an SSH server, and
4831 more, would look like this:
4833 @lisp
4834 @include os-config-desktop.texi
4835 @end lisp
4837 @xref{Desktop Services}, for the exact list of services provided by
4838 @var{%desktop-services}.  @xref{X.509 Certificates}, for background
4839 information about the @code{nss-certs} package that is used here.
4841 Assuming the above snippet is stored in the @file{my-system-config.scm}
4842 file, the @command{guix system reconfigure my-system-config.scm} command
4843 instantiates that configuration, and makes it the default GRUB boot
4844 entry (@pxref{Invoking guix system}).  The normal way to change the
4845 system's configuration is by updating this file and re-running the
4846 @command{guix system} command.
4848 At the Scheme level, the bulk of an @code{operating-system} declaration
4849 is instantiated with the following monadic procedure (@pxref{The Store
4850 Monad}):
4852 @deffn {Monadic Procedure} operating-system-derivation os
4853 Return a derivation that builds @var{os}, an @code{operating-system}
4854 object (@pxref{Derivations}).
4856 The output of the derivation is a single directory that refers to all
4857 the packages, configuration files, and other supporting files needed to
4858 instantiate @var{os}.
4859 @end deffn
4861 @node operating-system Reference
4862 @subsection @code{operating-system} Reference
4864 This section summarizes all the options available in
4865 @code{operating-system} declarations (@pxref{Using the Configuration
4866 System}).
4868 @deftp {Data Type} operating-system
4869 This is the data type representing an operating system configuration.
4870 By that, we mean all the global system configuration, not per-user
4871 configuration (@pxref{Using the Configuration System}).
4873 @table @asis
4874 @item @code{kernel} (default: @var{linux-libre})
4875 The package object of the operating system kernel to use@footnote{Currently
4876 only the Linux-libre kernel is supported.  In the future, it will be
4877 possible to use the GNU@tie{}Hurd.}.
4879 @item @code{kernel-arguments} (default: @code{'()})
4880 List of strings or gexps representing additional arguments to pass on
4881 the kernel's command-line---e.g., @code{("console=ttyS0")}.
4883 @item @code{bootloader}
4884 The system bootloader configuration object.  @xref{GRUB Configuration}.
4886 @item @code{initrd} (default: @code{base-initrd})
4887 A two-argument monadic procedure that returns an initial RAM disk for
4888 the Linux kernel.  @xref{Initial RAM Disk}.
4890 @item @code{firmware} (default: @var{%base-firmware})
4891 @cindex firmware
4892 List of firmware packages loadable by the operating system kernel.
4894 The default includes firmware needed for Atheros-based WiFi devices
4895 (Linux-libre module @code{ath9k}.)
4897 @item @code{host-name}
4898 The host name.
4900 @item @code{hosts-file}
4901 @cindex hosts file
4902 A file-like object (@pxref{G-Expressions, file-like objects}) for use as
4903 @file{/etc/hosts} (@pxref{Host Names,,, libc, The GNU C Library
4904 Reference Manual}).  The default is a file with entries for
4905 @code{localhost} and @var{host-name}.
4907 @item @code{mapped-devices} (default: @code{'()})
4908 A list of mapped devices.  @xref{Mapped Devices}.
4910 @item @code{file-systems}
4911 A list of file systems.  @xref{File Systems}.
4913 @item @code{swap-devices} (default: @code{'()})
4914 @cindex swap devices
4915 A list of strings identifying devices to be used for ``swap space''
4916 (@pxref{Memory Concepts,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
4917 For example, @code{'("/dev/sda3")}.
4919 @item @code{users} (default: @code{%base-user-accounts})
4920 @itemx @code{groups} (default: @var{%base-groups})
4921 List of user accounts and groups.  @xref{User Accounts}.
4923 @item @code{skeletons} (default: @code{(default-skeletons)})
4924 A monadic list of pairs of target file name and files.  These are the
4925 files that will be used as skeletons as new accounts are created.
4927 For instance, a valid value may look like this:
4929 @example
4930 (mlet %store-monad ((bashrc (text-file "bashrc" "\
4931      export PATH=$HOME/.guix-profile/bin")))
4932   (return `((".bashrc" ,bashrc))))
4933 @end example
4935 @item @code{issue} (default: @var{%default-issue})
4936 A string denoting the contents of the @file{/etc/issue} file, which is
4937 what displayed when users log in on a text console.
4939 @item @code{packages} (default: @var{%base-packages})
4940 The set of packages installed in the global profile, which is accessible
4941 at @file{/run/current-system/profile}.
4943 The default set includes core utilities, but it is good practice to
4944 install non-core utilities in user profiles (@pxref{Invoking guix
4945 package}).
4947 @item @code{timezone}
4948 A timezone identifying string---e.g., @code{"Europe/Paris"}.
4950 @item @code{locale} (default: @code{"en_US.utf8"})
4951 The name of the default locale (@pxref{Locale Names,,, libc, The GNU C
4952 Library Reference Manual}).  @xref{Locales}, for more information.
4954 @item @code{locale-definitions} (default: @var{%default-locale-definitions})
4955 The list of locale definitions to be compiled and that may be used at
4956 run time.  @xref{Locales}.
4958 @item @code{name-service-switch} (default: @var{%default-nss})
4959 Configuration of libc's name service switch (NSS)---a
4960 @code{<name-service-switch>} object.  @xref{Name Service Switch}, for
4961 details.
4963 @item @code{services} (default: @var{%base-services})
4964 A list of monadic values denoting system services.  @xref{Services}.
4966 @item @code{pam-services} (default: @code{(base-pam-services)})
4967 @cindex PAM
4968 @cindex pluggable authentication modules
4969 Linux @dfn{pluggable authentication module} (PAM) services.
4970 @c FIXME: Add xref to PAM services section.
4972 @item @code{setuid-programs} (default: @var{%setuid-programs})
4973 List of string-valued G-expressions denoting setuid programs.
4974 @xref{Setuid Programs}.
4976 @item @code{sudoers-file} (default: @var{%sudoers-specification})
4977 @cindex sudoers file
4978 The contents of the @file{/etc/sudoers} file as a file-like object
4979 (@pxref{G-Expressions, @code{local-file} and @code{plain-file}}).
4981 This file specifies which users can use the @command{sudo} command, what
4982 they are allowed to do, and what privileges they may gain.  The default
4983 is that only @code{root} and members of the @code{wheel} group may use
4984 @code{sudo}.
4986 @end table
4987 @end deftp
4989 @node File Systems
4990 @subsection File Systems
4992 The list of file systems to be mounted is specified in the
4993 @code{file-systems} field of the operating system's declaration
4994 (@pxref{Using the Configuration System}).  Each file system is declared
4995 using the @code{file-system} form, like this:
4997 @example
4998 (file-system
4999   (mount-point "/home")
5000   (device "/dev/sda3")
5001   (type "ext4"))
5002 @end example
5004 As usual, some of the fields are mandatory---those shown in the example
5005 above---while others can be omitted.  These are described below.
5007 @deftp {Data Type} file-system
5008 Objects of this type represent file systems to be mounted.  They
5009 contain the following members:
5011 @table @asis
5012 @item @code{type}
5013 This is a string specifying the type of the file system---e.g.,
5014 @code{"ext4"}.
5016 @item @code{mount-point}
5017 This designates the place where the file system is to be mounted.
5019 @item @code{device}
5020 This names the ``source'' of the file system.  By default it is the name
5021 of a node under @file{/dev}, but its meaning depends on the @code{title}
5022 field described below.
5024 @item @code{title} (default: @code{'device})
5025 This is a symbol that specifies how the @code{device} field is to be
5026 interpreted.
5028 When it is the symbol @code{device}, then the @code{device} field is
5029 interpreted as a file name; when it is @code{label}, then @code{device}
5030 is interpreted as a partition label name; when it is @code{uuid},
5031 @code{device} is interpreted as a partition unique identifier (UUID).
5033 UUIDs may be converted from their string representation (as shown by the
5034 @command{tune2fs -l} command) using the @code{uuid} form, like this:
5036 @example
5037 (file-system
5038   (mount-point "/home")
5039   (type "ext4")
5040   (title 'uuid)
5041   (device (uuid "4dab5feb-d176-45de-b287-9b0a6e4c01cb")))
5042 @end example
5044 The @code{label} and @code{uuid} options offer a way to refer to disk
5045 partitions without having to hard-code their actual device
5046 name@footnote{Note that, while it is tempting to use
5047 @file{/dev/disk/by-uuid} and similar device names to achieve the same
5048 result, this is not recommended: These special device nodes are created
5049 by the udev daemon and may be unavailable at the time the device is
5050 mounted.}.
5052 However, when a file system's source is a mapped device (@pxref{Mapped
5053 Devices}), its @code{device} field @emph{must} refer to the mapped
5054 device name---e.g., @file{/dev/mapper/root-partition}---and consequently
5055 @code{title} must be set to @code{'device}.  This is required so that
5056 the system knows that mounting the file system depends on having the
5057 corresponding device mapping established.
5059 @item @code{flags} (default: @code{'()})
5060 This is a list of symbols denoting mount flags.  Recognized flags
5061 include @code{read-only}, @code{bind-mount}, @code{no-dev} (disallow
5062 access to special files), @code{no-suid} (ignore setuid and setgid
5063 bits), and @code{no-exec} (disallow program execution.)
5065 @item @code{options} (default: @code{#f})
5066 This is either @code{#f}, or a string denoting mount options.
5068 @item @code{needed-for-boot?} (default: @code{#f})
5069 This Boolean value indicates whether the file system is needed when
5070 booting.  If that is true, then the file system is mounted when the
5071 initial RAM disk (initrd) is loaded.  This is always the case, for
5072 instance, for the root file system.
5074 @item @code{check?} (default: @code{#t})
5075 This Boolean indicates whether the file system needs to be checked for
5076 errors before being mounted.
5078 @item @code{create-mount-point?} (default: @code{#f})
5079 When true, the mount point is created if it does not exist yet.
5081 @item @code{dependencies} (default: @code{'()})
5082 This is a list of @code{<file-system>} objects representing file systems
5083 that must be mounted before (and unmounted after) this one.
5085 As an example, consider a hierarchy of mounts: @file{/sys/fs/cgroup} is
5086 a dependency of @file{/sys/fs/cgroup/cpu} and
5087 @file{/sys/fs/cgroup/memory}.
5089 @end table
5090 @end deftp
5092 The @code{(gnu system file-systems)} exports the following useful
5093 variables.
5095 @defvr {Scheme Variable} %base-file-systems
5096 These are essential file systems that are required on normal systems,
5097 such as @var{%devtmpfs-file-system} and @var{%immutable-store} (see
5098 below.)  Operating system declarations should always contain at least
5099 these.
5100 @end defvr
5102 @defvr {Scheme Variable} %devtmpfs-file-system
5103 The @code{devtmpfs} file system to be mounted on @file{/dev}.  This is a
5104 requirement for udev (@pxref{Base Services, @code{udev-service}}).
5105 @end defvr
5107 @defvr {Scheme Variable} %pseudo-terminal-file-system
5108 This is the file system to be mounted as @file{/dev/pts}.  It supports
5109 @dfn{pseudo-terminals} created @i{via} @code{openpty} and similar
5110 functions (@pxref{Pseudo-Terminals,,, libc, The GNU C Library Reference
5111 Manual}).  Pseudo-terminals are used by terminal emulators such as
5112 @command{xterm}.
5113 @end defvr
5115 @defvr {Scheme Variable} %shared-memory-file-system
5116 This file system is mounted as @file{/dev/shm} and is used to support
5117 memory sharing across processes (@pxref{Memory-mapped I/O,
5118 @code{shm_open},, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
5119 @end defvr
5121 @defvr {Scheme Variable} %immutable-store
5122 This file system performs a read-only ``bind mount'' of
5123 @file{/gnu/store}, making it read-only for all the users including
5124 @code{root}.  This prevents against accidental modification by software
5125 running as @code{root} or by system administrators.
5127 The daemon itself is still able to write to the store: it remounts it
5128 read-write in its own ``name space.''
5129 @end defvr
5131 @defvr {Scheme Variable} %binary-format-file-system
5132 The @code{binfmt_misc} file system, which allows handling of arbitrary
5133 executable file types to be delegated to user space.  This requires the
5134 @code{binfmt.ko} kernel module to be loaded.
5135 @end defvr
5137 @defvr {Scheme Variable} %fuse-control-file-system
5138 The @code{fusectl} file system, which allows unprivileged users to mount
5139 and unmount user-space FUSE file systems.  This requires the
5140 @code{fuse.ko} kernel module to be loaded.
5141 @end defvr
5143 @node Mapped Devices
5144 @subsection Mapped Devices
5146 @cindex device mapping
5147 @cindex mapped devices
5148 The Linux kernel has a notion of @dfn{device mapping}: a block device,
5149 such as a hard disk partition, can be @dfn{mapped} into another device,
5150 with additional processing over the data that flows through
5151 it@footnote{Note that the GNU@tie{}Hurd makes no difference between the
5152 concept of a ``mapped device'' and that of a file system: both boil down
5153 to @emph{translating} input/output operations made on a file to
5154 operations on its backing store.  Thus, the Hurd implements mapped
5155 devices, like file systems, using the generic @dfn{translator} mechanism
5156 (@pxref{Translators,,, hurd, The GNU Hurd Reference Manual}).}.  A
5157 typical example is encryption device mapping: all writes to the mapped
5158 device are encrypted, and all reads are deciphered, transparently.
5160 Mapped devices are declared using the @code{mapped-device} form:
5162 @example
5163 (mapped-device
5164   (source "/dev/sda3")
5165   (target "home")
5166   (type luks-device-mapping))
5167 @end example
5169 @noindent
5170 @cindex disk encryption
5171 @cindex LUKS
5172 This example specifies a mapping from @file{/dev/sda3} to
5173 @file{/dev/mapper/home} using LUKS---the
5174 @url{http://code.google.com/p/cryptsetup,Linux Unified Key Setup}, a
5175 standard mechanism for disk encryption.  The @file{/dev/mapper/home}
5176 device can then be used as the @code{device} of a @code{file-system}
5177 declaration (@pxref{File Systems}).  The @code{mapped-device} form is
5178 detailed below.
5180 @deftp {Data Type} mapped-device
5181 Objects of this type represent device mappings that will be made when
5182 the system boots up.
5184 @table @code
5185 @item source
5186 This string specifies the name of the block device to be mapped, such as
5187 @code{"/dev/sda3"}.
5189 @item target
5190 This string specifies the name of the mapping to be established.  For
5191 example, specifying @code{"my-partition"} will lead to the creation of
5192 the @code{"/dev/mapper/my-partition"} device.
5194 @item type
5195 This must be a @code{mapped-device-kind} object, which specifies how
5196 @var{source} is mapped to @var{target}.
5197 @end table
5198 @end deftp
5200 @defvr {Scheme Variable} luks-device-mapping
5201 This defines LUKS block device encryption using the @command{cryptsetup}
5202 command, from the same-named package.  This relies on the
5203 @code{dm-crypt} Linux kernel module.
5204 @end defvr
5206 @node User Accounts
5207 @subsection User Accounts
5209 User accounts and groups are entirely managed through the
5210 @code{operating-system} declaration.  They are specified with the
5211 @code{user-account} and @code{user-group} forms:
5213 @example
5214 (user-account
5215   (name "alice")
5216   (group "users")
5217   (supplementary-groups '("wheel"   ;allow use of sudo, etc.
5218                           "audio"   ;sound card
5219                           "video"   ;video devices such as webcams
5220                           "cdrom")) ;the good ol' CD-ROM
5221   (comment "Bob's sister")
5222   (home-directory "/home/alice"))
5223 @end example
5225 When booting or upon completion of @command{guix system reconfigure},
5226 the system ensures that only the user accounts and groups specified in
5227 the @code{operating-system} declaration exist, and with the specified
5228 properties.  Thus, account or group creations or modifications made by
5229 directly invoking commands such as @command{useradd} are lost upon
5230 reconfiguration or reboot.  This ensures that the system remains exactly
5231 as declared.
5233 @deftp {Data Type} user-account
5234 Objects of this type represent user accounts.  The following members may
5235 be specified:
5237 @table @asis
5238 @item @code{name}
5239 The name of the user account.
5241 @item @code{group}
5242 This is the name (a string) or identifier (a number) of the user group
5243 this account belongs to.
5245 @item @code{supplementary-groups} (default: @code{'()})
5246 Optionally, this can be defined as a list of group names that this
5247 account belongs to.
5249 @item @code{uid} (default: @code{#f})
5250 This is the user ID for this account (a number), or @code{#f}.  In the
5251 latter case, a number is automatically chosen by the system when the
5252 account is created.
5254 @item @code{comment} (default: @code{""})
5255 A comment about the account, such as the account's owner full name.
5257 @item @code{home-directory}
5258 This is the name of the home directory for the account.
5260 @item @code{shell} (default: Bash)
5261 This is a G-expression denoting the file name of a program to be used as
5262 the shell (@pxref{G-Expressions}).
5264 @item @code{system?} (default: @code{#f})
5265 This Boolean value indicates whether the account is a ``system''
5266 account.  System accounts are sometimes treated specially; for instance,
5267 graphical login managers do not list them.
5269 @anchor{user-account-password}
5270 @item @code{password} (default: @code{#f})
5271 You would normally leave this field to @code{#f}, initialize user
5272 passwords as @code{root} with the @command{passwd} command, and then let
5273 users change it with @command{passwd}.  Passwords set with
5274 @command{passwd} are of course preserved across reboot and
5275 reconfiguration.
5277 If you @emph{do} want to have a preset password for an account, then
5278 this field must contain the encrypted password, as a string.
5279 @xref{crypt,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}, for more information
5280 on password encryption, and @ref{Encryption,,, guile, GNU Guile Reference
5281 Manual}, for information on Guile's @code{crypt} procedure.
5283 @end table
5284 @end deftp
5286 User group declarations are even simpler:
5288 @example
5289 (user-group (name "students"))
5290 @end example
5292 @deftp {Data Type} user-group
5293 This type is for, well, user groups.  There are just a few fields:
5295 @table @asis
5296 @item @code{name}
5297 The group's name.
5299 @item @code{id} (default: @code{#f})
5300 The group identifier (a number).  If @code{#f}, a new number is
5301 automatically allocated when the group is created.
5303 @item @code{system?} (default: @code{#f})
5304 This Boolean value indicates whether the group is a ``system'' group.
5305 System groups have low numerical IDs.
5307 @item @code{password} (default: @code{#f})
5308 What, user groups can have a password?  Well, apparently yes.  Unless
5309 @code{#f}, this field specifies the group's password.
5311 @end table
5312 @end deftp
5314 For convenience, a variable lists all the basic user groups one may
5315 expect:
5317 @defvr {Scheme Variable} %base-groups
5318 This is the list of basic user groups that users and/or packages expect
5319 to be present on the system.  This includes groups such as ``root'',
5320 ``wheel'', and ``users'', as well as groups used to control access to
5321 specific devices such as ``audio'', ``disk'', and ``cdrom''.
5322 @end defvr
5324 @defvr {Scheme Variable} %base-user-accounts
5325 This is the list of basic system accounts that programs may expect to
5326 find on a GNU/Linux system, such as the ``nobody'' account.
5328 Note that the ``root'' account is not included here.  It is a
5329 special-case and is automatically added whether or not it is specified.
5330 @end defvr
5332 @node Locales
5333 @subsection Locales
5335 @cindex locale
5336 A @dfn{locale} defines cultural conventions for a particular language
5337 and region of the world (@pxref{Locales,,, libc, The GNU C Library
5338 Reference Manual}).  Each locale has a name that typically has the form
5339 @code{@var{language}_@var{territory}.@var{charset}}---e.g.,
5340 @code{fr_LU.utf8} designates the locale for the French language, with
5341 cultural conventions from Luxembourg, and using the UTF-8 encoding.
5343 @cindex locale definition
5344 Usually, you will want to specify the default locale for the machine
5345 using the @code{locale} field of the @code{operating-system} declaration
5346 (@pxref{operating-system Reference, @code{locale}}).
5348 That locale must be among the @dfn{locale definitions} that are known to
5349 the system---and these are specified in the @code{locale-definitions}
5350 slot of @code{operating-system}.  The default value includes locale
5351 definition for some widely used locales, but not for all the available
5352 locales, in order to save space.
5354 If the locale specified in the @code{locale} field is not among the
5355 definitions listed in @code{locale-definitions}, @command{guix system}
5356 raises an error.  In that case, you should add the locale definition to
5357 the @code{locale-definitions} field.  For instance, to add the North
5358 Frisian locale for Germany, the value of that field may be:
5360 @example
5361 (cons (locale-definition
5362         (name "fy_DE.utf8") (source "fy_DE"))
5363       %default-locale-definitions)
5364 @end example
5366 Likewise, to save space, one might want @code{locale-definitions} to
5367 list only the locales that are actually used, as in:
5369 @example
5370 (list (locale-definition
5371         (name "ja_JP.eucjp") (source "ja_JP")
5372         (charset "EUC-JP")))
5373 @end example
5375 The @code{locale-definition} form is provided by the @code{(gnu system
5376 locale)} module.  Details are given below.
5378 @deftp {Data Type} locale-definition
5379 This is the data type of a locale definition.
5381 @table @asis
5383 @item @code{name}
5384 The name of the locale.  @xref{Locale Names,,, libc, The GNU C Library
5385 Reference Manual}, for more information on locale names.
5387 @item @code{source}
5388 The name of the source for that locale.  This is typically the
5389 @code{@var{language}_@var{territory}} part of the locale name.
5391 @item @code{charset} (default: @code{"UTF-8"})
5392 The ``character set'' or ``code set'' for that locale,
5393 @uref{http://www.iana.org/assignments/character-sets, as defined by
5394 IANA}.
5396 @end table
5397 @end deftp
5399 @defvr {Scheme Variable} %default-locale-definitions
5400 An arbitrary list of commonly used locales, used as the default value of
5401 the @code{locale-definitions} field of @code{operating-system}
5402 declarations.
5403 @end defvr
5405 @node Services
5406 @subsection Services
5408 @cindex system services
5409 An important part of preparing an @code{operating-system} declaration is
5410 listing @dfn{system services} and their configuration (@pxref{Using the
5411 Configuration System}).  System services are typically daemons launched
5412 when the system boots, or other actions needed at that time---e.g.,
5413 configuring network access.
5415 Services are managed by GNU@tie{}dmd (@pxref{Introduction,,, dmd, GNU
5416 dmd Manual}).  On a running system, the @command{deco} command allows
5417 you to list the available services, show their status, start and stop
5418 them, or do other specific operations (@pxref{Jump Start,,, dmd, GNU dmd
5419 Manual}).  For example:
5421 @example
5422 # deco status dmd
5423 @end example
5425 The above command, run as @code{root}, lists the currently defined
5426 services.  The @command{deco doc} command shows a synopsis of the given
5427 service:
5429 @example
5430 # deco doc nscd
5431 Run libc's name service cache daemon (nscd).
5432 @end example
5434 The @command{start}, @command{stop}, and @command{restart} sub-commands
5435 have the effect you would expect.  For instance, the commands below stop
5436 the nscd service and restart the Xorg display server:
5438 @example
5439 # deco stop nscd
5440 Service nscd has been stopped.
5441 # deco restart xorg-server
5442 Service xorg-server has been stopped.
5443 Service xorg-server has been started.
5444 @end example
5446 The following sections document the available services, starting with
5447 the core services, that may be used in an @code{operating-system}
5448 declaration.
5450 @menu
5451 * Base Services::               Essential system services.
5452 * Networking Services::         Network setup, SSH daemon, etc.
5453 * X Window::                    Graphical display.
5454 * Desktop Services::            D-Bus and desktop services.
5455 * Database Services::           SQL databases.
5456 * Various Services::            Other services.
5457 @end menu
5459 @node Base Services
5460 @subsubsection Base Services
5462 The @code{(gnu services base)} module provides definitions for the basic
5463 services that one expects from the system.  The services exported by
5464 this module are listed below.
5466 @defvr {Scheme Variable} %base-services
5467 This variable contains a list of basic services@footnote{Technically,
5468 this is a list of monadic services.  @xref{The Store Monad}.} one would
5469 expect from the system: a login service (mingetty) on each tty, syslogd,
5470 libc's name service cache daemon (nscd), the udev device manager, and
5471 more.
5473 This is the default value of the @code{services} field of
5474 @code{operating-system} declarations.  Usually, when customizing a
5475 system, you will want to append services to @var{%base-services}, like
5476 this:
5478 @example
5479 (cons* (avahi-service) (lsh-service) %base-services)
5480 @end example
5481 @end defvr
5483 @deffn {Monadic Procedure} host-name-service @var{name}
5484 Return a service that sets the host name to @var{name}.
5485 @end deffn
5487 @deffn {Monadic Procedure} mingetty-service @var{tty} [#:motd] @
5488        [#:auto-login #f] [#:login-program] [#:login-pause? #f] @
5489        [#:allow-empty-passwords? #f]
5490 Return a service to run mingetty on @var{tty}.
5492 When @var{allow-empty-passwords?} is true, allow empty log-in password.  When
5493 @var{auto-login} is true, it must be a user name under which to log-in
5494 automatically.  @var{login-pause?} can be set to @code{#t} in conjunction with
5495 @var{auto-login}, in which case the user will have to press a key before the
5496 login shell is launched.
5498 When true, @var{login-program} is a gexp or a monadic gexp denoting the name
5499 of the log-in program (the default is the @code{login} program from the Shadow
5500 tool suite.)
5502 @var{motd} is a monadic value containing a text file to use as
5503 the ``message of the day''.
5504 @end deffn
5506 @cindex name service cache daemon
5507 @cindex nscd
5508 @deffn {Monadic Procedure} nscd-service [@var{config}] [#:glibc glibc] @
5509                 [#:name-services '()]
5510 Return a service that runs libc's name service cache daemon (nscd) with
5511 the given @var{config}---an @code{<nscd-configuration>} object.
5512 Optionally, @code{#:name-services} is a list of packages that provide
5513 name service switch (NSS) modules needed by nscd.  @xref{Name Service
5514 Switch}, for an example.
5515 @end deffn
5517 @defvr {Scheme Variable} %nscd-default-configuration
5518 This is the default @code{<nscd-configuration>} value (see below) used
5519 by @code{nscd-service}.  This uses the caches defined by
5520 @var{%nscd-default-caches}; see below.
5521 @end defvr
5523 @deftp {Data Type} nscd-configuration
5524 This is the type representing the name service cache daemon (nscd)
5525 configuration.
5527 @table @asis
5529 @item @code{log-file} (default: @code{"/var/log/nscd.log"})
5530 Name of nscd's log file.  This is where debugging output goes when
5531 @code{debug-level} is strictly positive.
5533 @item @code{debug-level} (default: @code{0})
5534 Integer denoting the debugging levels.  Higher numbers mean more
5535 debugging output is logged.
5537 @item @code{caches} (default: @var{%nscd-default-caches})
5538 List of @code{<nscd-cache>} objects denoting things to be cached; see
5539 below.
5541 @end table
5542 @end deftp
5544 @deftp {Data Type} nscd-cache
5545 Data type representing a cache database of nscd and its parameters.
5547 @table @asis
5549 @item @code{database}
5550 This is a symbol representing the name of the database to be cached.
5551 Valid values are @code{passwd}, @code{group}, @code{hosts}, and
5552 @code{services}, which designate the corresponding NSS database
5553 (@pxref{NSS Basics,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
5555 @item @code{positive-time-to-live}
5556 @itemx @code{negative-time-to-live} (default: @code{20})
5557 A number representing the number of seconds during which a positive or
5558 negative lookup result remains in cache.
5560 @item @code{check-files?} (default: @code{#t})
5561 Whether to check for updates of the files corresponding to
5562 @var{database}.
5564 For instance, when @var{database} is @code{hosts}, setting this flag
5565 instructs nscd to check for updates in @file{/etc/hosts} and to take
5566 them into account.
5568 @item @code{persistent?} (default: @code{#t})
5569 Whether the cache should be stored persistently on disk.
5571 @item @code{shared?} (default: @code{#t})
5572 Whether the cache should be shared among users.
5574 @item @code{max-database-size} (default: 32@tie{}MiB)
5575 Maximum size in bytes of the database cache.
5577 @c XXX: 'suggested-size' and 'auto-propagate?' seem to be expert
5578 @c settings, so leave them out.
5580 @end table
5581 @end deftp
5583 @defvr {Scheme Variable} %nscd-default-caches
5584 List of @code{<nscd-cache>} objects used by default by
5585 @code{nscd-configuration} (see above.)
5587 It enables persistent and aggressive caching of service and host name
5588 lookups.  The latter provides better host name lookup performance,
5589 resilience in the face of unreliable name servers, and also better
5590 privacy---often the result of host name lookups is in local cache, so
5591 external name servers do not even need to be queried.
5592 @end defvr
5595 @deffn {Monadic Procedure} syslog-service [#:config-file #f]
5596 Return a service that runs @code{syslogd}.  If configuration file name
5597 @var{config-file} is not specified, use some reasonable default
5598 settings.
5599 @end deffn
5601 @deffn {Monadic Procedure} guix-service [#:guix guix] @
5602        [#:builder-group "guixbuild"] [#:build-accounts 10] @
5603        [#:authorize-hydra-key? #t] [#:use-substitutes? #t] @
5604        [#:extra-options '()]
5605 Return a service that runs the build daemon from @var{guix}, and has
5606 @var{build-accounts} user accounts available under @var{builder-group}.
5608 When @var{authorize-hydra-key?} is true, the @code{hydra.gnu.org} public key
5609 provided by @var{guix} is authorized upon activation, meaning that substitutes
5610 from @code{hydra.gnu.org} are used by default.
5612 If @var{use-substitutes?} is false, the daemon is run with
5613 @option{--no-substitutes} (@pxref{Invoking guix-daemon,
5614 @option{--no-substitutes}}).
5616 Finally, @var{extra-options} is a list of additional command-line options
5617 passed to @command{guix-daemon}.
5618 @end deffn
5620 @deffn {Monadic Procedure} udev-service [#:udev udev]
5621 Run @var{udev}, which populates the @file{/dev} directory dynamically.
5622 @end deffn
5624 @deffn {Monadic Procedure} console-keymap-service @var{file}
5625 Return a service to load console keymap from @var{file} using
5626 @command{loadkeys} command.
5627 @end deffn
5630 @node Networking Services
5631 @subsubsection Networking Services
5633 The @code{(gnu services networking)} module provides services to configure
5634 the network interface.
5636 @cindex DHCP, networking service
5637 @deffn {Monadic Procedure} dhcp-client-service [#:dhcp @var{isc-dhcp}]
5638 Return a service that runs @var{dhcp}, a Dynamic Host Configuration
5639 Protocol (DHCP) client, on all the non-loopback network interfaces.
5640 @end deffn
5642 @deffn {Monadic Procedure} static-networking-service @var{interface} @var{ip} @
5643        [#:gateway #f] [#:name-services @code{'()}]
5644 Return a service that starts @var{interface} with address @var{ip}.  If
5645 @var{gateway} is true, it must be a string specifying the default network
5646 gateway.
5647 @end deffn
5649 @cindex wicd
5650 @deffn {Monadic Procedure} wicd-service [#:wicd @var{wicd}]
5651 Return a service that runs @url{https://launchpad.net/wicd,Wicd}, a
5652 network manager that aims to simplify wired and wireless networking.
5653 @end deffn
5655 @deffn {Monadic Procedure} ntp-service [#:ntp @var{ntp}] @
5656   [#:name-service @var{%ntp-servers}]
5657 Return a service that runs the daemon from @var{ntp}, the
5658 @uref{http://www.ntp.org, Network Time Protocol package}.  The daemon will
5659 keep the system clock synchronized with that of @var{servers}.
5660 @end deffn
5662 @defvr {Scheme Variable} %ntp-servers
5663 List of host names used as the default NTP servers.
5664 @end defvr
5666 @deffn {Monadic Procedure} tor-service [#:tor tor]
5667 Return a service to run the @uref{https://torproject.org,Tor} daemon.
5669 The daemon runs with the default settings (in particular the default exit
5670 policy) as the @code{tor} unprivileged user.
5671 @end deffn
5673 @deffn {Monadic Procedure} bitlbee-service [#:bitlbee bitlbee] @
5674          [#:interface "127.0.0.1"] [#:port 6667] @
5675          [#:extra-settings ""]
5676 Return a service that runs @url{http://bitlbee.org,BitlBee}, a daemon that
5677 acts as a gateway between IRC and chat networks.
5679 The daemon will listen to the interface corresponding to the IP address
5680 specified in @var{interface}, on @var{port}.  @code{127.0.0.1} means that only
5681 local clients can connect, whereas @code{0.0.0.0} means that connections can
5682 come from any networking interface.
5684 In addition, @var{extra-settings} specifies a string to append to the
5685 configuration file.
5686 @end deffn
5688 Furthermore, @code{(gnu services ssh)} provides the following service.
5690 @deffn {Monadic Procedure} lsh-service [#:host-key "/etc/lsh/host-key"] @
5691        [#:daemonic? #t] [#:interfaces '()] [#:port-number 22] @
5692        [#:allow-empty-passwords? #f] [#:root-login? #f] @
5693        [#:syslog-output? #t] [#:x11-forwarding? #t] @
5694        [#:tcp/ip-forwarding? #t] [#:password-authentication? #t] @
5695        [#:public-key-authentication? #t] [#:initialize? #t]
5696 Run the @command{lshd} program from @var{lsh} to listen on port @var{port-number}.
5697 @var{host-key} must designate a file containing the host key, and readable
5698 only by root.
5700 When @var{daemonic?} is true, @command{lshd} will detach from the
5701 controlling terminal and log its output to syslogd, unless one sets
5702 @var{syslog-output?} to false.  Obviously, it also makes lsh-service
5703 depend on existence of syslogd service.  When @var{pid-file?} is true,
5704 @command{lshd} writes its PID to the file called @var{pid-file}.
5706 When @var{initialize?} is true, automatically create the seed and host key
5707 upon service activation if they do not exist yet.  This may take long and
5708 require interaction.
5710 When @var{initialize?} is false, it is up to the user to initialize the
5711 randomness generator (@pxref{lsh-make-seed,,, lsh, LSH Manual}), and to create
5712 a key pair with the private key stored in file @var{host-key} (@pxref{lshd
5713 basics,,, lsh, LSH Manual}).
5715 When @var{interfaces} is empty, lshd listens for connections on all the
5716 network interfaces; otherwise, @var{interfaces} must be a list of host names
5717 or addresses.
5719 @var{allow-empty-passwords?} specifies whether to accept log-ins with empty
5720 passwords, and @var{root-login?} specifies whether to accept log-ins as
5721 root.
5723 The other options should be self-descriptive.
5724 @end deffn
5726 @defvr {Scheme Variable} %facebook-host-aliases
5727 This variable contains a string for use in @file{/etc/hosts}
5728 (@pxref{Host Names,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).  Each
5729 line contains a entry that maps a known server name of the Facebook
5730 on-line service---e.g., @code{www.facebook.com}---to the local
5731 host---@code{127.0.0.1} or its IPv6 equivalent, @code{::1}.
5733 This variable is typically used in the @code{hosts-file} field of an
5734 @code{operating-system} declaration (@pxref{operating-system Reference,
5735 @file{/etc/hosts}}):
5737 @example
5738 (use-modules (gnu) (guix))
5740 (operating-system
5741   (host-name "mymachine")
5742   ;; ...
5743   (hosts-file
5744     ;; Create a /etc/hosts file with aliases for "localhost"
5745     ;; and "mymachine", as well as for Facebook servers.
5746     (plain-file "hosts"
5747                 (string-append (local-host-aliases host-name)
5748                                %facebook-host-aliases))))
5749 @end example
5751 This mechanism can prevent programs running locally, such as Web
5752 browsers, from accessing Facebook.
5753 @end defvr
5755 The @code{(gnu services avahi)} provides the following definition.
5757 @deffn {Monadic Procedure} avahi-service [#:avahi @var{avahi}] @
5758           [#:host-name #f] [#:publish? #t] [#:ipv4? #t] @
5759           [#:ipv6? #t] [#:wide-area? #f] @
5760           [#:domains-to-browse '()]
5761 Return a service that runs @command{avahi-daemon}, a system-wide
5762 mDNS/DNS-SD responder that allows for service discovery and
5763 "zero-configuration" host name lookups (see @uref{http://avahi.org/}).
5765 If @var{host-name} is different from @code{#f}, use that as the host name to
5766 publish for this machine; otherwise, use the machine's actual host name.
5768 When @var{publish?} is true, publishing of host names and services is allowed;
5769 in particular, avahi-daemon will publish the machine's host name and IP
5770 address via mDNS on the local network.
5772 When @var{wide-area?} is true, DNS-SD over unicast DNS is enabled.
5774 Boolean values @var{ipv4?} and @var{ipv6?} determine whether to use IPv4/IPv6
5775 sockets.
5776 @end deffn
5779 @node X Window
5780 @subsubsection X Window
5782 Support for the X Window graphical display system---specifically
5783 Xorg---is provided by the @code{(gnu services xorg)} module.  Note that
5784 there is no @code{xorg-service} procedure.  Instead, the X server is
5785 started by the @dfn{login manager}, currently SLiM.
5787 @deffn {Monadic Procedure} slim-service [#:allow-empty-passwords? #f] @
5788   [#:auto-login? #f] [#:default-user ""] [#:startx] @
5789   [#:theme @var{%default-slim-theme}] @
5790   [#:theme-name @var{%default-slim-theme-name}]
5791 Return a service that spawns the SLiM graphical login manager, which in
5792 turn starts the X display server with @var{startx}, a command as returned by
5793 @code{xorg-start-command}.
5795 @cindex X session
5797 SLiM automatically looks for session types described by the @file{.desktop}
5798 files in @file{/run/current-system/profile/share/xsessions} and allows users
5799 to choose a session from the log-in screen using @kbd{F1}.  Packages such as
5800 @var{xfce}, @var{sawfish}, and @var{ratpoison} provide @file{.desktop} files;
5801 adding them to the system-wide set of packages automatically makes them
5802 available at the log-in screen.
5804 In addition, @file{~/.xsession} files are honored.  When available,
5805 @file{~/.xsession} must be an executable that starts a window manager
5806 and/or other X clients.
5808 When @var{allow-empty-passwords?} is true, allow logins with an empty
5809 password.  When @var{auto-login?} is true, log in automatically as
5810 @var{default-user}.
5812 If @var{theme} is @code{#f}, the use the default log-in theme; otherwise
5813 @var{theme} must be a gexp denoting the name of a directory containing the
5814 theme to use.  In that case, @var{theme-name} specifies the name of the
5815 theme.
5816 @end deffn
5818 @defvr {Scheme Variable} %default-theme
5819 @defvrx {Scheme Variable} %default-theme-name
5820 The G-Expression denoting the default SLiM theme and its name.
5821 @end defvr
5823 @deffn {Monadic Procedure} xorg-start-command [#:guile] @
5824   [#:configuration-file #f] [#:xorg-server @var{xorg-server}]
5825 Return a derivation that builds a @var{guile} script to start the X server
5826 from @var{xorg-server}.  @var{configuration-file} is the server configuration
5827 file or a derivation that builds it; when omitted, the result of
5828 @code{xorg-configuration-file} is used.
5830 Usually the X server is started by a login manager.
5831 @end deffn
5833 @deffn {Monadic Procedure} xorg-configuration-file @
5834   [#:drivers '()] [#:resolutions '()] [#:extra-config '()]
5835 Return a configuration file for the Xorg server containing search paths for
5836 all the common drivers.
5838 @var{drivers} must be either the empty list, in which case Xorg chooses a
5839 graphics driver automatically, or a list of driver names that will be tried in
5840 this order---e.g., @code{(\"modesetting\" \"vesa\")}.
5842 Likewise, when @var{resolutions} is the empty list, Xorg chooses an
5843 appropriate screen resolution; otherwise, it must be a list of
5844 resolutions---e.g., @code{((1024 768) (640 480))}.
5846 Last, @var{extra-config} is a list of strings or objects appended to the
5847 @code{text-file*} argument list.  It is used to pass extra text to be added
5848 verbatim to the configuration file.
5849 @end deffn
5851 @node Desktop Services
5852 @subsubsection Desktop Services
5854 The @code{(gnu services desktop)} module provides services that are
5855 usually useful in the context of a ``desktop'' setup---that is, on a
5856 machine running a graphical display server, possibly with graphical user
5857 interfaces, etc.
5859 To simplify things, the module defines a variable containing the set of
5860 services that users typically expect on a machine with a graphical
5861 environment and networking:
5863 @defvr {Scheme Variable} %desktop-services
5864 This is a list of services that builds upon @var{%base-services} and
5865 adds or adjust services for a typical ``desktop'' setup.
5867 In particular, it adds a graphical login manager (@pxref{X Window,
5868 @code{slim-service}}), a network management tool (@pxref{Networking
5869 Services, @code{wicd-service}}), energy and color management services,
5870 the GeoClue location service, an NTP client (@pxref{Networking
5871 Services}), the Avahi daemon, and has the name service switch service
5872 configured to be able to use @code{nss-mdns} (@pxref{Name Service
5873 Switch, mDNS}).
5874 @end defvr
5876 The @var{%desktop-services} variable can be used as the @code{services}
5877 field of an @code{operating-system} declaration (@pxref{operating-system
5878 Reference, @code{services}}).
5880 The actual service definitions provided by @code{(gnu services desktop)}
5881 are described below.
5883 @deffn {Monadic Procedure} dbus-service @var{services} @
5884                          [#:dbus @var{dbus}]
5885 Return a service that runs the ``system bus'', using @var{dbus}, with
5886 support for @var{services}.
5888 @uref{http://dbus.freedesktop.org/, D-Bus} is an inter-process communication
5889 facility.  Its system bus is used to allow system services to communicate
5890 and be notified of system-wide events.
5892 @var{services} must be a list of packages that provide an
5893 @file{etc/dbus-1/system.d} directory containing additional D-Bus configuration
5894 and policy files.  For example, to allow avahi-daemon to use the system bus,
5895 @var{services} must be equal to @code{(list avahi)}.
5896 @end deffn
5898 @deffn {Monadic Procedure} upower-service [#:upower @var{upower}] @
5899                          [#:watts-up-pro? #f] @
5900                          [#:poll-batteries? #t] @
5901                          [#:ignore-lid? #f] @
5902                          [#:use-percentage-for-policy? #f] @
5903                          [#:percentage-low 10] @
5904                          [#:percentage-critical 3] @
5905                          [#:percentage-action 2] @
5906                          [#:time-low 1200] @
5907                          [#:time-critical 300] @
5908                          [#:time-action 120] @
5909                          [#:critical-power-action 'hybrid-sleep]
5910 Return a service that runs @uref{http://upower.freedesktop.org/,
5911 @command{upowerd}}, a system-wide monitor for power consumption and battery
5912 levels, with the given configuration settings.  It implements the
5913 @code{org.freedesktop.UPower} D-Bus interface, and is notably used by
5914 GNOME.
5915 @end deffn
5917 @deffn {Monadic Procedure} colord-service [#:colord @var{colord}]
5918 Return a service that runs @command{colord}, a system service with a D-Bus
5919 interface to manage the color profiles of input and output devices such as
5920 screens and scanners.  It is notably used by the GNOME Color Manager graphical
5921 tool.  See @uref{http://www.freedesktop.org/software/colord/, the colord web
5922 site} for more information.
5923 @end deffn
5925 @deffn {Scheme Procedure} geoclue-application name [#:allowed? #t] [#:system? #f] [#:users '()]
5926 Return an configuration allowing an application to access GeoClue
5927 location data.  @var{name} is the Desktop ID of the application, without
5928 the @code{.desktop} part.  If @var{allowed?} is true, the application
5929 will have access to location information by default.  The boolean
5930 @var{system?}  value indicates that an application is a system component
5931 or not.  Finally @var{users} is a list of UIDs of all users for which
5932 this application is allowed location info access.  An empty users list
5933 means that all users are allowed.
5934 @end deffn
5936 @defvr {Scheme Variable} %standard-geoclue-applications
5937 The standard list of well-known GeoClue application configurations,
5938 granting authority to GNOME's date-and-time utility to ask for the
5939 current location in order to set the time zone, and allowing the Firefox
5940 (IceCat) and Epiphany web browsers to request location information.
5941 Firefox and Epiphany both query the user before allowing a web page to
5942 know the user's location.
5943 @end defvr
5945 @deffn {Monadic Procedure} geoclue-service [#:colord @var{colord}] @
5946                          [#:whitelist '()] @
5947                          [#:wifi-geolocation-url "https://location.services.mozilla.com/v1/geolocate?key=geoclue"] @
5948                          [#:submit-data? #f]
5949                          [#:wifi-submission-url "https://location.services.mozilla.com/v1/submit?key=geoclue"] @
5950                          [#:submission-nick "geoclue"] @
5951                          [#:applications %standard-geoclue-applications]
5952 Return a service that runs the GeoClue location service.  This service
5953 provides a D-Bus interface to allow applications to request access to a
5954 user's physical location, and optionally to add information to online
5955 location databases.  See
5956 @uref{https://wiki.freedesktop.org/www/Software/GeoClue/, the GeoClue
5957 web site} for more information.
5958 @end deffn
5960 @node Database Services
5961 @subsubsection Database Services
5963 The @code{(gnu services databases)} module provides the following service.
5965 @deffn {Monadic Procedure} postgresql-service [#:postgresql postgresql] @
5966        [#:config-file] [#:data-directory ``/var/lib/postgresql/data'']
5967 Return a service that runs @var{postgresql}, the PostgreSQL database
5968 server.
5970 The PostgreSQL daemon loads its runtime configuration from
5971 @var{config-file} and stores the database cluster in
5972 @var{data-directory}.
5973 @end deffn
5975 @node Various Services
5976 @subsubsection Various Services
5978 The @code{(gnu services lirc)} module provides the following service.
5980 @deffn {Monadic Procedure} lirc-service [#:lirc lirc] @
5981        [#:device #f] [#:driver #f] [#:config-file #f] @
5982        [#:extra-options '()]
5983 Return a service that runs @url{http://www.lirc.org,LIRC}, a daemon that
5984 decodes infrared signals from remote controls.
5986 Optionally, @var{device}, @var{driver} and @var{config-file}
5987 (configuration file name) may be specified.  See @command{lircd} manual
5988 for details.
5990 Finally, @var{extra-options} is a list of additional command-line options
5991 passed to @command{lircd}.
5992 @end deffn
5995 @node Setuid Programs
5996 @subsection Setuid Programs
5998 @cindex setuid programs
5999 Some programs need to run with ``root'' privileges, even when they are
6000 launched by unprivileged users.  A notorious example is the
6001 @command{passwd} program, which users can run to change their
6002 password, and which needs to access the @file{/etc/passwd} and
6003 @file{/etc/shadow} files---something normally restricted to root, for
6004 obvious security reasons.  To address that, these executables are
6005 @dfn{setuid-root}, meaning that they always run with root privileges
6006 (@pxref{How Change Persona,,, libc, The GNU C Library Reference Manual},
6007 for more info about the setuid mechanisms.)
6009 The store itself @emph{cannot} contain setuid programs: that would be a
6010 security issue since any user on the system can write derivations that
6011 populate the store (@pxref{The Store}).  Thus, a different mechanism is
6012 used: instead of changing the setuid bit directly on files that are in
6013 the store, we let the system administrator @emph{declare} which programs
6014 should be setuid root.
6016 The @code{setuid-programs} field of an @code{operating-system}
6017 declaration contains a list of G-expressions denoting the names of
6018 programs to be setuid-root (@pxref{Using the Configuration System}).
6019 For instance, the @command{passwd} program, which is part of the Shadow
6020 package, can be designated by this G-expression (@pxref{G-Expressions}):
6022 @example
6023 #~(string-append #$shadow "/bin/passwd")
6024 @end example
6026 A default set of setuid programs is defined by the
6027 @code{%setuid-programs} variable of the @code{(gnu system)} module.
6029 @defvr {Scheme Variable} %setuid-programs
6030 A list of G-expressions denoting common programs that are setuid-root.
6032 The list includes commands such as @command{passwd}, @command{ping},
6033 @command{su}, and @command{sudo}.
6034 @end defvr
6036 Under the hood, the actual setuid programs are created in the
6037 @file{/run/setuid-programs} directory at system activation time.  The
6038 files in this directory refer to the ``real'' binaries, which are in the
6039 store.
6041 @node X.509 Certificates
6042 @subsection X.509 Certificates
6044 @cindex HTTPS, certificates
6045 @cindex X.509 certificates
6046 @cindex TLS
6047 Web servers available over HTTPS (that is, HTTP over the transport-layer
6048 security mechanism, TLS) send client programs an @dfn{X.509 certificate}
6049 that the client can then use to @emph{authenticate} the server.  To do
6050 that, clients verify that the server's certificate is signed by a
6051 so-called @dfn{certificate authority} (CA).  But to verify the CA's
6052 signature, clients must have first acquired the CA's certificate.
6054 Web browsers such as GNU@tie{}IceCat include their own set of CA
6055 certificates, such that they are able to verify CA signatures
6056 out-of-the-box.
6058 However, most other programs that can talk HTTPS---@command{wget},
6059 @command{git}, @command{w3m}, etc.---need to be told where CA
6060 certificates can be found.
6062 @cindex @code{nss-certs}
6063 In GuixSD, this is done by adding a package that provides certificates
6064 to the @code{packages} field of the @code{operating-system} declaration
6065 (@pxref{operating-system Reference}).  GuixSD includes one such package,
6066 @code{nss-certs}, which is a set of CA certificates provided as part of
6067 Mozilla's Network Security Services.
6069 Note that it is @emph{not} part of @var{%base-packages}, so you need to
6070 explicitly add it.  The @file{/etc/ssl/certs} directory, which is where
6071 most applications and libraries look for certificates by default, points
6072 to the certificates installed globally.
6074 Unprivileged users can also install their own certificate package in
6075 their profile.  A number of environment variables need to be defined so
6076 that applications and libraries know where to find them.  Namely, the
6077 OpenSSL library honors the @code{SSL_CERT_DIR} and @code{SSL_CERT_FILE}
6078 variables.  Some applications add their own environment variables; for
6079 instance, the Git version control system honors the certificate bundle
6080 pointed to by the @code{GIT_SSL_CAINFO} environment variable.
6083 @node Name Service Switch
6084 @subsection Name Service Switch
6086 @cindex name service switch
6087 @cindex NSS
6088 The @code{(gnu system nss)} module provides bindings to the
6089 configuration file of libc's @dfn{name service switch} or @dfn{NSS}
6090 (@pxref{NSS Configuration File,,, libc, The GNU C Library Reference
6091 Manual}).  In a nutshell, the NSS is a mechanism that allows libc to be
6092 extended with new ``name'' lookup methods for system databases, which
6093 includes host names, service names, user accounts, and more (@pxref{Name
6094 Service Switch, System Databases and Name Service Switch,, libc, The GNU
6095 C Library Reference Manual}).
6097 The NSS configuration specifies, for each system database, which lookup
6098 method is to be used, and how the various methods are chained
6099 together---for instance, under which circumstances NSS should try the
6100 next method in the list.  The NSS configuration is given in the
6101 @code{name-service-switch} field of @code{operating-system} declarations
6102 (@pxref{operating-system Reference, @code{name-service-switch}}).
6104 @cindex nss-mdns
6105 @cindex .local, host name lookup
6106 As an example, the declaration below configures the NSS to use the
6107 @uref{http://0pointer.de/lennart/projects/nss-mdns/, @code{nss-mdns}
6108 back-end}, which supports host name lookups over multicast DNS (mDNS)
6109 for host names ending in @code{.local}:
6111 @example
6112 (name-service-switch
6113    (hosts (list %files    ;first, check /etc/hosts
6115                 ;; If the above did not succeed, try
6116                 ;; with 'mdns_minimal'.
6117                 (name-service
6118                   (name "mdns_minimal")
6120                   ;; 'mdns_minimal' is authoritative for
6121                   ;; '.local'.  When it returns "not found",
6122                   ;; no need to try the next methods.
6123                   (reaction (lookup-specification
6124                              (not-found => return))))
6126                 ;; Then fall back to DNS.
6127                 (name-service
6128                   (name "dns"))
6130                 ;; Finally, try with the "full" 'mdns'.
6131                 (name-service
6132                   (name "mdns")))))
6133 @end example
6135 Don't worry: the @code{%mdns-host-lookup-nss} variable (see below)
6136 contains this configuration, so you won't have to type it if all you
6137 want is to have @code{.local} host lookup working.
6139 Note that, in this case, in addition to setting the
6140 @code{name-service-switch} of the @code{operating-system} declaration,
6141 @code{nscd-service} must be told where to find the @code{nss-mdns}
6142 shared library (@pxref{Base Services, @code{nscd-service}}).  Since the
6143 @code{nscd} service is part of @var{%base-services}, you may want to
6144 customize it by adding this snippet in the operating system
6145 configuration file:
6147 @example
6148 (use-modules (guix) (gnu))
6150 (define %my-base-services
6151   ;; Replace the default nscd service with one that knows
6152   ;; about nss-mdns.
6153   (map (lambda (mservice)
6154          ;; "Bind" the MSERVICE monadic value to inspect it.
6155          (mlet %store-monad ((service mservice))
6156            (if (member 'nscd (service-provision service))
6157                (nscd-service (nscd-configuration)
6158                              #:name-services (list nss-mdns))
6159                mservice)))
6160        %base-services))
6161 @end example
6163 @noindent
6164 @dots{} and then refer to @var{%my-base-services} instead of
6165 @var{%base-services} in the @code{operating-system} declaration.
6166 Lastly, this relies on the availability of the Avahi service
6167 (@pxref{Networking Services, @code{avahi-service}}).
6169 For convenience, the following variables provide typical NSS
6170 configurations.
6172 @defvr {Scheme Variable} %default-nss
6173 This is the default name service switch configuration, a
6174 @code{name-service-switch} object.
6175 @end defvr
6177 @defvr {Scheme Variable} %mdns-host-lookup-nss
6178 This is the name service switch configuration with support for host name
6179 lookup over multicast DNS (mDNS) for host names ending in @code{.local}.
6180 @end defvr
6182 The reference for name service switch configuration is given below.  It
6183 is a direct mapping of the C library's configuration file format, so
6184 please refer to the C library manual for more information (@pxref{NSS
6185 Configuration File,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
6186 Compared to libc's NSS configuration file format, it has the advantage
6187 not only of adding this warm parenthetic feel that we like, but also
6188 static checks: you'll know about syntax errors and typos as soon as you
6189 run @command{guix system}.
6191 @deftp {Data Type} name-service-switch
6193 This is the data type representation the configuration of libc's name
6194 service switch (NSS).  Each field below represents one of the supported
6195 system databases.
6197 @table @code
6198 @item aliases
6199 @itemx ethers
6200 @itemx group
6201 @itemx gshadow
6202 @itemx hosts
6203 @itemx initgroups
6204 @itemx netgroup
6205 @itemx networks
6206 @itemx password
6207 @itemx public-key
6208 @itemx rpc
6209 @itemx services
6210 @itemx shadow
6211 The system databases handled by the NSS.  Each of these fields must be a
6212 list of @code{<name-service>} objects (see below.)
6213 @end table
6214 @end deftp
6216 @deftp {Data Type} name-service
6218 This is the data type representing an actual name service and the
6219 associated lookup action.
6221 @table @code
6222 @item name
6223 A string denoting the name service (@pxref{Services in the NSS
6224 configuration,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
6226 Note that name services listed here must be visible to nscd.  This is
6227 achieved by passing the @code{#:name-services} argument to
6228 @code{nscd-service} the list of packages providing the needed name
6229 services (@pxref{Base Services, @code{nscd-service}}).
6231 @item reaction
6232 An action specified using the @code{lookup-specification} macro
6233 (@pxref{Actions in the NSS configuration,,, libc, The GNU C Library
6234 Reference Manual}).  For example:
6236 @example
6237 (lookup-specification (unavailable => continue)
6238                       (success => return))
6239 @end example
6240 @end table
6241 @end deftp
6243 @node Initial RAM Disk
6244 @subsection Initial RAM Disk
6246 @cindex initial RAM disk (initrd)
6247 @cindex initrd (initial RAM disk)
6248 For bootstrapping purposes, the Linux-Libre kernel is passed an
6249 @dfn{initial RAM disk}, or @dfn{initrd}.  An initrd contains a temporary
6250 root file system, as well as an initialization script.  The latter is
6251 responsible for mounting the real root file system, and for loading any
6252 kernel modules that may be needed to achieve that.
6254 The @code{initrd} field of an @code{operating-system} declaration allows
6255 you to specify which initrd you would like to use.  The @code{(gnu
6256 system linux-initrd)} module provides two ways to build an initrd: the
6257 high-level @code{base-initrd} procedure, and the low-level
6258 @code{expression->initrd} procedure.
6260 The @code{base-initrd} procedure is intended to cover most common uses.
6261 For example, if you want to add a bunch of kernel modules to be loaded
6262 at boot time, you can define the @code{initrd} field of the operating
6263 system declaration like this:
6265 @example
6266 (initrd (lambda (file-systems . rest)
6267           ;; Create a standard initrd that has modules "foo.ko"
6268           ;; and "bar.ko", as well as their dependencies, in
6269           ;; addition to the modules available by default.
6270           (apply base-initrd file-systems
6271                  #:extra-modules '("foo" "bar")
6272                  rest)))
6273 @end example
6275 The @code{base-initrd} procedure also handles common use cases that
6276 involves using the system as a QEMU guest, or as a ``live'' system whose
6277 root file system is volatile.
6279 @deffn {Monadic Procedure} base-initrd @var{file-systems} @
6280        [#:qemu-networking? #f] [#:virtio? #f] [#:volatile-root? #f] @
6281        [#:extra-modules '()] [#:mapped-devices '()]
6282 Return a monadic derivation that builds a generic initrd.  @var{file-systems} is
6283 a list of file-systems to be mounted by the initrd, possibly in addition to
6284 the root file system specified on the kernel command line via @code{--root}.
6285 @var{mapped-devices} is a list of device mappings to realize before
6286 @var{file-systems} are mounted (@pxref{Mapped Devices}).
6288 When @var{qemu-networking?} is true, set up networking with the standard QEMU
6289 parameters.  When @var{virtio?} is true, load additional modules so the initrd can
6290 be used as a QEMU guest with para-virtualized I/O drivers.
6292 When @var{volatile-root?} is true, the root file system is writable but any changes
6293 to it are lost.
6295 The initrd is automatically populated with all the kernel modules necessary
6296 for @var{file-systems} and for the given options.  However, additional kernel
6297 modules can be listed in @var{extra-modules}.  They will be added to the initrd, and
6298 loaded at boot time in the order in which they appear.
6299 @end deffn
6301 Needless to say, the initrds we produce and use embed a
6302 statically-linked Guile, and the initialization program is a Guile
6303 program.  That gives a lot of flexibility.  The
6304 @code{expression->initrd} procedure builds such an initrd, given the
6305 program to run in that initrd.
6307 @deffn {Monadic Procedure} expression->initrd @var{exp} @
6308        [#:guile %guile-static-stripped] [#:name "guile-initrd"] @
6309        [#:modules '()]
6310 Return a derivation that builds a Linux initrd (a gzipped cpio archive)
6311 containing @var{guile} and that evaluates @var{exp}, a G-expression,
6312 upon booting.  All the derivations referenced by @var{exp} are
6313 automatically copied to the initrd.
6315 @var{modules} is a list of Guile module names to be embedded in the
6316 initrd.
6317 @end deffn
6319 @node GRUB Configuration
6320 @subsection GRUB Configuration
6322 @cindex GRUB
6323 @cindex boot loader
6325 The operating system uses GNU@tie{}GRUB as its boot loader
6326 (@pxref{Overview, overview of GRUB,, grub, GNU GRUB Manual}).  It is
6327 configured using @code{grub-configuration} declarations.  This data type
6328 is exported by the @code{(gnu system grub)} module, and described below.
6330 @deftp {Data Type} grub-configuration
6331 The type of a GRUB configuration declaration.
6333 @table @asis
6335 @item @code{device}
6336 This is a string denoting the boot device.  It must be a device name
6337 understood by the @command{grub-install} command, such as
6338 @code{/dev/sda} or @code{(hd0)} (@pxref{Invoking grub-install,,, grub,
6339 GNU GRUB Manual}).
6341 @item @code{menu-entries} (default: @code{()})
6342 A possibly empty list of @code{menu-entry} objects (see below), denoting
6343 entries to appear in the GRUB boot menu, in addition to the current
6344 system entry and the entry pointing to previous system generations.
6346 @item @code{default-entry} (default: @code{0})
6347 The index of the default boot menu entry.  Index 0 is for the current
6348 system's entry.
6350 @item @code{timeout} (default: @code{5})
6351 The number of seconds to wait for keyboard input before booting.  Set to
6352 0 to boot immediately, and to -1 to wait indefinitely.
6354 @item @code{theme} (default: @var{%default-theme})
6355 The @code{grub-theme} object describing the theme to use.
6356 @end table
6358 @end deftp
6360 Should you want to list additional boot menu entries @i{via} the
6361 @code{menu-entries} field above, you will need to create them with the
6362 @code{menu-entry} form:
6364 @deftp {Data Type} menu-entry
6365 The type of an entry in the GRUB boot menu.
6367 @table @asis
6369 @item @code{label}
6370 The label to show in the menu---e.g., @code{"GNU"}.
6372 @item @code{linux}
6373 The Linux kernel to boot.
6375 @item @code{linux-arguments} (default: @code{()})
6376 The list of extra Linux kernel command-line arguments---e.g.,
6377 @code{("console=ttyS0")}.
6379 @item @code{initrd}
6380 A G-Expression or string denoting the file name of the initial RAM disk
6381 to use (@pxref{G-Expressions}).
6383 @end table
6384 @end deftp
6386 @c FIXME: Write documentation once it's stable.
6387 Themes are created using the @code{grub-theme} form, which is not
6388 documented yet.
6390 @defvr {Scheme Variable} %default-theme
6391 This is the default GRUB theme used by the operating system, with a
6392 fancy background image displaying the GNU and Guix logos.
6393 @end defvr
6396 @node Invoking guix system
6397 @subsection Invoking @code{guix system}
6399 Once you have written an operating system declaration, as seen in the
6400 previous section, it can be @dfn{instantiated} using the @command{guix
6401 system} command.  The synopsis is:
6403 @example
6404 guix system @var{options}@dots{} @var{action} @var{file}
6405 @end example
6407 @var{file} must be the name of a file containing an
6408 @code{operating-system} declaration.  @var{action} specifies how the
6409 operating system is instantiate.  Currently the following values are
6410 supported:
6412 @table @code
6413 @item reconfigure
6414 Build the operating system described in @var{file}, activate it, and
6415 switch to it@footnote{This action is usable only on systems already
6416 running GNU.}.
6418 This effects all the configuration specified in @var{file}: user
6419 accounts, system services, global package list, setuid programs, etc.
6421 It also adds a GRUB menu entry for the new OS configuration, and moves
6422 entries for older configurations to a submenu---unless
6423 @option{--no-grub} is passed.
6425 @c The paragraph below refers to the problem discussed at
6426 @c <http://lists.gnu.org/archive/html/guix-devel/2014-08/msg00057.html>.
6427 It is highly recommended to run @command{guix pull} once before you run
6428 @command{guix system reconfigure} for the first time (@pxref{Invoking
6429 guix pull}).  Failing to do that you would see an older version of Guix
6430 once @command{reconfigure} has completed.
6432 @item build
6433 Build the operating system's derivation, which includes all the
6434 configuration files and programs needed to boot and run the system.
6435 This action does not actually install anything.
6437 @item init
6438 Populate the given directory with all the files necessary to run the
6439 operating system specified in @var{file}.  This is useful for first-time
6440 installations of GuixSD.  For instance:
6442 @example
6443 guix system init my-os-config.scm /mnt
6444 @end example
6446 copies to @file{/mnt} all the store items required by the configuration
6447 specified in @file{my-os-config.scm}.  This includes configuration
6448 files, packages, and so on.  It also creates other essential files
6449 needed for the system to operate correctly---e.g., the @file{/etc},
6450 @file{/var}, and @file{/run} directories, and the @file{/bin/sh} file.
6452 This command also installs GRUB on the device specified in
6453 @file{my-os-config}, unless the @option{--no-grub} option was passed.
6455 @item vm
6456 @cindex virtual machine
6457 @cindex VM
6458 Build a virtual machine that contain the operating system declared in
6459 @var{file}, and return a script to run that virtual machine (VM).
6460 Arguments given to the script are passed as is to QEMU.
6462 The VM shares its store with the host system.
6464 Additional file systems can be shared between the host and the VM using
6465 the @code{--share} and @code{--expose} command-line options: the former
6466 specifies a directory to be shared with write access, while the latter
6467 provides read-only access to the shared directory.
6469 The example below creates a VM in which the user's home directory is
6470 accessible read-only, and where the @file{/exchange} directory is a
6471 read-write mapping of the host's @file{$HOME/tmp}:
6473 @example
6474 guix system vm my-config.scm \
6475    --expose=$HOME --share=$HOME/tmp=/exchange
6476 @end example
6478 On GNU/Linux, the default is to boot directly to the kernel; this has
6479 the advantage of requiring only a very tiny root disk image since the
6480 host's store can then be mounted.
6482 The @code{--full-boot} option forces a complete boot sequence, starting
6483 with the bootloader.  This requires more disk space since a root image
6484 containing at least the kernel, initrd, and bootloader data files must
6485 be created.  The @code{--image-size} option can be used to specify the
6486 image's size.
6488 @item vm-image
6489 @itemx disk-image
6490 Return a virtual machine or disk image of the operating system declared
6491 in @var{file} that stands alone.  Use the @option{--image-size} option
6492 to specify the size of the image.
6494 When using @code{vm-image}, the returned image is in qcow2 format, which
6495 the QEMU emulator can efficiently use.
6497 When using @code{disk-image}, a raw disk image is produced; it can be
6498 copied as is to a USB stick, for instance.  Assuming @code{/dev/sdc} is
6499 the device corresponding to a USB stick, one can copy the image on it
6500 using the following command:
6502 @example
6503 # dd if=$(guix system disk-image my-os.scm) of=/dev/sdc
6504 @end example
6506 @end table
6508 @var{options} can contain any of the common build options provided by
6509 @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).  In addition,
6510 @var{options} can contain one of the following:
6512 @table @option
6513 @item --system=@var{system}
6514 @itemx -s @var{system}
6515 Attempt to build for @var{system} instead of the host's system type.
6516 This works as per @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).
6518 @item --image-size=@var{size}
6519 For the @code{vm-image} and @code{disk-image} actions, create an image
6520 of the given @var{size}.  @var{size} may be a number of bytes, or it may
6521 include a unit as a suffix (@pxref{Block size, size specifications,,
6522 coreutils, GNU Coreutils}).
6524 @item --on-error=@var{strategy}
6525 Apply @var{strategy} when an error occurs when reading @var{file}.
6526 @var{strategy} may be one of the following:
6528 @table @code
6529 @item nothing-special
6530 Report the error concisely and exit.  This is the default strategy.
6532 @item backtrace
6533 Likewise, but also display a backtrace.
6535 @item debug
6536 Report the error and enter Guile's debugger.  From there, you can run
6537 commands such as @code{,bt} to get a backtrace, @code{,locals} to
6538 display local variable values, and more generally inspect the program's
6539 state.  @xref{Debug Commands,,, guile, GNU Guile Reference Manual}, for
6540 a list of available debugging commands.
6541 @end table
6542 @end table
6544 Note that all the actions above, except @code{build} and @code{init},
6545 rely on KVM support in the Linux-Libre kernel.  Specifically, the
6546 machine should have hardware virtualization support, the corresponding
6547 KVM kernel module should be loaded, and the @file{/dev/kvm} device node
6548 must exist and be readable and writable by the user and by the daemon's
6549 build users.
6551 @node Defining Services
6552 @subsection Defining Services
6554 The @code{(gnu services @dots{})} modules define several procedures that allow
6555 users to declare the operating system's services (@pxref{Using the
6556 Configuration System}).  These procedures are @emph{monadic
6557 procedures}---i.e., procedures that return a monadic value in the store
6558 monad (@pxref{The Store Monad}).  For examples of such procedures,
6559 @xref{Services}.
6561 @cindex service definition
6562 The monadic value returned by those procedures is a @dfn{service
6563 definition}---a structure as returned by the @code{service} form.
6564 Service definitions specifies the inputs the service depends on, and an
6565 expression to start and stop the service.  Behind the scenes, service
6566 definitions are ``translated'' into the form suitable for the
6567 configuration file of dmd, the init system (@pxref{Services,,, dmd, GNU
6568 dmd Manual}).
6570 As an example, here is what the @code{nscd-service} procedure looks
6571 like:
6573 @lisp
6574 (define (nscd-service)
6575   (with-monad %store-monad
6576     (return (service
6577              (documentation "Run libc's name service cache daemon.")
6578              (provision '(nscd))
6579              (activate #~(begin
6580                            (use-modules (guix build utils))
6581                            (mkdir-p "/var/run/nscd")))
6582              (start #~(make-forkexec-constructor
6583                        (string-append #$glibc "/sbin/nscd")
6584                        "-f" "/dev/null" "--foreground"))
6585              (stop #~(make-kill-destructor))
6586              (respawn? #f)))))
6587 @end lisp
6589 @noindent
6590 The @code{activate}, @code{start}, and @code{stop} fields are G-expressions
6591 (@pxref{G-Expressions}).  The @code{activate} field contains a script to
6592 run at ``activation'' time; it makes sure that the @file{/var/run/nscd}
6593 directory exists before @command{nscd} is started.
6595 The @code{start} and @code{stop} fields refer to dmd's facilities to
6596 start and stop processes (@pxref{Service De- and Constructors,,, dmd,
6597 GNU dmd Manual}).  The @code{provision} field specifies the name under
6598 which this service is known to dmd, and @code{documentation} specifies
6599 on-line documentation.  Thus, the commands @command{deco start ncsd},
6600 @command{deco stop nscd}, and @command{deco doc nscd} will do what you
6601 would expect (@pxref{Invoking deco,,, dmd, GNU dmd Manual}).
6604 @node Installing Debugging Files
6605 @section Installing Debugging Files
6607 @cindex debugging files
6608 Program binaries, as produced by the GCC compilers for instance, are
6609 typically written in the ELF format, with a section containing
6610 @dfn{debugging information}.  Debugging information is what allows the
6611 debugger, GDB, to map binary code to source code; it is required to
6612 debug a compiled program in good conditions.
6614 The problem with debugging information is that is takes up a fair amount
6615 of disk space.  For example, debugging information for the GNU C Library
6616 weighs in at more than 60 MiB.  Thus, as a user, keeping all the
6617 debugging info of all the installed programs is usually not an option.
6618 Yet, space savings should not come at the cost of an impediment to
6619 debugging---especially in the GNU system, which should make it easier
6620 for users to exert their computing freedom (@pxref{GNU Distribution}).
6622 Thankfully, the GNU Binary Utilities (Binutils) and GDB provide a
6623 mechanism that allows users to get the best of both worlds: debugging
6624 information can be stripped from the binaries and stored in separate
6625 files.  GDB is then able to load debugging information from those files,
6626 when they are available (@pxref{Separate Debug Files,,, gdb, Debugging
6627 with GDB}).
6629 The GNU distribution takes advantage of this by storing debugging
6630 information in the @code{lib/debug} sub-directory of a separate package
6631 output unimaginatively called @code{debug} (@pxref{Packages with
6632 Multiple Outputs}).  Users can choose to install the @code{debug} output
6633 of a package when they need it.  For instance, the following command
6634 installs the debugging information for the GNU C Library and for GNU
6635 Guile:
6637 @example
6638 guix package -i glibc:debug guile:debug
6639 @end example
6641 GDB must then be told to look for debug files in the user's profile, by
6642 setting the @code{debug-file-directory} variable (consider setting it
6643 from the @file{~/.gdbinit} file, @pxref{Startup,,, gdb, Debugging with
6644 GDB}):
6646 @example
6647 (gdb) set debug-file-directory ~/.guix-profile/lib/debug
6648 @end example
6650 From there on, GDB will pick up debugging information from the
6651 @code{.debug} files under @file{~/.guix-profile/lib/debug}.
6653 In addition, you will most likely want GDB to be able to show the source
6654 code being debugged.  To do that, you will have to unpack the source
6655 code of the package of interest (obtained with @code{guix build
6656 --source}, @pxref{Invoking guix build}), and to point GDB to that source
6657 directory using the @code{directory} command (@pxref{Source Path,
6658 @code{directory},, gdb, Debugging with GDB}).
6660 @c XXX: keep me up-to-date
6661 The @code{debug} output mechanism in Guix is implemented by the
6662 @code{gnu-build-system} (@pxref{Build Systems}).  Currently, it is
6663 opt-in---debugging information is available only for those packages
6664 whose definition explicitly declares a @code{debug} output.  This may be
6665 changed to opt-out in the future, if our build farm servers can handle
6666 the load.  To check whether a package has a @code{debug} output, use
6667 @command{guix package --list-available} (@pxref{Invoking guix package}).
6670 @node Security Updates
6671 @section Security Updates
6673 @quotation Note
6674 As of version @value{VERSION}, the feature described in this section is
6675 experimental.
6676 @end quotation
6678 @cindex security updates
6679 Occasionally, important security vulnerabilities are discovered in core
6680 software packages and must be patched.  Guix follows a functional
6681 package management discipline (@pxref{Introduction}), which implies
6682 that, when a package is changed, @emph{every package that depends on it}
6683 must be rebuilt.  This can significantly slow down the deployment of
6684 fixes in core packages such as libc or Bash, since basically the whole
6685 distribution would need to be rebuilt.  Using pre-built binaries helps
6686 (@pxref{Substitutes}), but deployment may still take more time than
6687 desired.
6689 @cindex grafts
6690 To address that, Guix implements @dfn{grafts}, a mechanism that allows
6691 for fast deployment of critical updates without the costs associated
6692 with a whole-distribution rebuild.  The idea is to rebuild only the
6693 package that needs to be patched, and then to ``graft'' it onto packages
6694 explicitly installed by the user and that were previously referring to
6695 the original package.  The cost of grafting is typically very low, and
6696 order of magnitudes lower than a full rebuild of the dependency chain.
6698 @cindex replacements of packages, for grafts
6699 For instance, suppose a security update needs to be applied to Bash.
6700 Guix developers will provide a package definition for the ``fixed''
6701 Bash, say @var{bash-fixed}, in the usual way (@pxref{Defining
6702 Packages}).  Then, the original package definition is augmented with a
6703 @code{replacement} field pointing to the package containing the bug fix:
6705 @example
6706 (define bash
6707   (package
6708     (name "bash")
6709     ;; @dots{}
6710     (replacement bash-fixed)))
6711 @end example
6713 From there on, any package depending directly or indirectly on Bash that
6714 is installed will automatically be ``rewritten'' to refer to
6715 @var{bash-fixed} instead of @var{bash}.  This grafting process takes
6716 time proportional to the size of the package, but expect less than a
6717 minute for an ``average'' package on a recent machine.
6719 Currently, the graft and the package it replaces (@var{bash-fixed} and
6720 @var{bash} in the example above) must have the exact same @code{name}
6721 and @code{version} fields.  This restriction mostly comes from the fact
6722 that grafting works by patching files, including binary files, directly.
6723 Other restrictions may apply: for instance, when adding a graft to a
6724 package providing a shared library, the original shared library and its
6725 replacement must have the same @code{SONAME} and be binary-compatible.
6728 @node Package Modules
6729 @section Package Modules
6731 From a programming viewpoint, the package definitions of the
6732 GNU distribution are provided by Guile modules in the @code{(gnu packages
6733 @dots{})} name space@footnote{Note that packages under the @code{(gnu
6734 packages @dots{})} module name space are not necessarily ``GNU
6735 packages''.  This module naming scheme follows the usual Guile module
6736 naming convention: @code{gnu} means that these modules are distributed
6737 as part of the GNU system, and @code{packages} identifies modules that
6738 define packages.}  (@pxref{Modules, Guile modules,, guile, GNU Guile
6739 Reference Manual}).  For instance, the @code{(gnu packages emacs)}
6740 module exports a variable named @code{emacs}, which is bound to a
6741 @code{<package>} object (@pxref{Defining Packages}).
6743 The @code{(gnu packages @dots{})} module name space is
6744 automatically scanned for packages by the command-line tools.  For
6745 instance, when running @code{guix package -i emacs}, all the @code{(gnu
6746 packages @dots{})} modules are scanned until one that exports a package
6747 object whose name is @code{emacs} is found.  This package search
6748 facility is implemented in the @code{(gnu packages)} module.
6750 @cindex customization, of packages
6751 @cindex package module search path
6752 Users can store package definitions in modules with different
6753 names---e.g., @code{(my-packages emacs)}@footnote{Note that the file
6754 name and module name must match.  For instance, the @code{(my-packages
6755 emacs)} module must be stored in a @file{my-packages/emacs.scm} file
6756 relative to the load path specified with @option{--load-path} or
6757 @code{GUIX_PACKAGE_PATH}.  @xref{Modules and the File System,,,
6758 guile, GNU Guile Reference Manual}, for details.}.  These package definitions
6759 will not be visible by default.  Thus, users can invoke commands such as
6760 @command{guix package} and @command{guix build} have to be used with the
6761 @code{-e} option so that they know where to find the package.  Better
6762 yet, they can use the
6763 @code{-L} option of these commands to make those modules visible
6764 (@pxref{Invoking guix build, @code{--load-path}}), or define the
6765 @code{GUIX_PACKAGE_PATH} environment variable.  This environment
6766 variable makes it easy to extend or customize the distribution and is
6767 honored by all the user interfaces.
6769 @defvr {Environment Variable} GUIX_PACKAGE_PATH
6770 This is a colon-separated list of directories to search for package
6771 modules.  Directories listed in this variable take precedence over the
6772 distribution's own modules.
6773 @end defvr
6775 The distribution is fully @dfn{bootstrapped} and @dfn{self-contained}:
6776 each package is built based solely on other packages in the
6777 distribution.  The root of this dependency graph is a small set of
6778 @dfn{bootstrap binaries}, provided by the @code{(gnu packages
6779 bootstrap)} module.  For more information on bootstrapping,
6780 @pxref{Bootstrapping}.
6782 @node Packaging Guidelines
6783 @section Packaging Guidelines
6785 The GNU distribution is nascent and may well lack some of your favorite
6786 packages.  This section describes how you can help make the distribution
6787 grow.  @xref{Contributing}, for additional information on how you can
6788 help.
6790 Free software packages are usually distributed in the form of
6791 @dfn{source code tarballs}---typically @file{tar.gz} files that contain
6792 all the source files.  Adding a package to the distribution means
6793 essentially two things: adding a @dfn{recipe} that describes how to
6794 build the package, including a list of other packages required to build
6795 it, and adding @dfn{package meta-data} along with that recipe, such as a
6796 description and licensing information.
6798 In Guix all this information is embodied in @dfn{package definitions}.
6799 Package definitions provide a high-level view of the package.  They are
6800 written using the syntax of the Scheme programming language; in fact,
6801 for each package we define a variable bound to the package definition,
6802 and export that variable from a module (@pxref{Package Modules}).
6803 However, in-depth Scheme knowledge is @emph{not} a prerequisite for
6804 creating packages.  For more information on package definitions,
6805 @pxref{Defining Packages}.
6807 Once a package definition is in place, stored in a file in the Guix
6808 source tree, it can be tested using the @command{guix build} command
6809 (@pxref{Invoking guix build}).  For example, assuming the new package is
6810 called @code{gnew}, you may run this command from the Guix build tree
6811 (@pxref{Running Guix Before It Is Installed}):
6813 @example
6814 ./pre-inst-env guix build gnew --keep-failed
6815 @end example
6817 Using @code{--keep-failed} makes it easier to debug build failures since
6818 it provides access to the failed build tree.  Another useful
6819 command-line option when debugging is @code{--log-file}, to access the
6820 build log.
6822 If the package is unknown to the @command{guix} command, it may be that
6823 the source file contains a syntax error, or lacks a @code{define-public}
6824 clause to export the package variable.  To figure it out, you may load
6825 the module from Guile to get more information about the actual error:
6827 @example
6828 ./pre-inst-env guile -c '(use-modules (gnu packages gnew))'
6829 @end example
6831 Once your package builds correctly, please send us a patch
6832 (@pxref{Contributing}).  Well, if you need help, we will be happy to
6833 help you too.  Once the patch is committed in the Guix repository, the
6834 new package automatically gets built on the supported platforms by
6835 @url{http://hydra.gnu.org/jobset/gnu/master, our continuous integration
6836 system}.
6838 @cindex substituter
6839 Users can obtain the new package definition simply by running
6840 @command{guix pull} (@pxref{Invoking guix pull}).  When
6841 @code{hydra.gnu.org} is done building the package, installing the
6842 package automatically downloads binaries from there
6843 (@pxref{Substitutes}).  The only place where human intervention is
6844 needed is to review and apply the patch.
6847 @menu
6848 * Software Freedom::            What may go into the distribution.
6849 * Package Naming::              What's in a name?
6850 * Version Numbers::             When the name is not enough.
6851 * Python Modules::              Taming the snake.
6852 * Perl Modules::                Little pearls.
6853 * Fonts::                       Fond of fonts.
6854 @end menu
6856 @node Software Freedom
6857 @subsection Software Freedom
6859 @c Adapted from http://www.gnu.org/philosophy/philosophy.html.
6861 The GNU operating system has been developed so that users can have
6862 freedom in their computing.  GNU is @dfn{free software}, meaning that
6863 users have the @url{http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html,four
6864 essential freedoms}: to run the program, to study and change the program
6865 in source code form, to redistribute exact copies, and to distribute
6866 modified versions.  Packages found in the GNU distribution provide only
6867 software that conveys these four freedoms.
6869 In addition, the GNU distribution follow the
6870 @url{http://www.gnu.org/distros/free-system-distribution-guidelines.html,free
6871 software distribution guidelines}.  Among other things, these guidelines
6872 reject non-free firmware, recommendations of non-free software, and
6873 discuss ways to deal with trademarks and patents.
6875 Some packages contain a small and optional subset that violates the
6876 above guidelines, for instance because this subset is itself non-free
6877 code.  When that happens, the offending items are removed with
6878 appropriate patches or code snippets in the package definition's
6879 @code{origin} form (@pxref{Defining Packages}).  That way, @code{guix
6880 build --source} returns the ``freed'' source rather than the unmodified
6881 upstream source.
6884 @node Package Naming
6885 @subsection Package Naming
6887 A package has actually two names associated with it:
6888 First, there is the name of the @emph{Scheme variable}, the one following
6889 @code{define-public}.  By this name, the package can be made known in the
6890 Scheme code, for instance as input to another package.  Second, there is
6891 the string in the @code{name} field of a package definition.  This name
6892 is used by package management commands such as
6893 @command{guix package} and @command{guix build}.
6895 Both are usually the same and correspond to the lowercase conversion of
6896 the project name chosen upstream, with underscores replaced with
6897 hyphens.  For instance, GNUnet is available as @code{gnunet}, and
6898 SDL_net as @code{sdl-net}.
6900 We do not add @code{lib} prefixes for library packages, unless these are
6901 already part of the official project name.  But @pxref{Python
6902 Modules} and @ref{Perl Modules} for special rules concerning modules for
6903 the Python and Perl languages.
6905 Font package names are handled differently, @pxref{Fonts}.
6908 @node Version Numbers
6909 @subsection Version Numbers
6911 We usually package only the latest version of a given free software
6912 project.  But sometimes, for instance for incompatible library versions,
6913 two (or more) versions of the same package are needed.  These require
6914 different Scheme variable names.  We use the name as defined
6915 in @ref{Package Naming}
6916 for the most recent version; previous versions use the same name, suffixed
6917 by @code{-} and the smallest prefix of the version number that may
6918 distinguish the two versions.
6920 The name inside the package definition is the same for all versions of a
6921 package and does not contain any version number.
6923 For instance, the versions 2.24.20 and 3.9.12 of GTK+ may be packaged as follows:
6925 @example
6926 (define-public gtk+
6927   (package
6928    (name "gtk+")
6929    (version "3.9.12")
6930    ...))
6931 (define-public gtk+-2
6932   (package
6933    (name "gtk+")
6934    (version "2.24.20")
6935    ...))
6936 @end example
6937 If we also wanted GTK+ 3.8.2, this would be packaged as
6938 @example
6939 (define-public gtk+-3.8
6940   (package
6941    (name "gtk+")
6942    (version "3.8.2")
6943    ...))
6944 @end example
6947 @node Python Modules
6948 @subsection Python Modules
6950 We currently package Python 2 and Python 3, under the Scheme variable names
6951 @code{python-2} and @code{python} as explained in @ref{Version Numbers}.
6952 To avoid confusion and naming clashes with other programming languages, it
6953 seems desirable that the name of a package for a Python module contains
6954 the word @code{python}.
6956 Some modules are compatible with only one version of Python, others with both.
6957 If the package Foo compiles only with Python 3, we name it
6958 @code{python-foo}; if it compiles only with Python 2, we name it
6959 @code{python2-foo}. If it is compatible with both versions, we create two
6960 packages with the corresponding names.
6962 If a project already contains the word @code{python}, we drop this;
6963 for instance, the module python-dateutil is packaged under the names
6964 @code{python-dateutil} and @code{python2-dateutil}.
6967 @node Perl Modules
6968 @subsection Perl Modules
6970 Perl programs standing for themselves are named as any other package,
6971 using the lowercase upstream name.
6972 For Perl packages containing a single class, we use the lowercase class name,
6973 replace all occurrences of @code{::} by dashes and prepend the prefix
6974 @code{perl-}.
6975 So the class @code{XML::Parser} becomes @code{perl-xml-parser}.
6976 Modules containing several classes keep their lowercase upstream name and
6977 are also prepended by @code{perl-}.  Such modules tend to have the word
6978 @code{perl} somewhere in their name, which gets dropped in favor of the
6979 prefix.  For instance, @code{libwww-perl} becomes @code{perl-libwww}.
6982 @node Fonts
6983 @subsection Fonts
6985 For fonts that are in general not installed by a user for typesetting
6986 purposes, or that are distributed as part of a larger software package,
6987 we rely on the general packaging rules for software; for instance, this
6988 applies to the fonts delivered as part of the X.Org system or fonts that
6989 are part of TeX Live.
6991 To make it easier for a user to search for fonts, names for other packages
6992 containing only fonts are constructed as follows, independently of the
6993 upstream package name.
6995 The name of a package containing only one font family starts with
6996 @code{font-}; it is followed by the foundry name and a dash @code{-}
6997 if the foundry is known, and the font family name, in which spaces are
6998 replaced by dashes (and as usual, all upper case letters are transformed
6999 to lower case).
7000 For example, the Gentium font family by SIL is packaged under the name
7001 @code{font-sil-gentium}.
7003 For a package containing several font families, the name of the collection
7004 is used in the place of the font family name.
7005 For instance, the Liberation fonts consist of three families,
7006 Liberation Sans, Liberation Serif and Liberation Mono.
7007 These could be packaged separately under the names
7008 @code{font-liberation-sans} and so on; but as they are distributed together
7009 under a common name, we prefer to package them together as
7010 @code{font-liberation}.
7012 In the case where several formats of the same font family or font collection
7013 are packaged separately, a short form of the format, prepended by a dash,
7014 is added to the package name.  We use @code{-ttf} for TrueType fonts,
7015 @code{-otf} for OpenType fonts and @code{-type1} for PostScript Type 1
7016 fonts.
7020 @node Bootstrapping
7021 @section Bootstrapping
7023 @c Adapted from the ELS 2013 paper.
7025 @cindex bootstrapping
7027 Bootstrapping in our context refers to how the distribution gets built
7028 ``from nothing''.  Remember that the build environment of a derivation
7029 contains nothing but its declared inputs (@pxref{Introduction}).  So
7030 there's an obvious chicken-and-egg problem: how does the first package
7031 get built?  How does the first compiler get compiled?  Note that this is
7032 a question of interest only to the curious hacker, not to the regular
7033 user, so you can shamelessly skip this section if you consider yourself
7034 a ``regular user''.
7036 @cindex bootstrap binaries
7037 The GNU system is primarily made of C code, with libc at its core.  The
7038 GNU build system itself assumes the availability of a Bourne shell and
7039 command-line tools provided by GNU Coreutils, Awk, Findutils, `sed', and
7040 `grep'.  Furthermore, build programs---programs that run
7041 @code{./configure}, @code{make}, etc.---are written in Guile Scheme
7042 (@pxref{Derivations}).  Consequently, to be able to build anything at
7043 all, from scratch, Guix relies on pre-built binaries of Guile, GCC,
7044 Binutils, libc, and the other packages mentioned above---the
7045 @dfn{bootstrap binaries}.
7047 These bootstrap binaries are ``taken for granted'', though we can also
7048 re-create them if needed (more on that later).
7050 @unnumberedsubsec Preparing to Use the Bootstrap Binaries
7052 @c As of Emacs 24.3, Info-mode displays the image, but since it's a
7053 @c large image, it's hard to scroll.  Oh well.
7054 @image{images/bootstrap-graph,6in,,Dependency graph of the early bootstrap derivations}
7056 The figure above shows the very beginning of the dependency graph of the
7057 distribution, corresponding to the package definitions of the @code{(gnu
7058 packages bootstrap)} module.  At this level of detail, things are
7059 slightly complex.  First, Guile itself consists of an ELF executable,
7060 along with many source and compiled Scheme files that are dynamically
7061 loaded when it runs.  This gets stored in the @file{guile-2.0.7.tar.xz}
7062 tarball shown in this graph.  This tarball is part of Guix's ``source''
7063 distribution, and gets inserted into the store with @code{add-to-store}
7064 (@pxref{The Store}).
7066 But how do we write a derivation that unpacks this tarball and adds it
7067 to the store?  To solve this problem, the @code{guile-bootstrap-2.0.drv}
7068 derivation---the first one that gets built---uses @code{bash} as its
7069 builder, which runs @code{build-bootstrap-guile.sh}, which in turn calls
7070 @code{tar} to unpack the tarball.  Thus, @file{bash}, @file{tar},
7071 @file{xz}, and @file{mkdir} are statically-linked binaries, also part of
7072 the Guix source distribution, whose sole purpose is to allow the Guile
7073 tarball to be unpacked.
7075 Once @code{guile-bootstrap-2.0.drv} is built, we have a functioning
7076 Guile that can be used to run subsequent build programs.  Its first task
7077 is to download tarballs containing the other pre-built binaries---this
7078 is what the @code{.tar.xz.drv} derivations do.  Guix modules such as
7079 @code{ftp-client.scm} are used for this purpose.  The
7080 @code{module-import.drv} derivations import those modules in a directory
7081 in the store, using the original layout.  The
7082 @code{module-import-compiled.drv} derivations compile those modules, and
7083 write them in an output directory with the right layout.  This
7084 corresponds to the @code{#:modules} argument of
7085 @code{build-expression->derivation} (@pxref{Derivations}).
7087 Finally, the various tarballs are unpacked by the
7088 derivations @code{gcc-bootstrap-0.drv}, @code{glibc-bootstrap-0.drv},
7089 etc., at which point we have a working C tool chain.
7092 @unnumberedsubsec Building the Build Tools
7094 @c TODO: Add a package-level dependency graph generated from (gnu
7095 @c packages base).
7097 Bootstrapping is complete when we have a full tool chain that does not
7098 depend on the pre-built bootstrap tools discussed above.  This
7099 no-dependency requirement is verified by checking whether the files of
7100 the final tool chain contain references to the @file{/gnu/store}
7101 directories of the bootstrap inputs.  The process that leads to this
7102 ``final'' tool chain is described by the package definitions found in
7103 the @code{(gnu packages commencement)} module.
7105 @c See <http://lists.gnu.org/archive/html/gnu-system-discuss/2012-10/msg00000.html>.
7106 The first tool that gets built with the bootstrap binaries is
7107 GNU Make, which is a prerequisite for all the following packages.
7108 From there Findutils and Diffutils get built.
7110 Then come the first-stage Binutils and GCC, built as pseudo cross
7111 tools---i.e., with @code{--target} equal to @code{--host}.  They are
7112 used to build libc.  Thanks to this cross-build trick, this libc is
7113 guaranteed not to hold any reference to the initial tool chain.
7115 From there the final Binutils and GCC are built.  GCC uses @code{ld}
7116 from the final Binutils, and links programs against the just-built libc.
7117 This tool chain is used to build the other packages used by Guix and by
7118 the GNU Build System: Guile, Bash, Coreutils, etc.
7120 And voilà!  At this point we have the complete set of build tools that
7121 the GNU Build System expects.  These are in the @code{%final-inputs}
7122 variable of the @code{(gnu packages commencement)} module, and are
7123 implicitly used by any package that uses @code{gnu-build-system}
7124 (@pxref{Build Systems, @code{gnu-build-system}}).
7127 @unnumberedsubsec Building the Bootstrap Binaries
7129 Because the final tool chain does not depend on the bootstrap binaries,
7130 those rarely need to be updated.  Nevertheless, it is useful to have an
7131 automated way to produce them, should an update occur, and this is what
7132 the @code{(gnu packages make-bootstrap)} module provides.
7134 The following command builds the tarballs containing the bootstrap
7135 binaries (Guile, Binutils, GCC, libc, and a tarball containing a mixture
7136 of Coreutils and other basic command-line tools):
7138 @example
7139 guix build bootstrap-tarballs
7140 @end example
7142 The generated tarballs are those that should be referred to in the
7143 @code{(gnu packages bootstrap)} module mentioned at the beginning of
7144 this section.
7146 Still here?  Then perhaps by now you've started to wonder: when do we
7147 reach a fixed point?  That is an interesting question!  The answer is
7148 unknown, but if you would like to investigate further (and have
7149 significant computational and storage resources to do so), then let us
7150 know.
7152 @node Porting
7153 @section Porting to a New Platform
7155 As discussed above, the GNU distribution is self-contained, and
7156 self-containment is achieved by relying on pre-built ``bootstrap
7157 binaries'' (@pxref{Bootstrapping}).  These binaries are specific to an
7158 operating system kernel, CPU architecture, and application binary
7159 interface (ABI).  Thus, to port the distribution to a platform that is
7160 not yet supported, one must build those bootstrap binaries, and update
7161 the @code{(gnu packages bootstrap)} module to use them on that platform.
7163 Fortunately, Guix can @emph{cross compile} those bootstrap binaries.
7164 When everything goes well, and assuming the GNU tool chain supports the
7165 target platform, this can be as simple as running a command like this
7166 one:
7168 @example
7169 guix build --target=armv5tel-linux-gnueabi bootstrap-tarballs
7170 @end example
7172 For this to work, the @code{glibc-dynamic-linker} procedure in
7173 @code{(gnu packages bootstrap)} must be augmented to return the right
7174 file name for libc's dynamic linker on that platform; likewise,
7175 @code{system->linux-architecture} in @code{(gnu packages linux)} must be
7176 taught about the new platform.
7178 Once these are built, the @code{(gnu packages bootstrap)} module needs
7179 to be updated to refer to these binaries on the target platform.  That
7180 is, the hashes and URLs of the bootstrap tarballs for the new platform
7181 must be added alongside those of the currently supported platforms.  The
7182 bootstrap Guile tarball is treated specially: it is expected to be
7183 available locally, and @file{gnu-system.am} has rules do download it for
7184 the supported architectures; a rule for the new platform must be added
7185 as well.
7187 In practice, there may be some complications.  First, it may be that the
7188 extended GNU triplet that specifies an ABI (like the @code{eabi} suffix
7189 above) is not recognized by all the GNU tools.  Typically, glibc
7190 recognizes some of these, whereas GCC uses an extra @code{--with-abi}
7191 configure flag (see @code{gcc.scm} for examples of how to handle this).
7192 Second, some of the required packages could fail to build for that
7193 platform.  Lastly, the generated binaries could be broken for some
7194 reason.
7196 @c *********************************************************************
7197 @include contributing.texi
7199 @c *********************************************************************
7200 @node Acknowledgments
7201 @chapter Acknowledgments
7203 Guix is based on the Nix package manager, which was designed and
7204 implemented by Eelco Dolstra, with contributions from other people (see
7205 the @file{nix/AUTHORS} file in Guix.)  Nix pioneered functional package
7206 management, and promoted unprecedented features, such as transactional
7207 package upgrades and rollbacks, per-user profiles, and referentially
7208 transparent build processes.  Without this work, Guix would not exist.
7210 The Nix-based software distributions, Nixpkgs and NixOS, have also been
7211 an inspiration for Guix.
7213 GNU@tie{}Guix itself is a collective work with contributions from a
7214 number of people.  See the @file{AUTHORS} file in Guix for more
7215 information on these fine people.  The @file{THANKS} file lists people
7216 who have helped by reporting bugs, taking care of the infrastructure,
7217 providing artwork and themes, making suggestions, and more---thank you!
7220 @c *********************************************************************
7221 @node GNU Free Documentation License
7222 @appendix GNU Free Documentation License
7224 @include fdl-1.3.texi
7226 @c *********************************************************************
7227 @node Concept Index
7228 @unnumbered Concept Index
7229 @printindex cp
7231 @node Programming Index
7232 @unnumbered Programming Index
7233 @syncodeindex tp fn
7234 @syncodeindex vr fn
7235 @printindex fn
7237 @bye
7239 @c Local Variables:
7240 @c ispell-local-dictionary: "american";
7241 @c End: