search-paths: Add 'evaluate-search-paths', from (guix scripts package).
[guix.git] / doc / guix.texi
blobd9db408e575918c44c7916687d65aad91a7ff1da
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2 @c -*-texinfo-*-
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5 @setfilename guix.info
6 @documentencoding UTF-8
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
17 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
18 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
19 any later version published by the Free Software Foundation; with no
20 Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.  A
21 copy of the license is included in the section entitled ``GNU Free
22 Documentation License''.
23 @end copying
25 @dircategory Package management
26 @direntry
27 * guix: (guix).       Guix, the functional package manager.
28 * guix package: (guix)Invoking guix package
29                       Managing packages with Guix.
30 * guix build: (guix)Invoking guix build
31                       Building packages with Guix.
32 * guix system: (guix)Invoking guix system
33                       Managing the operating system configuration.
34 @end direntry
36 @dircategory Software development
37 @direntry
38 * guix environment: (guix)Invoking guix environment
39                       Building development environments with Guix.
40 @end direntry
42 @titlepage
43 @title GNU Guix Reference Manual
44 @subtitle Using the GNU Guix Functional Package Manager
45 @author Ludovic Courtès
46 @author Andreas Enge
47 @author Nikita Karetnikov
49 @page
50 @vskip 0pt plus 1filll
51 Edition @value{EDITION} @*
52 @value{UPDATED} @*
54 @insertcopying
55 @end titlepage
57 @contents
59 @c *********************************************************************
60 @node Top
61 @top GNU Guix
63 This document describes GNU Guix version @value{VERSION}, a functional
64 package management tool written for the GNU system.
66 @menu
67 * Introduction::                What is Guix about?
68 * Installation::                Installing Guix.
69 * Package Management::          Package installation, upgrade, etc.
70 * Programming Interface::       Using Guix in Scheme.
71 * Utilities::                   Package management commands.
72 * GNU Distribution::            Software for your friendly GNU system.
73 * Contributing::                Your help needed!
75 * Acknowledgments::             Thanks!
76 * GNU Free Documentation License::  The license of this manual.
77 * Concept Index::               Concepts.
78 * Programming Index::           Data types, functions, and variables.
80 @detailmenu
81  --- The Detailed Node Listing ---
83 Installation
85 * Requirements::                Software needed to build and run Guix.
86 * Running the Test Suite::      Testing Guix.
87 * Setting Up the Daemon::       Preparing the build daemon's environment.
88 * Invoking guix-daemon::        Running the build daemon.
90 Setting Up the Daemon
92 * Build Environment Setup::     Preparing the isolated build environment.
93 * Daemon Offload Setup::        Offloading builds to remote machines.
95 Package Management
97 * Features::                    How Guix will make your life brighter.
98 * Invoking guix package::       Package installation, removal, etc.
99 * Emacs Interface::             Package management from Emacs.
100 * Substitutes::                 Downloading pre-built binaries.
101 * Packages with Multiple Outputs::  Single source package, multiple outputs.
102 * Invoking guix gc::            Running the garbage collector.
103 * Invoking guix pull::          Fetching the latest Guix and distribution.
104 * Invoking guix archive::       Exporting and importing store files.
106 Programming Interface
108 * Defining Packages::           Defining new packages.
109 * Build Systems::               Specifying how packages are built.
110 * The Store::                   Manipulating the package store.
111 * Derivations::                 Low-level interface to package derivations.
112 * The Store Monad::             Purely functional interface to the store.
113 * G-Expressions::               Manipulating build expressions.
115 Utilities
117 * Invoking guix build::         Building packages from the command line.
118 * Invoking guix download::      Downloading a file and printing its hash.
119 * Invoking guix hash::          Computing the cryptographic hash of a file.
120 * Invoking guix import::        Importing package definitions.
121 * Invoking guix refresh::       Updating package definitions.
122 * Invoking guix lint::          Finding errors in package definitions.
123 * Invoking guix environment::   Setting up development environments.
124 * Invoking guix publish::       Sharing substitutes.
126 GNU Distribution
128 * System Installation::         Installing the whole operating system.
129 * System Configuration::        Configuring the operating system.
130 * Installing Debugging Files::  Feeding the debugger.
131 * Security Updates::            Deploying security fixes quickly.
132 * Package Modules::             Packages from the programmer's viewpoint.
133 * Packaging Guidelines::        Growing the distribution.
134 * Bootstrapping::               GNU/Linux built from scratch.
135 * Porting::                     Targeting another platform or kernel.
137 System Configuration
139 * Using the Configuration System::  Customizing your GNU system.
140 * operating-system Reference::  Detail of operating-system declarations.
141 * File Systems::                Configuring file system mounts.
142 * Mapped Devices::              Block device extra processing.
143 * User Accounts::               Specifying user accounts.
144 * Locales::                     Language and cultural convention settings.
145 * Services::                    Specifying system services.
146 * Setuid Programs::             Programs running with root privileges.
147 * Name Service Switch::         Configuring libc's name service switch.
148 * Initial RAM Disk::            Linux-Libre bootstrapping.
149 * GRUB Configuration::          Configuring the boot loader.
150 * Invoking guix system::        Instantiating a system configuration.
151 * Defining Services::           Adding new service definitions.
153 Services
155 * Base Services::               Essential system services.
156 * Networking Services::         Network setup, SSH daemon, etc.
157 * X Window::                    Graphical display.
158 * Various Services::            Other services.
160 Packaging Guidelines
162 * Software Freedom::            What may go into the distribution.
163 * Package Naming::              What's in a name?
164 * Version Numbers::             When the name is not enough.
165 * Python Modules::              Taming the snake.
166 * Perl Modules::                Little pearls.
167 * Fonts::                       Fond of fonts.
169 @end detailmenu
170 @end menu
172 @c *********************************************************************
173 @node Introduction
174 @chapter Introduction
176 GNU Guix@footnote{``Guix'' is pronounced like ``geeks'', or ``ɡiːks''
177 using the international phonetic alphabet (IPA).} is a functional
178 package management tool for the GNU system.  Package management consists
179 of all activities that relate to building packages from sources,
180 honoring their build-time and run-time dependencies,
181 installing packages in user environments, upgrading installed packages
182 to new versions or rolling back to a previous set, removing unused
183 software packages, etc.
185 @cindex functional package management
186 The term @dfn{functional} refers to a specific package management
187 discipline.  In Guix, the package build and installation process is seen
188 as a function, in the mathematical sense.  That function takes inputs,
189 such as build scripts, a compiler, and libraries, and
190 returns an installed package.  As a pure function, its result depends
191 solely on its inputs---for instance, it cannot refer to software or
192 scripts that were not explicitly passed as inputs.  A build function
193 always produces the same result when passed a given set of inputs.  It
194 cannot alter the system's environment in
195 any way; for instance, it cannot create, modify, or delete files outside
196 of its build and installation directories.  This is achieved by running
197 build processes in isolated environments (or @dfn{containers}), where only their
198 explicit inputs are visible.
200 @cindex store
201 The result of package build functions is @dfn{cached} in the file
202 system, in a special directory called @dfn{the store} (@pxref{The
203 Store}).  Each package is installed in a directory of its own, in the
204 store---by default under @file{/gnu/store}.  The directory name contains
205 a hash of all the inputs used to build that package; thus, changing an
206 input yields a different directory name.
208 This approach is the foundation of Guix's salient features: support for
209 transactional package upgrade and rollback, per-user installation, and
210 garbage collection of packages (@pxref{Features}).
212 Guix has a command-line interface, which allows users to build, install,
213 upgrade, and remove packages, as well as a Scheme programming interface.
215 @cindex Guix System Distribution
216 @cindex GSD
217 Last but not least, Guix is used to build a distribution of the GNU
218 system, with many GNU and non-GNU free software packages.  The Guix
219 System Distribution, or GNU@tie{}GSD, takes advantage of the core
220 properties of Guix at the system level.  With GNU@tie{}GSD, users
221 @emph{declare} all aspects of the operating system configuration, and
222 Guix takes care of instantiating that configuration in a reproducible,
223 stateless fashion.  @xref{GNU Distribution}.
225 @c *********************************************************************
226 @node Installation
227 @chapter Installation
229 GNU Guix is available for download from its website at
230 @url{http://www.gnu.org/software/guix/}.  This section describes the
231 software requirements of Guix, as well as how to install it and get
232 ready to use it.
234 Note that this section is concerned with the installation of the package
235 manager, which can be done on top of a running GNU/Linux system.  If,
236 instead, you want to install the complete GNU operating system,
237 @pxref{System Installation}.
239 @menu
240 * Binary Installation::         Getting Guix running in no time!
241 * Requirements::                Software needed to build and run Guix.
242 * Running the Test Suite::      Testing Guix.
243 * Setting Up the Daemon::       Preparing the build daemon's environment.
244 * Invoking guix-daemon::        Running the build daemon.
245 @end menu
247 @node Binary Installation
248 @section Binary Installation
250 This section describes how to install Guix on an arbitrary system from a
251 self-contained tarball providing binaries for Guix and for all its
252 dependencies.  This is often quicker than installing from source, which
253 is described in the next sections.  The only requirement is to have
254 GNU@tie{}tar and Xz.
256 Installing goes along these lines:
258 @enumerate
259 @item
260 Download the binary tarball from
261 @code{ftp://alpha.gnu.org/gnu/guix/guix-binary-@value{VERSION}.@var{system}.tar.xz}@footnote{As
262 usual, make sure to download the associated @file{.sig} file and to
263 verify the authenticity of the tarball against it!}, where @var{system}
264 is @code{x86_64-linux} for an @code{x86_64} machine already running the
265 kernel Linux, and so on.
267 @item
268 As @code{root}, run:
270 @example
271 # cd /
272 # tar xf guix-binary-@value{VERSION}.@var{system}.tar.xz
273 @end example
275 This creates @file{/gnu/store} (@pxref{The Store}), @file{/var/guix},
276 and @file{/root/.guix-profile}.  @file{/root/.guix-profile} is a
277 ready-to-use profile for @code{root} where Guix is installed.
279 Do @emph{not} unpack the tarball on a working Guix system since that
280 would overwrite its own essential files.
282 @item
283 Create the group and user accounts for build users as explained below
284 (@pxref{Build Environment Setup}), and run the daemon:
286 @example
287 # /root/.guix-profile/bin/guix-daemon --build-users-group=guix-builder
288 @end example
290 @item
291 Make the @command{guix} command available to other users on the machine,
292 for instance with:
294 @example
295 # mkdir -p /usr/local/bin
296 # cd /usr/local/bin
297 # ln -s /root/.guix-profile/bin/guix
298 @end example
300 @item
301 To use substitutes from @code{hydra.gnu.org} (@pxref{Substitutes}),
302 authorize them:
304 @example
305 # guix archive --authorize < /root/.guix-profile/share/guix/hydra.gnu.org.pub
306 @end example
307 @end enumerate
309 And that's it!
311 The @code{guix} package must remain available in @code{root}'s
312 profile, or it would become subject to garbage collection---in which
313 case you would find yourself badly handicapped by the lack of the
314 @command{guix} command.
316 The tarball in question can be (re)produced and verified simply by
317 running the following command in the Guix source tree:
319 @example
320 make guix-binary.@var{system}.tar.xz
321 @end example
324 @node Requirements
325 @section Requirements
327 This section lists requirements when building Guix from source.  The
328 build procedure for Guix is the same as for other GNU software, and is
329 not covered here.  Please see the files @file{README} and @file{INSTALL}
330 in the Guix source tree for additional details.
332 GNU Guix depends on the following packages:
334 @itemize
335 @item @url{http://gnu.org/software/guile/, GNU Guile}, version 2.0.5 or later;
336 @item @url{http://gnupg.org/, GNU libgcrypt};
337 @end itemize
339 The following dependencies are optional:
341 @itemize
342 @item
343 Installing
344 @url{http://savannah.nongnu.org/projects/guile-json/, Guile-JSON} will
345 allow you to use the @command{guix import pypi} command (@pxref{Invoking
346 guix import}).  It is of
347 interest primarily for developers and not for casual users.
348 @item
349 Installing @uref{http://gnutls.org/, GnuTLS-Guile} will
350 allow you to access @code{https} URLs with the @command{guix download}
351 command (@pxref{Invoking guix download}), the @command{guix import pypi}
352 command, and the @command{guix import cpan} command.  This is primarily
353 of interest to developers.  @xref{Guile Preparations, how to install the
354 GnuTLS bindings for Guile,, gnutls-guile, GnuTLS-Guile}.
355 @end itemize
357 Unless @code{--disable-daemon} was passed to @command{configure}, the
358 following packages are also needed:
360 @itemize
361 @item @url{http://sqlite.org, SQLite 3}
362 @item @url{http://www.bzip.org, libbz2}
363 @item @url{http://gcc.gnu.org, GCC's g++}
364 @end itemize
366 When a working installation of @url{http://nixos.org/nix/, the Nix package
367 manager} is available, you
368 can instead configure Guix with @code{--disable-daemon}.  In that case,
369 Nix replaces the three dependencies above.
371 Guix is compatible with Nix, so it is possible to share the same store
372 between both.  To do so, you must pass @command{configure} not only the
373 same @code{--with-store-dir} value, but also the same
374 @code{--localstatedir} value.  The latter is essential because it
375 specifies where the database that stores metadata about the store is
376 located, among other things.  The default values for Nix are
377 @code{--with-store-dir=/nix/store} and @code{--localstatedir=/nix/var}.
378 Note that @code{--disable-daemon} is not required if
379 your goal is to share the store with Nix.
381 @node Running the Test Suite
382 @section Running the Test Suite
384 After a successful @command{configure} and @code{make} run, it is a good
385 idea to run the test suite.  It can help catch issues with the setup or
386 environment, or bugs in Guix itself---and really, reporting test
387 failures is a good way to help improve the software.  To run the test
388 suite, type:
390 @example
391 make check
392 @end example
394 Test cases can run in parallel: you can use the @code{-j} option of
395 GNU@tie{}make to speed things up.  The first run may take a few minutes
396 on a recent machine; subsequent runs will be faster because the store
397 that is created for test purposes will already have various things in
398 cache.
400 Upon failure, please email @email{bug-guix@@gnu.org} and attach the
401 @file{test-suite.log} file.  When @file{tests/@var{something}.scm}
402 fails, please also attach the @file{@var{something}.log} file available
403 in the top-level build directory.  Please specify the Guix version being
404 used as well as version numbers of the dependencies
405 (@pxref{Requirements}) in your message.
407 @node Setting Up the Daemon
408 @section Setting Up the Daemon
410 @cindex daemon
411 Operations such as building a package or running the garbage collector
412 are all performed by a specialized process, the @dfn{build daemon}, on
413 behalf of clients.  Only the daemon may access the store and its
414 associated database.  Thus, any operation that manipulates the store
415 goes through the daemon.  For instance, command-line tools such as
416 @command{guix package} and @command{guix build} communicate with the
417 daemon (@i{via} remote procedure calls) to instruct it what to do.
419 The following sections explain how to prepare the build daemon's
420 environment.  Also @ref{Substitutes}, for information on how to allow
421 the daemon to download pre-built binaries.
423 @menu
424 * Build Environment Setup::     Preparing the isolated build environment.
425 * Daemon Offload Setup::        Offloading builds to remote machines.
426 @end menu
428 @node Build Environment Setup
429 @subsection Build Environment Setup
431 In a standard multi-user setup, Guix and its daemon---the
432 @command{guix-daemon} program---are installed by the system
433 administrator; @file{/gnu/store} is owned by @code{root} and
434 @command{guix-daemon} runs as @code{root}.  Unprivileged users may use
435 Guix tools to build packages or otherwise access the store, and the
436 daemon will do it on their behalf, ensuring that the store is kept in a
437 consistent state, and allowing built packages to be shared among users.
439 @cindex build users
440 When @command{guix-daemon} runs as @code{root}, you may not want package
441 build processes themselves to run as @code{root} too, for obvious
442 security reasons.  To avoid that, a special pool of @dfn{build users}
443 should be created for use by build processes started by the daemon.
444 These build users need not have a shell and a home directory: they will
445 just be used when the daemon drops @code{root} privileges in build
446 processes.  Having several such users allows the daemon to launch
447 distinct build processes under separate UIDs, which guarantees that they
448 do not interfere with each other---an essential feature since builds are
449 regarded as pure functions (@pxref{Introduction}).
451 On a GNU/Linux system, a build user pool may be created like this (using
452 Bash syntax and the @code{shadow} commands):
454 @c See http://lists.gnu.org/archive/html/bug-guix/2013-01/msg00239.html
455 @c for why `-G' is needed.
456 @example
457 # groupadd --system guix-builder
458 # for i in `seq 1 10`;
459   do
460     useradd -g guix-builder -G guix-builder           \
461             -d /var/empty -s `which nologin`          \
462             -c "Guix build user $i" --system          \
463             guix-builder$i;
464   done
465 @end example
467 @noindent
468 The @code{guix-daemon} program may then be run as @code{root} with:
470 @example
471 # guix-daemon --build-users-group=guix-builder
472 @end example
474 @cindex chroot
475 @noindent
476 This way, the daemon starts build processes in a chroot, under one of
477 the @code{guix-builder} users.  On GNU/Linux, by default, the chroot
478 environment contains nothing but:
480 @c Keep this list in sync with libstore/build.cc! -----------------------
481 @itemize
482 @item
483 a minimal @code{/dev} directory, created mostly independently from the
484 host @code{/dev}@footnote{``Mostly'', because while the set of files
485 that appear in the chroot's @code{/dev} is fixed, most of these files
486 can only be created if the host has them.};
488 @item
489 the @code{/proc} directory; it only shows the container's processes
490 since a separate PID name space is used;
492 @item
493 @file{/etc/passwd} with an entry for the current user and an entry for
494 user @file{nobody};
496 @item
497 @file{/etc/group} with an entry for the user's group;
499 @item
500 @file{/etc/hosts} with an entry that maps @code{localhost} to
501 @code{127.0.0.1};
503 @item
504 a writable @file{/tmp} directory.
505 @end itemize
507 If you are installing Guix as an unprivileged user, it is still
508 possible to run @command{guix-daemon}.  However, build processes will
509 not be isolated from one another, and not from the rest of the system.
510 Thus, build processes may interfere with each other, and may access
511 programs, libraries, and other files available on the system---making it
512 much harder to view them as @emph{pure} functions.
515 @node Daemon Offload Setup
516 @subsection Using the Offload Facility
518 @cindex offloading
519 @cindex build hook
520 When desired, the build daemon can @dfn{offload}
521 derivation builds to other machines
522 running Guix, using the @code{offload} @dfn{build hook}.  When that
523 feature is enabled, a list of user-specified build machines is read from
524 @file{/etc/guix/machines.scm}; anytime a build is requested, for
525 instance via @code{guix build}, the daemon attempts to offload it to one
526 of the machines that satisfies the derivation's constraints, in
527 particular its system type---e.g., @file{x86_64-linux}.  Missing
528 prerequisites for the build are copied over SSH to the target machine,
529 which then proceeds with the build; upon success the output(s) of the
530 build are copied back to the initial machine.
532 The @file{/etc/guix/machines.scm} file typically looks like this:
534 @example
535 (list (build-machine
536         (name "eightysix.example.org")
537         (system "x86_64-linux")
538         (user "bob")
539         (speed 2.))    ; incredibly fast!
541       (build-machine
542         (name "meeps.example.org")
543         (system "mips64el-linux")
544         (user "alice")
545         (private-key
546          (string-append (getenv "HOME")
547                         "/.ssh/id-rsa-for-guix"))))
548 @end example
550 @noindent
551 In the example above we specify a list of two build machines, one for
552 the @code{x86_64} architecture and one for the @code{mips64el}
553 architecture.
555 In fact, this file is---not surprisingly!---a Scheme file that is
556 evaluated when the @code{offload} hook is started.  Its return value
557 must be a list of @code{build-machine} objects.  While this example
558 shows a fixed list of build machines, one could imagine, say, using
559 DNS-SD to return a list of potential build machines discovered in the
560 local network (@pxref{Introduction, Guile-Avahi,, guile-avahi, Using
561 Avahi in Guile Scheme Programs}).  The @code{build-machine} data type is
562 detailed below.
564 @deftp {Data Type} build-machine
565 This data type represents build machines the daemon may offload builds
566 to.  The important fields are:
568 @table @code
570 @item name
571 The remote machine's host name.
573 @item system
574 The remote machine's system type---e.g., @code{"x86_64-linux"}.
576 @item user
577 The user account to use when connecting to the remote machine over SSH.
578 Note that the SSH key pair must @emph{not} be passphrase-protected, to
579 allow non-interactive logins.
581 @end table
583 A number of optional fields may be specified:
585 @table @code
587 @item port
588 Port number of the machine's SSH server (default: 22).
590 @item private-key
591 The SSH private key file to use when connecting to the machine.
593 @item parallel-builds
594 The number of builds that may run in parallel on the machine (1 by
595 default.)
597 @item speed
598 A ``relative speed factor''.  The offload scheduler will tend to prefer
599 machines with a higher speed factor.
601 @item features
602 A list of strings denoting specific features supported by the machine.
603 An example is @code{"kvm"} for machines that have the KVM Linux modules
604 and corresponding hardware support.  Derivations can request features by
605 name, and they will be scheduled on matching build machines.
607 @end table
608 @end deftp
610 The @code{guix} command must be in the search path on the build
611 machines, since offloading works by invoking the @code{guix archive} and
612 @code{guix build} commands.
614 There's one last thing to do once @file{machines.scm} is in place.  As
615 explained above, when offloading, files are transferred back and forth
616 between the machine stores.  For this to work, you need to generate a
617 key pair to allow the daemon to export signed archives of files from the
618 store (@pxref{Invoking guix archive}):
620 @example
621 # guix archive --generate-key
622 @end example
624 @noindent
625 Thus, when receiving files, a machine's build daemon can make sure they
626 are genuine, have not been tampered with, and that they are signed by an
627 authorized key.
630 @node Invoking guix-daemon
631 @section Invoking @command{guix-daemon}
633 The @command{guix-daemon} program implements all the functionality to
634 access the store.  This includes launching build processes, running the
635 garbage collector, querying the availability of a build result, etc.  It
636 is normally run as @code{root} like this:
638 @example
639 # guix-daemon --build-users-group=guix-builder
640 @end example
642 @noindent
643 For details on how to set it up, @pxref{Setting Up the Daemon}.
645 @cindex chroot
646 @cindex container, build environment
647 @cindex build environment
648 @cindex reproducible builds
649 By default, @command{guix-daemon} launches build processes under
650 different UIDs, taken from the build group specified with
651 @code{--build-users-group}.  In addition, each build process is run in a
652 chroot environment that only contains the subset of the store that the
653 build process depends on, as specified by its derivation
654 (@pxref{Programming Interface, derivation}), plus a set of specific
655 system directories.  By default, the latter contains @file{/dev} and
656 @file{/dev/pts}.  Furthermore, on GNU/Linux, the build environment is a
657 @dfn{container}: in addition to having its own file system tree, it has
658 a separate mount name space, its own PID name space, network name space,
659 etc.  This helps achieve reproducible builds (@pxref{Features}).
661 When the daemon performs a build on behalf of the user, it creates a
662 build directory under @file{/tmp} or under the directory specified by
663 its @code{TMPDIR} environment variable; this directory is shared with
664 the container for the duration of the build.  Be aware that using a
665 directory other than @file{/tmp} can affect build results---for example,
666 with a longer directory name, a build process that uses Unix-domain
667 sockets might hit the name length limitation for @code{sun_path}, which
668 it would otherwise not hit.
670 The build directory is automatically deleted upon completion, unless the
671 build failed and the client specified @option{--keep-failed}
672 (@pxref{Invoking guix build, @option{--keep-failed}}).
674 The following command-line options are supported:
676 @table @code
677 @item --build-users-group=@var{group}
678 Take users from @var{group} to run build processes (@pxref{Setting Up
679 the Daemon, build users}).
681 @item --no-substitutes
682 @cindex substitutes
683 Do not use substitutes for build products.  That is, always build things
684 locally instead of allowing downloads of pre-built binaries
685 (@pxref{Substitutes}).
687 By default substitutes are used, unless the client---such as the
688 @command{guix package} command---is explicitly invoked with
689 @code{--no-substitutes}.
691 When the daemon runs with @code{--no-substitutes}, clients can still
692 explicitly enable substitution @i{via} the @code{set-build-options}
693 remote procedure call (@pxref{The Store}).
695 @item --substitute-urls=@var{urls}
696 Consider @var{urls} the default whitespace-separated list of substitute
697 source URLs.  When this option is omitted, @code{http://hydra.gnu.org}
698 is used.
700 This means that substitutes may be downloaded from @var{urls}, as long
701 as they are signed by a trusted signature (@pxref{Substitutes}).
703 @cindex build hook
704 @item --no-build-hook
705 Do not use the @dfn{build hook}.
707 The build hook is a helper program that the daemon can start and to
708 which it submits build requests.  This mechanism is used to offload
709 builds to other machines (@pxref{Daemon Offload Setup}).
711 @item --cache-failures
712 Cache build failures.  By default, only successful builds are cached.
714 @item --cores=@var{n}
715 @itemx -c @var{n}
716 Use @var{n} CPU cores to build each derivation; @code{0} means as many
717 as available.
719 The default value is @code{0}, but it may be overridden by clients, such
720 as the @code{--cores} option of @command{guix build} (@pxref{Invoking
721 guix build}).
723 The effect is to define the @code{NIX_BUILD_CORES} environment variable
724 in the build process, which can then use it to exploit internal
725 parallelism---for instance, by running @code{make -j$NIX_BUILD_CORES}.
727 @item --max-jobs=@var{n}
728 @itemx -M @var{n}
729 Allow at most @var{n} build jobs in parallel.  The default value is
730 @code{1}.  Setting it to @code{0} means that no builds will be performed
731 locally; instead, the daemon will offload builds (@pxref{Daemon Offload
732 Setup}), or simply fail.
734 @item --debug
735 Produce debugging output.
737 This is useful to debug daemon start-up issues, but then it may be
738 overridden by clients, for example the @code{--verbosity} option of
739 @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).
741 @item --chroot-directory=@var{dir}
742 Add @var{dir} to the build chroot.
744 Doing this may change the result of build processes---for instance if
745 they use optional dependencies found in @var{dir} when it is available,
746 and not otherwise.  For that reason, it is not recommended to do so.
747 Instead, make sure that each derivation declares all the inputs that it
748 needs.
750 @item --disable-chroot
751 Disable chroot builds.
753 Using this option is not recommended since, again, it would allow build
754 processes to gain access to undeclared dependencies.
756 @item --disable-log-compression
757 Disable compression of the build logs.
759 Unless @code{--lose-logs} is used, all the build logs are kept in the
760 @var{localstatedir}.  To save space, the daemon automatically compresses
761 them with bzip2 by default.  This option disables that.
763 @item --disable-deduplication
764 @cindex deduplication
765 Disable automatic file ``deduplication'' in the store.
767 By default, files added to the store are automatically ``deduplicated'':
768 if a newly added file is identical to another one found in the store,
769 the daemon makes the new file a hard link to the other file.  This can
770 noticeably reduce disk usage, at the expense of slightly increasde
771 input/output load at the end of a build process.  This option disables
772 this optimization.
774 @item --gc-keep-outputs[=yes|no]
775 Tell whether the garbage collector (GC) must keep outputs of live
776 derivations.
778 When set to ``yes'', the GC will keep the outputs of any live derivation
779 available in the store---the @code{.drv} files.  The default is ``no'',
780 meaning that derivation outputs are kept only if they are GC roots.
782 @item --gc-keep-derivations[=yes|no]
783 Tell whether the garbage collector (GC) must keep derivations
784 corresponding to live outputs.
786 When set to ``yes'', as is the case by default, the GC keeps
787 derivations---i.e., @code{.drv} files---as long as at least one of their
788 outputs is live.  This allows users to keep track of the origins of
789 items in their store.  Setting it to ``no'' saves a bit of disk space.
791 Note that when both @code{--gc-keep-derivations} and
792 @code{--gc-keep-outputs} are used, the effect is to keep all the build
793 prerequisites (the sources, compiler, libraries, and other build-time
794 tools) of live objects in the store, regardless of whether these
795 prerequisites are live.  This is convenient for developers since it
796 saves rebuilds or downloads.
798 @item --impersonate-linux-2.6
799 On Linux-based systems, impersonate Linux 2.6.  This means that the
800 kernel's @code{uname} system call will report 2.6 as the release number.
802 This might be helpful to build programs that (usually wrongfully) depend
803 on the kernel version number.
805 @item --lose-logs
806 Do not keep build logs.  By default they are kept under
807 @code{@var{localstatedir}/guix/log}.
809 @item --system=@var{system}
810 Assume @var{system} as the current system type.  By default it is the
811 architecture/kernel pair found at configure time, such as
812 @code{x86_64-linux}.
814 @item --listen=@var{socket}
815 Listen for connections on @var{socket}, the file name of a Unix-domain
816 socket.  The default socket is
817 @file{@var{localstatedir}/daemon-socket/socket}.  This option is only
818 useful in exceptional circumstances, such as if you need to run several
819 daemons on the same machine.
820 @end table
823 @c *********************************************************************
824 @node Package Management
825 @chapter Package Management
827 The purpose of GNU Guix is to allow users to easily install, upgrade, and
828 remove software packages, without having to know about their build
829 procedure or dependencies.  Guix also goes beyond this obvious set of
830 features.
832 This chapter describes the main features of Guix, as well as the package
833 management tools it provides.  Two user interfaces are provided for
834 routine package management tasks: a command-line interface
835 (@pxref{Invoking guix package, @code{guix package}}), and a visual user
836 interface in Emacs (@pxref{Emacs Interface}).
838 @menu
839 * Features::                    How Guix will make your life brighter.
840 * Invoking guix package::       Package installation, removal, etc.
841 * Emacs Interface::             Package management from Emacs.
842 * Substitutes::                 Downloading pre-built binaries.
843 * Packages with Multiple Outputs::  Single source package, multiple outputs.
844 * Invoking guix gc::            Running the garbage collector.
845 * Invoking guix pull::          Fetching the latest Guix and distribution.
846 * Invoking guix archive::       Exporting and importing store files.
847 @end menu
849 @node Features
850 @section Features
852 When using Guix, each package ends up in the @dfn{package store}, in its
853 own directory---something that resembles
854 @file{/gnu/store/xxx-package-1.2}, where @code{xxx} is a base32 string
855 (note that Guix comes with an Emacs extension to shorten those file
856 names, @pxref{Emacs Prettify}.)
858 Instead of referring to these directories, users have their own
859 @dfn{profile}, which points to the packages that they actually want to
860 use.  These profiles are stored within each user's home directory, at
861 @code{$HOME/.guix-profile}.
863 For example, @code{alice} installs GCC 4.7.2.  As a result,
864 @file{/home/alice/.guix-profile/bin/gcc} points to
865 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.7.2/bin/gcc}.  Now, on the same machine,
866 @code{bob} had already installed GCC 4.8.0.  The profile of @code{bob}
867 simply continues to point to
868 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.8.0/bin/gcc}---i.e., both versions of GCC
869 coexist on the same system without any interference.
871 The @command{guix package} command is the central tool to manage
872 packages (@pxref{Invoking guix package}).  It operates on those per-user
873 profiles, and can be used @emph{with normal user privileges}.
875 The command provides the obvious install, remove, and upgrade
876 operations.  Each invocation is actually a @emph{transaction}: either
877 the specified operation succeeds, or nothing happens.  Thus, if the
878 @command{guix package} process is terminated during the transaction,
879 or if a power outage occurs during the transaction, then the user's
880 profile remains in its previous state, and remains usable.
882 In addition, any package transaction may be @emph{rolled back}.  So, if,
883 for example, an upgrade installs a new version of a package that turns
884 out to have a serious bug, users may roll back to the previous instance
885 of their profile, which was known to work well.  Similarly, the global
886 system configuration is subject to transactional upgrades and roll-back
887 (@pxref{Using the Configuration System}).
889 All those packages in the package store may be @emph{garbage-collected}.
890 Guix can determine which packages are still referenced by the user
891 profiles, and remove those that are provably no longer referenced
892 (@pxref{Invoking guix gc}).  Users may also explicitly remove old
893 generations of their profile so that the packages they refer to can be
894 collected.
896 @cindex reproducibility
897 @cindex reproducible builds
898 Finally, Guix takes a @dfn{purely functional} approach to package
899 management, as described in the introduction (@pxref{Introduction}).
900 Each @file{/gnu/store} package directory name contains a hash of all the
901 inputs that were used to build that package---compiler, libraries, build
902 scripts, etc.  This direct correspondence allows users to make sure a
903 given package installation matches the current state of their
904 distribution.  It also helps maximize @dfn{build reproducibility}:
905 thanks to the isolated build environments that are used, a given build
906 is likely to yield bit-identical files when performed on different
907 machines (@pxref{Invoking guix-daemon, container}).
909 @cindex substitutes
910 This foundation allows Guix to support @dfn{transparent binary/source
911 deployment}.  When a pre-built binary for a @file{/gnu/store} item is
912 available from an external source---a @dfn{substitute}, Guix just
913 downloads it and unpacks it;
914 otherwise, it builds the package from source, locally
915 (@pxref{Substitutes}).
917 Control over the build environment is a feature that is also useful for
918 developers.  The @command{guix environment} command allows developers of
919 a package to quickly set up the right development environment for their
920 package, without having to manually install the package's dependencies
921 in their profile (@pxref{Invoking guix environment}).
923 @node Invoking guix package
924 @section Invoking @command{guix package}
926 The @command{guix package} command is the tool that allows users to
927 install, upgrade, and remove packages, as well as rolling back to
928 previous configurations.  It operates only on the user's own profile,
929 and works with normal user privileges (@pxref{Features}).  Its syntax
932 @example
933 guix package @var{options}
934 @end example
936 Primarily, @var{options} specifies the operations to be performed during
937 the transaction.  Upon completion, a new profile is created, but
938 previous generations of the profile remain available, should the user
939 want to roll back.
941 For example, to remove @code{lua} and install @code{guile} and
942 @code{guile-cairo} in a single transaction:
944 @example
945 guix package -r lua -i guile guile-cairo
946 @end example
948 For each user, a symlink to the user's default profile is automatically
949 created in @file{$HOME/.guix-profile}.  This symlink always points to the
950 current generation of the user's default profile.  Thus, users can add
951 @file{$HOME/.guix-profile/bin} to their @code{PATH} environment
952 variable, and so on.
954 In a multi-user setup, user profiles are stored in a place registered as
955 a @dfn{garbage-collector root}, which @file{$HOME/.guix-profile} points
956 to (@pxref{Invoking guix gc}).  That directory is normally
957 @code{@var{localstatedir}/profiles/per-user/@var{user}}, where
958 @var{localstatedir} is the value passed to @code{configure} as
959 @code{--localstatedir}, and @var{user} is the user name.  The
960 @file{per-user} directory is created when @command{guix-daemon} is
961 started, and the @var{user} sub-directory is created by @command{guix
962 package}.
964 The @var{options} can be among the following:
966 @table @code
968 @item --install=@var{package} @dots{}
969 @itemx -i @var{package} @dots{}
970 Install the specified @var{package}s.
972 Each @var{package} may specify either a simple package name, such as
973 @code{guile}, or a package name followed by a hyphen and version number,
974 such as @code{guile-1.8.8} or simply @code{guile-1.8} (in the latter
975 case, the newest version prefixed by @code{1.8} is selected.)
977 If no version number is specified, the
978 newest available version will be selected.  In addition, @var{package}
979 may contain a colon, followed by the name of one of the outputs of the
980 package, as in @code{gcc:doc} or @code{binutils-2.22:lib}
981 (@pxref{Packages with Multiple Outputs}).  Packages with a corresponding
982 name (and optionally version) are searched for among the GNU
983 distribution modules (@pxref{Package Modules}).
985 @cindex propagated inputs
986 Sometimes packages have @dfn{propagated inputs}: these are dependencies
987 that automatically get installed along with the required package.
989 An example is the GNU MPC library: its C header files refer to those of
990 the GNU MPFR library, which in turn refer to those of the GMP library.
991 Thus, when installing MPC, the MPFR and GMP libraries also get installed
992 in the profile; removing MPC also removes MPFR and GMP---unless they had
993 also been explicitly installed independently.
995 Besides, packages sometimes rely on the definition of environment
996 variables for their search paths (see explanation of
997 @code{--search-paths} below).  Any missing or possibly incorrect
998 environment variable definitions are reported here.
1000 @c XXX: keep me up-to-date
1001 Finally, when installing a GNU package, the tool reports the
1002 availability of a newer upstream version.  In the future, it may provide
1003 the option of installing directly from the upstream version, even if
1004 that version is not yet in the distribution.
1006 @item --install-from-expression=@var{exp}
1007 @itemx -e @var{exp}
1008 Install the package @var{exp} evaluates to.
1010 @var{exp} must be a Scheme expression that evaluates to a
1011 @code{<package>} object.  This option is notably useful to disambiguate
1012 between same-named variants of a package, with expressions such as
1013 @code{(@@ (gnu packages base) guile-final)}.
1015 Note that this option installs the first output of the specified
1016 package, which may be insufficient when needing a specific output of a
1017 multiple-output package.
1019 @item --remove=@var{package} @dots{}
1020 @itemx -r @var{package} @dots{}
1021 Remove the specified @var{package}s.
1023 As for @code{--install}, each @var{package} may specify a version number
1024 and/or output name in addition to the package name.  For instance,
1025 @code{-r glibc:debug} would remove the @code{debug} output of
1026 @code{glibc}.
1028 @item --upgrade[=@var{regexp} @dots{}]
1029 @itemx -u [@var{regexp} @dots{}]
1030 Upgrade all the installed packages.  If one or more @var{regexp}s are
1031 specified, upgrade only installed packages whose name matches a
1032 @var{regexp}.  Also see the @code{--do-not-upgrade} option below.
1034 Note that this upgrades package to the latest version of packages found
1035 in the distribution currently installed.  To update your distribution,
1036 you should regularly run @command{guix pull} (@pxref{Invoking guix
1037 pull}).
1039 @item --do-not-upgrade[=@var{regexp} @dots{}]
1040 When used together with the @code{--upgrade} option, do @emph{not}
1041 upgrade any packages whose name matches a @var{regexp}.  For example, to
1042 upgrade all packages in the current profile except those containing the
1043 substring ``emacs'':
1045 @example
1046 $ guix package --upgrade . --do-not-upgrade emacs
1047 @end example
1049 @item --roll-back
1050 Roll back to the previous @dfn{generation} of the profile---i.e., undo
1051 the last transaction.
1053 When combined with options such as @code{--install}, roll back occurs
1054 before any other actions.
1056 When rolling back from the first generation that actually contains
1057 installed packages, the profile is made to point to the @dfn{zeroth
1058 generation}, which contains no files apart from its own meta-data.
1060 Installing, removing, or upgrading packages from a generation that has
1061 been rolled back to overwrites previous future generations.  Thus, the
1062 history of a profile's generations is always linear.
1064 @item --switch-generation=@var{pattern}
1065 @itemx -S @var{pattern}
1066 Switch to a particular generation defined by @var{pattern}.
1068 @var{pattern} may be either a generation number or a number prefixed
1069 with ``+'' or ``-''.  The latter means: move forward/backward by a
1070 specified number of generations.  For example, if you want to return to
1071 the latest generation after @code{--roll-back}, use
1072 @code{--switch-generation=+1}.
1074 The difference between @code{--roll-back} and
1075 @code{--switch-generation=-1} is that @code{--switch-generation} will
1076 not make a zeroth generation, so if a specified generation does not
1077 exist, the current generation will not be changed.
1079 @item --search-paths
1080 @cindex search paths
1081 Report environment variable definitions, in Bash syntax, that may be
1082 needed in order to use the set of installed packages.  These environment
1083 variables are used to specify @dfn{search paths} for files used by some
1084 of the installed packages.
1086 For example, GCC needs the @code{CPATH} and @code{LIBRARY_PATH}
1087 environment variables to be defined so it can look for headers and
1088 libraries in the user's profile (@pxref{Environment Variables,,, gcc,
1089 Using the GNU Compiler Collection (GCC)}).  If GCC and, say, the C
1090 library are installed in the profile, then @code{--search-paths} will
1091 suggest setting these variables to @code{@var{profile}/include} and
1092 @code{@var{profile}/lib}, respectively.
1094 @item --profile=@var{profile}
1095 @itemx -p @var{profile}
1096 Use @var{profile} instead of the user's default profile.
1098 @item --verbose
1099 Produce verbose output.  In particular, emit the environment's build log
1100 on the standard error port.
1102 @item --bootstrap
1103 Use the bootstrap Guile to build the profile.  This option is only
1104 useful to distribution developers.
1106 @end table
1108 In addition to these actions @command{guix package} supports the
1109 following options to query the current state of a profile, or the
1110 availability of packages:
1112 @table @option
1114 @item --search=@var{regexp}
1115 @itemx -s @var{regexp}
1116 List the available packages whose name, synopsis, or description matches
1117 @var{regexp}.  Print all the meta-data of matching packages in
1118 @code{recutils} format (@pxref{Top, GNU recutils databases,, recutils,
1119 GNU recutils manual}).
1121 This allows specific fields to be extracted using the @command{recsel}
1122 command, for instance:
1124 @example
1125 $ guix package -s malloc | recsel -p name,version
1126 name: glibc
1127 version: 2.17
1129 name: libgc
1130 version: 7.2alpha6
1131 @end example
1133 Similarly, to show the name of all the packages available under the
1134 terms of the GNU@tie{}LGPL version 3:
1136 @example
1137 $ guix package -s "" | recsel -p name -e 'license ~ "LGPL 3"'
1138 name: elfutils
1140 name: gmp
1141 @dots{}
1142 @end example
1144 @item --show=@var{package}
1145 Show details about @var{package}, taken from the list of available packages, in
1146 @code{recutils} format (@pxref{Top, GNU recutils databases,, recutils, GNU
1147 recutils manual}).
1149 @example
1150 $ guix package --show=python | recsel -p name,version
1151 name: python
1152 version: 2.7.6
1154 name: python
1155 version: 3.3.5
1156 @end example
1158 You may also specify the full name of a package to only get details about a
1159 specific version of it:
1160 @example
1161 $ guix package --show=python-3.3.5 | recsel -p name,version
1162 name: python
1163 version: 3.3.5
1164 @end example
1168 @item --list-installed[=@var{regexp}]
1169 @itemx -I [@var{regexp}]
1170 List the currently installed packages in the specified profile, with the
1171 most recently installed packages shown last.  When @var{regexp} is
1172 specified, list only installed packages whose name matches @var{regexp}.
1174 For each installed package, print the following items, separated by
1175 tabs: the package name, its version string, the part of the package that
1176 is installed (for instance, @code{out} for the default output,
1177 @code{include} for its headers, etc.), and the path of this package in
1178 the store.
1180 @item --list-available[=@var{regexp}]
1181 @itemx -A [@var{regexp}]
1182 List packages currently available in the distribution for this system
1183 (@pxref{GNU Distribution}).  When @var{regexp} is specified, list only
1184 installed packages whose name matches @var{regexp}.
1186 For each package, print the following items separated by tabs: its name,
1187 its version string, the parts of the package (@pxref{Packages with
1188 Multiple Outputs}), and the source location of its definition.
1190 @item --list-generations[=@var{pattern}]
1191 @itemx -l [@var{pattern}]
1192 Return a list of generations along with their creation dates; for each
1193 generation, show the installed packages, with the most recently
1194 installed packages shown last.  Note that the zeroth generation is never
1195 shown.
1197 For each installed package, print the following items, separated by
1198 tabs: the name of a package, its version string, the part of the package
1199 that is installed (@pxref{Packages with Multiple Outputs}), and the
1200 location of this package in the store.
1202 When @var{pattern} is used, the command returns only matching
1203 generations.  Valid patterns include:
1205 @itemize
1206 @item @emph{Integers and comma-separated integers}.  Both patterns denote
1207 generation numbers.  For instance, @code{--list-generations=1} returns
1208 the first one.
1210 And @code{--list-generations=1,8,2} outputs three generations in the
1211 specified order.  Neither spaces nor trailing commas are allowed.
1213 @item @emph{Ranges}.  @code{--list-generations=2..9} prints the
1214 specified generations and everything in between.  Note that the start of
1215 a range must be lesser than its end.
1217 It is also possible to omit the endpoint.  For example,
1218 @code{--list-generations=2..}, returns all generations starting from the
1219 second one.
1221 @item @emph{Durations}.  You can also get the last @emph{N}@tie{}days, weeks,
1222 or months by passing an integer along with the first letter of the
1223 duration.  For example, @code{--list-generations=20d} lists generations
1224 that are up to 20 days old.
1225 @end itemize
1227 @item --delete-generations[=@var{pattern}]
1228 @itemx -d [@var{pattern}]
1229 When @var{pattern} is omitted, delete all generations except the current
1230 one.
1232 This command accepts the same patterns as @option{--list-generations}.
1233 When @var{pattern} is specified, delete the matching generations.  When
1234 @var{pattern} specifies a duration, generations @emph{older} than the
1235 specified duration match.  For instance, @code{--delete-generations=1m}
1236 deletes generations that are more than one month old.
1238 If the current generation matches, it is @emph{not} deleted.  Also, the
1239 zeroth generation is never deleted.
1241 Note that deleting generations prevents roll-back to them.
1242 Consequently, this command must be used with care.
1244 @end table
1246 Finally, since @command{guix package} may actually start build
1247 processes, it supports all the common build options that @command{guix
1248 build} supports (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
1250 @include emacs.texi
1252 @node Substitutes
1253 @section Substitutes
1255 @cindex substitutes
1256 @cindex pre-built binaries
1257 Guix supports transparent source/binary deployment, which means that it
1258 can either build things locally, or download pre-built items from a
1259 server.  We call these pre-built items @dfn{substitutes}---they are
1260 substitutes for local build results.  In many cases, downloading a
1261 substitute is much faster than building things locally.
1263 Substitutes can be anything resulting from a derivation build
1264 (@pxref{Derivations}).  Of course, in the common case, they are
1265 pre-built package binaries, but source tarballs, for instance, which
1266 also result from derivation builds, can be available as substitutes.
1268 The @code{hydra.gnu.org} server is a front-end to a build farm that
1269 builds packages from the GNU distribution continuously for some
1270 architectures, and makes them available as substitutes.  This is the
1271 default source of substitutes; it can be overridden by passing
1272 @command{guix-daemon} the @code{--substitute-urls} option
1273 (@pxref{Invoking guix-daemon}).
1275 @cindex security
1276 @cindex digital signatures
1277 To allow Guix to download substitutes from @code{hydra.gnu.org}, you
1278 must add its public key to the access control list (ACL) of archive
1279 imports, using the @command{guix archive} command (@pxref{Invoking guix
1280 archive}).  Doing so implies that you trust @code{hydra.gnu.org} to not
1281 be compromised and to serve genuine substitutes.
1283 This public key is installed along with Guix, in
1284 @code{@var{prefix}/share/guix/hydra.gnu.org.pub}, where @var{prefix} is
1285 the installation prefix of Guix.  If you installed Guix from source,
1286 make sure you checked the GPG signature of
1287 @file{guix-@value{VERSION}.tar.gz}, which contains this public key file.
1288 Then, you can run something like this:
1290 @example
1291 # guix archive --authorize < hydra.gnu.org.pub
1292 @end example
1294 Once this is in place, the output of a command like @code{guix build}
1295 should change from something like:
1297 @example
1298 $ guix build emacs --dry-run
1299 The following derivations would be built:
1300    /gnu/store/yr7bnx8xwcayd6j95r2clmkdl1qh688w-emacs-24.3.drv
1301    /gnu/store/x8qsh1hlhgjx6cwsjyvybnfv2i37z23w-dbus-1.6.4.tar.gz.drv
1302    /gnu/store/1ixwp12fl950d15h2cj11c73733jay0z-alsa-lib-1.0.27.1.tar.bz2.drv
1303    /gnu/store/nlma1pw0p603fpfiqy7kn4zm105r5dmw-util-linux-2.21.drv
1304 @dots{}
1305 @end example
1307 @noindent
1308 to something like:
1310 @example
1311 $ guix build emacs --dry-run
1312 The following files would be downloaded:
1313    /gnu/store/pk3n22lbq6ydamyymqkkz7i69wiwjiwi-emacs-24.3
1314    /gnu/store/2ygn4ncnhrpr61rssa6z0d9x22si0va3-libjpeg-8d
1315    /gnu/store/71yz6lgx4dazma9dwn2mcjxaah9w77jq-cairo-1.12.16
1316    /gnu/store/7zdhgp0n1518lvfn8mb96sxqfmvqrl7v-libxrender-0.9.7
1317 @dots{}
1318 @end example
1320 @noindent
1321 This indicates that substitutes from @code{hydra.gnu.org} are usable and
1322 will be downloaded, when possible, for future builds.
1324 Guix ignores substitutes that are not signed, or that are not signed by
1325 one of the keys listed in the ACL.  It also detects and raises an error
1326 when attempting to use a substitute that has been tampered with.
1328 The substitute mechanism can be disabled globally by running
1329 @code{guix-daemon} with @code{--no-substitutes} (@pxref{Invoking
1330 guix-daemon}).  It can also be disabled temporarily by passing the
1331 @code{--no-substitutes} option to @command{guix package}, @command{guix
1332 build}, and other command-line tools.
1335 Today, each individual's control over their own computing is at the
1336 mercy of institutions, corporations, and groups with enough power and
1337 determination to subvert the computing infrastructure and exploit its
1338 weaknesses.  While using @code{hydra.gnu.org} substitutes can be
1339 convenient, we encourage users to also build on their own, or even run
1340 their own build farm, such that @code{hydra.gnu.org} is less of an
1341 interesting target.
1343 Guix has the foundations to maximize build reproducibility
1344 (@pxref{Features}).  In most cases, independent builds of a given
1345 package or derivation should yield bit-identical results.  Thus, through
1346 a diverse set of independent package builds, we can strengthen the
1347 integrity of our systems.
1349 In the future, we want Guix to have support to publish and retrieve
1350 binaries to/from other users, in a peer-to-peer fashion.  If you would
1351 like to discuss this project, join us on @email{guix-devel@@gnu.org}.
1354 @node Packages with Multiple Outputs
1355 @section Packages with Multiple Outputs
1357 @cindex multiple-output packages
1358 @cindex package outputs
1360 Often, packages defined in Guix have a single @dfn{output}---i.e., the
1361 source package leads exactly one directory in the store.  When running
1362 @command{guix package -i glibc}, one installs the default output of the
1363 GNU libc package; the default output is called @code{out}, but its name
1364 can be omitted as shown in this command.  In this particular case, the
1365 default output of @code{glibc} contains all the C header files, shared
1366 libraries, static libraries, Info documentation, and other supporting
1367 files.
1369 Sometimes it is more appropriate to separate the various types of files
1370 produced from a single source package into separate outputs.  For
1371 instance, the GLib C library (used by GTK+ and related packages)
1372 installs more than 20 MiB of reference documentation as HTML pages.
1373 To save space for users who do not need it, the documentation goes to a
1374 separate output, called @code{doc}.  To install the main GLib output,
1375 which contains everything but the documentation, one would run:
1377 @example
1378 guix package -i glib
1379 @end example
1381 The command to install its documentation is:
1383 @example
1384 guix package -i glib:doc
1385 @end example
1387 Some packages install programs with different ``dependency footprints''.
1388 For instance, the WordNet package install both command-line tools and
1389 graphical user interfaces (GUIs).  The former depend solely on the C
1390 library, whereas the latter depend on Tcl/Tk and the underlying X
1391 libraries.  In this case, we leave the command-line tools in the default
1392 output, whereas the GUIs are in a separate output.  This allows users
1393 who do not need the GUIs to save space.
1395 There are several such multiple-output packages in the GNU distribution.
1396 Other conventional output names include @code{lib} for libraries and
1397 possibly header files, @code{bin} for stand-alone programs, and
1398 @code{debug} for debugging information (@pxref{Installing Debugging
1399 Files}).  The outputs of a packages are listed in the third column of
1400 the output of @command{guix package --list-available} (@pxref{Invoking
1401 guix package}).
1404 @node Invoking guix gc
1405 @section Invoking @command{guix gc}
1407 @cindex garbage collector
1408 Packages that are installed but not used may be @dfn{garbage-collected}.
1409 The @command{guix gc} command allows users to explicitly run the garbage
1410 collector to reclaim space from the @file{/gnu/store} directory.  It is
1411 the @emph{only} way to remove files from @file{/gnu/store}---removing
1412 files or directories manually may break it beyond repair!
1414 The garbage collector has a set of known @dfn{roots}: any file under
1415 @file{/gnu/store} reachable from a root is considered @dfn{live} and
1416 cannot be deleted; any other file is considered @dfn{dead} and may be
1417 deleted.  The set of garbage collector roots includes default user
1418 profiles, and may be augmented with @command{guix build --root}, for
1419 example (@pxref{Invoking guix build}).
1421 Prior to running @code{guix gc --collect-garbage} to make space, it is
1422 often useful to remove old generations from user profiles; that way, old
1423 package builds referenced by those generations can be reclaimed.  This
1424 is achieved by running @code{guix package --delete-generations}
1425 (@pxref{Invoking guix package}).
1427 The @command{guix gc} command has three modes of operation: it can be
1428 used to garbage-collect any dead files (the default), to delete specific
1429 files (the @code{--delete} option), or to print garbage-collector
1430 information.  The available options are listed below:
1432 @table @code
1433 @item --collect-garbage[=@var{min}]
1434 @itemx -C [@var{min}]
1435 Collect garbage---i.e., unreachable @file{/gnu/store} files and
1436 sub-directories.  This is the default operation when no option is
1437 specified.
1439 When @var{min} is given, stop once @var{min} bytes have been collected.
1440 @var{min} may be a number of bytes, or it may include a unit as a
1441 suffix, such as @code{MiB} for mebibytes and @code{GB} for gigabytes
1442 (@pxref{Block size, size specifications,, coreutils, GNU Coreutils}).
1444 When @var{min} is omitted, collect all the garbage.
1446 @item --delete
1447 @itemx -d
1448 Attempt to delete all the store files and directories specified as
1449 arguments.  This fails if some of the files are not in the store, or if
1450 they are still live.
1452 @item --list-dead
1453 Show the list of dead files and directories still present in the
1454 store---i.e., files and directories no longer reachable from any root.
1456 @item --list-live
1457 Show the list of live store files and directories.
1459 @end table
1461 In addition, the references among existing store files can be queried:
1463 @table @code
1465 @item --references
1466 @itemx --referrers
1467 List the references (respectively, the referrers) of store files given
1468 as arguments.
1470 @item --requisites
1471 @itemx -R
1472 List the requisites of the store files passed as arguments.  Requisites
1473 include the store files themselves, their references, and the references
1474 of these, recursively.  In other words, the returned list is the
1475 @dfn{transitive closure} of the store files.
1477 @end table
1480 @node Invoking guix pull
1481 @section Invoking @command{guix pull}
1483 Packages are installed or upgraded to the latest version available in
1484 the distribution currently available on your local machine.  To update
1485 that distribution, along with the Guix tools, you must run @command{guix
1486 pull}: the command downloads the latest Guix source code and package
1487 descriptions, and deploys it.
1489 On completion, @command{guix package} will use packages and package
1490 versions from this just-retrieved copy of Guix.  Not only that, but all
1491 the Guix commands and Scheme modules will also be taken from that latest
1492 version.  New @command{guix} sub-commands added by the update also
1493 become available.
1495 The @command{guix pull} command is usually invoked with no arguments,
1496 but it supports the following options:
1498 @table @code
1499 @item --verbose
1500 Produce verbose output, writing build logs to the standard error output.
1502 @item --url=@var{url}
1503 Download the source tarball of Guix from @var{url}.
1505 By default, the tarball is taken from its canonical address at
1506 @code{gnu.org}, for the stable branch of Guix.
1508 @item --bootstrap
1509 Use the bootstrap Guile to build the latest Guix.  This option is only
1510 useful to Guix developers.
1511 @end table
1514 @node Invoking guix archive
1515 @section Invoking @command{guix archive}
1517 The @command{guix archive} command allows users to @dfn{export} files
1518 from the store into a single archive, and to later @dfn{import} them.
1519 In particular, it allows store files to be transferred from one machine
1520 to another machine's store.  For example, to transfer the @code{emacs}
1521 package to a machine connected over SSH, one would run:
1523 @example
1524 guix archive --export -r emacs | ssh the-machine guix archive --import
1525 @end example
1527 @noindent
1528 Similarly, a complete user profile may be transferred from one machine
1529 to another like this:
1531 @example
1532 guix archive --export -r $(readlink -f ~/.guix-profile) | \
1533   ssh the-machine guix-archive --import
1534 @end example
1536 @noindent
1537 However, note that, in both examples, all of @code{emacs} and the
1538 profile as well as all of their dependencies are transferred (due to
1539 @code{-r}), regardless of what is already available in the target
1540 machine's store.  The @code{--missing} option can help figure out which
1541 items are missing from the target's store.
1543 Archives are stored in the ``Nix archive'' or ``Nar'' format, which is
1544 comparable in spirit to `tar', but with a few noteworthy differences
1545 that make it more appropriate for our purposes.  First, rather than
1546 recording all Unix meta-data for each file, the Nar format only mentions
1547 the file type (regular, directory, or symbolic link); Unix permissions
1548 and owner/group are dismissed.  Second, the order in which directory
1549 entries are stored always follows the order of file names according to
1550 the C locale collation order.  This makes archive production fully
1551 deterministic.
1553 When exporting, the daemon digitally signs the contents of the archive,
1554 and that digital signature is appended.  When importing, the daemon
1555 verifies the signature and rejects the import in case of an invalid
1556 signature or if the signing key is not authorized.
1557 @c FIXME: Add xref to daemon doc about signatures.
1559 The main options are:
1561 @table @code
1562 @item --export
1563 Export the specified store files or packages (see below.)  Write the
1564 resulting archive to the standard output.
1566 Dependencies are @emph{not} included in the output, unless
1567 @code{--recursive} is passed.
1569 @item -r
1570 @itemx --recursive
1571 When combined with @code{--export}, this instructs @command{guix
1572 archive} to include dependencies of the given items in the archive.
1573 Thus, the resulting archive is self-contained: it contains the closure
1574 of the exported store items.
1576 @item --import
1577 Read an archive from the standard input, and import the files listed
1578 therein into the store.  Abort if the archive has an invalid digital
1579 signature, or if it is signed by a public key not among the authorized
1580 keys (see @code{--authorize} below.)
1582 @item --missing
1583 Read a list of store file names from the standard input, one per line,
1584 and write on the standard output the subset of these files missing from
1585 the store.
1587 @item --generate-key[=@var{parameters}]
1588 @cindex signing, archives
1589 Generate a new key pair for the daemons.  This is a prerequisite before
1590 archives can be exported with @code{--export}.  Note that this operation
1591 usually takes time, because it needs to gather enough entropy to
1592 generate the key pair.
1594 The generated key pair is typically stored under @file{/etc/guix}, in
1595 @file{signing-key.pub} (public key) and @file{signing-key.sec} (private
1596 key, which must be kept secret.)  When @var{parameters} is omitted,
1597 an ECDSA key using the Ed25519 curve is generated, or, for Libgcrypt
1598 versions before 1.6.0, it is a 4096-bit RSA key.
1599 Alternately, @var{parameters} can specify
1600 @code{genkey} parameters suitable for Libgcrypt (@pxref{General
1601 public-key related Functions, @code{gcry_pk_genkey},, gcrypt, The
1602 Libgcrypt Reference Manual}).
1604 @item --authorize
1605 @cindex authorizing, archives
1606 Authorize imports signed by the public key passed on standard input.
1607 The public key must be in ``s-expression advanced format''---i.e., the
1608 same format as the @file{signing-key.pub} file.
1610 The list of authorized keys is kept in the human-editable file
1611 @file{/etc/guix/acl}.  The file contains
1612 @url{http://people.csail.mit.edu/rivest/Sexp.txt, ``advanced-format
1613 s-expressions''} and is structured as an access-control list in the
1614 @url{http://theworld.com/~cme/spki.txt, Simple Public-Key Infrastructure
1615 (SPKI)}.
1616 @end table
1618 To export store files as an archive to the standard output, run:
1620 @example
1621 guix archive --export @var{options} @var{specifications}...
1622 @end example
1624 @var{specifications} may be either store file names or package
1625 specifications, as for @command{guix package} (@pxref{Invoking guix
1626 package}).  For instance, the following command creates an archive
1627 containing the @code{gui} output of the @code{git} package and the main
1628 output of @code{emacs}:
1630 @example
1631 guix archive --export git:gui /gnu/store/...-emacs-24.3 > great.nar
1632 @end example
1634 If the specified packages are not built yet, @command{guix archive}
1635 automatically builds them.  The build process may be controlled with the
1636 same options that can be passed to the @command{guix build} command
1637 (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
1640 @c *********************************************************************
1641 @node Programming Interface
1642 @chapter Programming Interface
1644 GNU Guix provides several Scheme programming interfaces (APIs) to
1645 define, build, and query packages.  The first interface allows users to
1646 write high-level package definitions.  These definitions refer to
1647 familiar packaging concepts, such as the name and version of a package,
1648 its build system, and its dependencies.  These definitions can then be
1649 turned into concrete build actions.
1651 Build actions are performed by the Guix daemon, on behalf of users.  In a
1652 standard setup, the daemon has write access to the store---the
1653 @file{/gnu/store} directory---whereas users do not.  The recommended
1654 setup also has the daemon perform builds in chroots, under a specific
1655 build users, to minimize interference with the rest of the system.
1657 @cindex derivation
1658 Lower-level APIs are available to interact with the daemon and the
1659 store.  To instruct the daemon to perform a build action, users actually
1660 provide it with a @dfn{derivation}.  A derivation is a low-level
1661 representation of the build actions to be taken, and the environment in
1662 which they should occur---derivations are to package definitions what
1663 assembly is to C programs.  The term ``derivation'' comes from the fact
1664 that build results @emph{derive} from them.
1666 This chapter describes all these APIs in turn, starting from high-level
1667 package definitions.
1669 @menu
1670 * Defining Packages::           Defining new packages.
1671 * Build Systems::               Specifying how packages are built.
1672 * The Store::                   Manipulating the package store.
1673 * Derivations::                 Low-level interface to package derivations.
1674 * The Store Monad::             Purely functional interface to the store.
1675 * G-Expressions::               Manipulating build expressions.
1676 @end menu
1678 @node Defining Packages
1679 @section Defining Packages
1681 The high-level interface to package definitions is implemented in the
1682 @code{(guix packages)} and @code{(guix build-system)} modules.  As an
1683 example, the package definition, or @dfn{recipe}, for the GNU Hello
1684 package looks like this:
1686 @example
1687 (define-module (gnu packages hello)
1688   #:use-module (guix packages)
1689   #:use-module (guix download)
1690   #:use-module (guix build-system gnu)
1691   #:use-module (guix licenses))
1693 (define-public hello
1694   (package
1695     (name "hello")
1696     (version "2.8")
1697     (source (origin
1698              (method url-fetch)
1699              (uri (string-append "mirror://gnu/hello/hello-" version
1700                                  ".tar.gz"))
1701              (sha256
1702               (base32 "0wqd8sjmxfskrflaxywc7gqw7sfawrfvdxd9skxawzfgyy0pzdz6"))))
1703     (build-system gnu-build-system)
1704     (arguments `(#:configure-flags '("--enable-silent-rules")))
1705     (inputs `(("gawk" ,gawk)))
1706     (synopsis "Hello, GNU world: An example GNU package")
1707     (description "Guess what GNU Hello prints!")
1708     (home-page "http://www.gnu.org/software/hello/")
1709     (license gpl3+)))
1710 @end example
1712 @noindent
1713 Without being a Scheme expert, the reader may have guessed the meaning
1714 of the various fields here.  This expression binds variable @code{hello}
1715 to a @code{<package>} object, which is essentially a record
1716 (@pxref{SRFI-9, Scheme records,, guile, GNU Guile Reference Manual}).
1717 This package object can be inspected using procedures found in the
1718 @code{(guix packages)} module; for instance, @code{(package-name hello)}
1719 returns---surprise!---@code{"hello"}.
1721 With luck, you may be able to import part or all of the definition of
1722 the package you are interested in from another repository, using the
1723 @code{guix import} command (@pxref{Invoking guix import}).
1725 In the example above, @var{hello} is defined into a module of its own,
1726 @code{(gnu packages hello)}.  Technically, this is not strictly
1727 necessary, but it is convenient to do so: all the packages defined in
1728 modules under @code{(gnu packages @dots{})} are automatically known to
1729 the command-line tools (@pxref{Package Modules}).
1731 There are a few points worth noting in the above package definition:
1733 @itemize
1734 @item
1735 The @code{source} field of the package is an @code{<origin>} object.
1736 Here, the @code{url-fetch} method from @code{(guix download)} is used,
1737 meaning that the source is a file to be downloaded over FTP or HTTP.
1739 The @code{mirror://gnu} prefix instructs @code{url-fetch} to use one of
1740 the GNU mirrors defined in @code{(guix download)}.
1742 The @code{sha256} field specifies the expected SHA256 hash of the file
1743 being downloaded.  It is mandatory, and allows Guix to check the
1744 integrity of the file.  The @code{(base32 @dots{})} form introduces the
1745 base32 representation of the hash.  You can obtain this information with
1746 @code{guix download} (@pxref{Invoking guix download}) and @code{guix
1747 hash} (@pxref{Invoking guix hash}).
1749 @cindex patches
1750 When needed, the @code{origin} form can also have a @code{patches} field
1751 listing patches to be applied, and a @code{snippet} field giving a
1752 Scheme expression to modify the source code.
1754 @item
1755 @cindex GNU Build System
1756 The @code{build-system} field specifies the procedure to build the
1757 package (@pxref{Build Systems}).  Here, @var{gnu-build-system}
1758 represents the familiar GNU Build System, where packages may be
1759 configured, built, and installed with the usual @code{./configure &&
1760 make && make check && make install} command sequence.
1762 @item
1763 The @code{arguments} field specifies options for the build system
1764 (@pxref{Build Systems}).  Here it is interpreted by
1765 @var{gnu-build-system} as a request run @file{configure} with the
1766 @code{--enable-silent-rules} flag.
1768 @item
1769 The @code{inputs} field specifies inputs to the build process---i.e.,
1770 build-time or run-time dependencies of the package.  Here, we define an
1771 input called @code{"gawk"} whose value is that of the @var{gawk}
1772 variable; @var{gawk} is itself bound to a @code{<package>} object.
1774 Note that GCC, Coreutils, Bash, and other essential tools do not need to
1775 be specified as inputs here.  Instead, @var{gnu-build-system} takes care
1776 of ensuring that they are present (@pxref{Build Systems}).
1778 However, any other dependencies need to be specified in the
1779 @code{inputs} field.  Any dependency not specified here will simply be
1780 unavailable to the build process, possibly leading to a build failure.
1781 @end itemize
1783 Once a package definition is in place, the
1784 package may actually be built using the @code{guix build} command-line
1785 tool (@pxref{Invoking guix build}).  @xref{Packaging Guidelines}, for
1786 more information on how to test package definitions, and
1787 @ref{Invoking guix lint}, for information on how to check a definition
1788 for style conformance.
1790 Eventually, updating the package definition to a new upstream version
1791 can be partly automated by the @command{guix refresh} command
1792 (@pxref{Invoking guix refresh}).
1794 Behind the scenes, a derivation corresponding to the @code{<package>}
1795 object is first computed by the @code{package-derivation} procedure.
1796 That derivation is stored in a @code{.drv} file under @file{/gnu/store}.
1797 The build actions it prescribes may then be realized by using the
1798 @code{build-derivations} procedure (@pxref{The Store}).
1800 @deffn {Scheme Procedure} package-derivation @var{store} @var{package} [@var{system}]
1801 Return the @code{<derivation>} object of @var{package} for @var{system}
1802 (@pxref{Derivations}).
1804 @var{package} must be a valid @code{<package>} object, and @var{system}
1805 must be a string denoting the target system type---e.g.,
1806 @code{"x86_64-linux"} for an x86_64 Linux-based GNU system.  @var{store}
1807 must be a connection to the daemon, which operates on the store
1808 (@pxref{The Store}).
1809 @end deffn
1811 @noindent
1812 @cindex cross-compilation
1813 Similarly, it is possible to compute a derivation that cross-builds a
1814 package for some other system:
1816 @deffn {Scheme Procedure} package-cross-derivation @var{store} @
1817             @var{package} @var{target} [@var{system}]
1818 Return the @code{<derivation>} object of @var{package} cross-built from
1819 @var{system} to @var{target}.
1821 @var{target} must be a valid GNU triplet denoting the target hardware
1822 and operating system, such as @code{"mips64el-linux-gnu"}
1823 (@pxref{Configuration Names, GNU configuration triplets,, configure, GNU
1824 Configure and Build System}).
1825 @end deffn
1828 @node Build Systems
1829 @section Build Systems
1831 @cindex build system
1832 Each package definition specifies a @dfn{build system} and arguments for
1833 that build system (@pxref{Defining Packages}).  This @code{build-system}
1834 field represents the build procedure of the package, as well implicit
1835 dependencies of that build procedure.
1837 Build systems are @code{<build-system>} objects.  The interface to
1838 create and manipulate them is provided by the @code{(guix build-system)}
1839 module, and actual build systems are exported by specific modules.
1841 @cindex bag (low-level package representation)
1842 Under the hood, build systems first compile package objects to
1843 @dfn{bags}.  A @dfn{bag} is like a package, but with less
1844 ornamentation---in other words, a bag is a lower-level representation of
1845 a package, which includes all the inputs of that package, including some
1846 that were implicitly added by the build system.  This intermediate
1847 representation is then compiled to a derivation (@pxref{Derivations}).
1849 Build systems accept an optional list of @dfn{arguments}.  In package
1850 definitions, these are passed @i{via} the @code{arguments} field
1851 (@pxref{Defining Packages}).  They are typically keyword arguments
1852 (@pxref{Optional Arguments, keyword arguments in Guile,, guile, GNU
1853 Guile Reference Manual}).  The value of these arguments is usually
1854 evaluated in the @dfn{build stratum}---i.e., by a Guile process launched
1855 by the daemon (@pxref{Derivations}).
1857 The main build system is @var{gnu-build-system}, which implements the
1858 standard build procedure for GNU packages and many other packages.  It
1859 is provided by the @code{(guix build-system gnu)} module.
1861 @defvr {Scheme Variable} gnu-build-system
1862 @var{gnu-build-system} represents the GNU Build System, and variants
1863 thereof (@pxref{Configuration, configuration and makefile conventions,,
1864 standards, GNU Coding Standards}).
1866 @cindex build phases
1867 In a nutshell, packages using it configured, built, and installed with
1868 the usual @code{./configure && make && make check && make install}
1869 command sequence.  In practice, a few additional steps are often needed.
1870 All these steps are split up in separate @dfn{phases},
1871 notably@footnote{Please see the @code{(guix build gnu-build-system)}
1872 modules for more details about the build phases.}:
1874 @table @code
1875 @item unpack
1876 Unpack the source tarball, and change the current directory to the
1877 extracted source tree.  If the source is actually a directory, copy it
1878 to the build tree, and enter that directory.
1880 @item patch-source-shebangs
1881 Patch shebangs encountered in source files so they refer to the right
1882 store file names.  For instance, this changes @code{#!/bin/sh} to
1883 @code{#!/gnu/store/@dots{}-bash-4.3/bin/sh}.
1885 @item configure
1886 Run the @file{configure} script with a number of default options, such
1887 as @code{--prefix=/gnu/store/@dots{}}, as well as the options specified
1888 by the @code{#:configure-flags} argument.
1890 @item build
1891 Run @code{make} with the list of flags specified with
1892 @code{#:make-flags}.  If the @code{#:parallel-builds?} argument is true
1893 (the default), build with @code{make -j}.
1895 @item check
1896 Run @code{make check}, or some other target specified with
1897 @code{#:test-target}, unless @code{#:tests? #f} is passed.  If the
1898 @code{#:parallel-tests?} argument is true (the default), run @code{make
1899 check -j}.
1901 @item install
1902 Run @code{make install} with the flags listed in @code{#:make-flags}.
1904 @item patch-shebangs
1905 Patch shebangs on the installed executable files.
1907 @item strip
1908 Strip debugging symbols from ELF files (unless @code{#:strip-binaries?}
1909 is false), copying them to the @code{debug} output when available
1910 (@pxref{Installing Debugging Files}).
1911 @end table
1913 @vindex %standard-phases
1914 The build-side module @code{(guix build gnu-build-system)} defines
1915 @var{%standard-phases} as the default list of build phases.
1916 @var{%standard-phases} is a list of symbol/procedure pairs, where the
1917 procedure implements the actual phase.
1919 The list of phases used for a particular package can be changed with the
1920 @code{#:phases} parameter.  For instance, passing:
1922 @example
1923 #:phases (alist-delete 'configure %standard-phases)
1924 @end example
1926 means that all the phases described above will be used, except the
1927 @code{configure} phase.
1929 In addition, this build system ensures that the ``standard'' environment
1930 for GNU packages is available.  This includes tools such as GCC, libc,
1931 Coreutils, Bash, Make, Diffutils, grep, and sed (see the @code{(guix
1932 build-system gnu)} module for a complete list.)  We call these the
1933 @dfn{implicit inputs} of a package, because package definitions don't
1934 have to mention them.
1935 @end defvr
1937 Other @code{<build-system>} objects are defined to support other
1938 conventions and tools used by free software packages.  They inherit most
1939 of @var{gnu-build-system}, and differ mainly in the set of inputs
1940 implicitly added to the build process, and in the list of phases
1941 executed.  Some of these build systems are listed below.
1943 @defvr {Scheme Variable} cmake-build-system
1944 This variable is exported by @code{(guix build-system cmake)}.  It
1945 implements the build procedure for packages using the
1946 @url{http://www.cmake.org, CMake build tool}.
1948 It automatically adds the @code{cmake} package to the set of inputs.
1949 Which package is used can be specified with the @code{#:cmake}
1950 parameter.
1952 The @code{#:configure-flags} parameter is taken as a list of flags
1953 passed to the @command{cmake} command.  The @code{#:build-type}
1954 parameter specifies in abstract terms the flags passed to the compiler;
1955 it defaults to @code{"RelWithDebInfo"} (short for ``release mode with
1956 debugging information''), which roughly means that code is compiled with
1957 @code{-O2 -g}, as is the case for Autoconf-based packages by default.
1958 @end defvr
1960 @defvr {Scheme Variable} glib-or-gtk-build-system
1961 This variable is exported by @code{(guix build-system glib-or-gtk)}.  It
1962 is intended for use with packages making use of GLib or GTK+.
1964 This build system adds the following two phases to the ones defined by
1965 @var{gnu-build-system}:
1967 @table @code
1968 @item glib-or-gtk-wrap
1969 The phase @code{glib-or-gtk-wrap} ensures that programs found under
1970 @file{bin/} are able to find GLib's ``schemas'' and
1971 @uref{https://developer.gnome.org/gtk3/stable/gtk-running.html, GTK+
1972 modules}.  This is achieved by wrapping the programs in launch scripts
1973 that appropriately set the @code{XDG_DATA_DIRS} and @code{GTK_PATH}
1974 environment variables.
1976 It is possible to exclude specific package outputs from that wrapping
1977 process by listing their names in the
1978 @code{#:glib-or-gtk-wrap-excluded-outputs} parameter.  This is useful
1979 when an output is known not to contain any GLib or GTK+ binaries, and
1980 where wrapping would gratuitously add a dependency of that output on
1981 GLib and GTK+.
1983 @item glib-or-gtk-compile-schemas
1984 The phase @code{glib-or-gtk-compile-schemas} makes sure that all GLib's
1985 @uref{https://developer.gnome.org/gio/stable/glib-compile-schemas.html,
1986 GSettings schemas} are compiled.  Compilation is performed by the
1987 @command{glib-compile-schemas} program.  It is provided by the package
1988 @code{glib:bin} which is automatically imported by the build system.
1989 The @code{glib} package providing @command{glib-compile-schemas} can be
1990 specified with the @code{#:glib} parameter.
1991 @end table
1993 Both phases are executed after the @code{install} phase.
1994 @end defvr
1996 @defvr {Scheme Variable} python-build-system
1997 This variable is exported by @code{(guix build-system python)}.  It
1998 implements the more or less standard build procedure used by Python
1999 packages, which consists in running @code{python setup.py build} and
2000 then @code{python setup.py install --prefix=/gnu/store/@dots{}}.
2002 For packages that install stand-alone Python programs under @code{bin/},
2003 it takes care of wrapping these programs so their @code{PYTHONPATH}
2004 environment variable points to all the Python libraries they depend on.
2006 Which Python package is used can be specified with the @code{#:python}
2007 parameter.
2008 @end defvr
2010 @defvr {Scheme Variable} perl-build-system
2011 This variable is exported by @code{(guix build-system perl)}.  It
2012 implements the standard build procedure for Perl packages, which either
2013 consists in running @code{perl Build.PL --prefix=/gnu/store/@dots{}},
2014 followed by @code{Build} and @code{Build install}; or in running
2015 @code{perl Makefile.PL PREFIX=/gnu/store/@dots{}}, followed by
2016 @code{make} and @code{make install}; depending on which of
2017 @code{Build.PL} or @code{Makefile.PL} is present in the package
2018 distribution.  Preference is given to the former if both @code{Build.PL}
2019 and @code{Makefile.PL} exist in the package distribution.  This
2020 preference can be reversed by specifying @code{#t} for the
2021 @code{#:make-maker?} parameter.
2023 The initial @code{perl Makefile.PL} or @code{perl Build.PL} invocation
2024 passes flags specified by the @code{#:make-maker-flags} or
2025 @code{#:module-build-flags} parameter, respectively.
2027 Which Perl package is used can be specified with @code{#:perl}.
2028 @end defvr
2030 @defvr {Scheme Variable} ruby-build-system
2031 This variable is exported by @code{(guix build-system ruby)}.  It
2032 implements the RubyGems build procedure used by Ruby packages, which
2033 involves running @code{gem build} followed by @code{gem install}.
2035 Which Ruby package is used can be specified with the @code{#:ruby}
2036 parameter.
2037 @end defvr
2039 @defvr {Scheme Variable} waf-build-system
2040 This variable is exported by @code{(guix build-system waf)}.  It
2041 implements a build procedure around the @code{waf} script.  The common
2042 phases---@code{configure}, @code{build}, and @code{install}---are
2043 implemented by passing their names as arguments to the @code{waf}
2044 script.
2046 The @code{waf} script is executed by the Python interpreter.  Which
2047 Python package is used to run the script can be specified with the
2048 @code{#:python} parameter.
2049 @end defvr
2051 @defvr {Scheme Variable} haskell-build-system
2052 This variable is exported by @code{(guix build-system haskell)}.  It
2053 implements the Cabal build procedure used by Haskell packages, which
2054 involves running @code{runhaskell Setup.hs configure
2055 --prefix=/gnu/store/@dots{}} and @code{runhaskell Setup.hs build}.
2056 Instead of installing the package by running @code{runhaskell Setup.hs
2057 install}, to avoid trying to register libraries in the read-only
2058 compiler store directory, the build system uses @code{runhaskell
2059 Setup.hs copy}, followed by @code{runhaskell Setup.hs register}.  In
2060 addition, the build system generates the package documentation by
2061 running @code{runhaskell Setup.hs haddock}, unless @code{#:haddock? #f}
2062 is passed.  Optional Haddock parameters can be passed with the help of
2063 the @code{#:haddock-flags} parameter.  If the file @code{Setup.hs} is
2064 not found, the build system looks for @code{Setup.lhs} instead.
2066 Which Haskell compiler is used can be specified with the @code{#:haskell}
2067 parameter which defaults to @code{ghc}. 
2068 @end defvr
2070 Lastly, for packages that do not need anything as sophisticated, a
2071 ``trivial'' build system is provided.  It is trivial in the sense that
2072 it provides basically no support: it does not pull any implicit inputs,
2073 and does not have a notion of build phases.
2075 @defvr {Scheme Variable} trivial-build-system
2076 This variable is exported by @code{(guix build-system trivial)}.
2078 This build system requires a @code{#:builder} argument.  This argument
2079 must be a Scheme expression that builds the package's output(s)---as
2080 with @code{build-expression->derivation} (@pxref{Derivations,
2081 @code{build-expression->derivation}}).
2082 @end defvr
2084 @node The Store
2085 @section The Store
2087 @cindex store
2088 @cindex store paths
2090 Conceptually, the @dfn{store} is where derivations that have been
2091 successfully built are stored---by default, under @file{/gnu/store}.
2092 Sub-directories in the store are referred to as @dfn{store paths}.  The
2093 store has an associated database that contains information such has the
2094 store paths referred to by each store path, and the list of @emph{valid}
2095 store paths---paths that result from a successful build.
2097 The store is always accessed by the daemon on behalf of its clients
2098 (@pxref{Invoking guix-daemon}).  To manipulate the store, clients
2099 connect to the daemon over a Unix-domain socket, send it requests, and
2100 read the result---these are remote procedure calls, or RPCs.
2102 The @code{(guix store)} module provides procedures to connect to the
2103 daemon, and to perform RPCs.  These are described below.
2105 @deffn {Scheme Procedure} open-connection [@var{file}] [#:reserve-space? #t]
2106 Connect to the daemon over the Unix-domain socket at @var{file}.  When
2107 @var{reserve-space?} is true, instruct it to reserve a little bit of
2108 extra space on the file system so that the garbage collector can still
2109 operate, should the disk become full.  Return a server object.
2111 @var{file} defaults to @var{%default-socket-path}, which is the normal
2112 location given the options that were passed to @command{configure}.
2113 @end deffn
2115 @deffn {Scheme Procedure} close-connection @var{server}
2116 Close the connection to @var{server}.
2117 @end deffn
2119 @defvr {Scheme Variable} current-build-output-port
2120 This variable is bound to a SRFI-39 parameter, which refers to the port
2121 where build and error logs sent by the daemon should be written.
2122 @end defvr
2124 Procedures that make RPCs all take a server object as their first
2125 argument.
2127 @deffn {Scheme Procedure} valid-path? @var{server} @var{path}
2128 Return @code{#t} when @var{path} is a valid store path.
2129 @end deffn
2131 @deffn {Scheme Procedure} add-text-to-store @var{server} @var{name} @var{text} [@var{references}]
2132 Add @var{text} under file @var{name} in the store, and return its store
2133 path.  @var{references} is the list of store paths referred to by the
2134 resulting store path.
2135 @end deffn
2137 @deffn {Scheme Procedure} build-derivations @var{server} @var{derivations}
2138 Build @var{derivations} (a list of @code{<derivation>} objects or
2139 derivation paths), and return when the worker is done building them.
2140 Return @code{#t} on success.
2141 @end deffn
2143 Note that the @code{(guix monads)} module provides a monad as well as
2144 monadic versions of the above procedures, with the goal of making it
2145 more convenient to work with code that accesses the store (@pxref{The
2146 Store Monad}).
2148 @c FIXME
2149 @i{This section is currently incomplete.}
2151 @node Derivations
2152 @section Derivations
2154 @cindex derivations
2155 Low-level build actions and the environment in which they are performed
2156 are represented by @dfn{derivations}.  A derivation contain the
2157 following pieces of information:
2159 @itemize
2160 @item
2161 The outputs of the derivation---derivations produce at least one file or
2162 directory in the store, but may produce more.
2164 @item
2165 The inputs of the derivations, which may be other derivations or plain
2166 files in the store (patches, build scripts, etc.)
2168 @item
2169 The system type targeted by the derivation---e.g., @code{x86_64-linux}.
2171 @item
2172 The file name of a build script in the store, along with the arguments
2173 to be passed.
2175 @item
2176 A list of environment variables to be defined.
2178 @end itemize
2180 @cindex derivation path
2181 Derivations allow clients of the daemon to communicate build actions to
2182 the store.  They exist in two forms: as an in-memory representation,
2183 both on the client- and daemon-side, and as files in the store whose
2184 name end in @code{.drv}---these files are referred to as @dfn{derivation
2185 paths}.  Derivations paths can be passed to the @code{build-derivations}
2186 procedure to perform the build actions they prescribe (@pxref{The
2187 Store}).
2189 The @code{(guix derivations)} module provides a representation of
2190 derivations as Scheme objects, along with procedures to create and
2191 otherwise manipulate derivations.  The lowest-level primitive to create
2192 a derivation is the @code{derivation} procedure:
2194 @deffn {Scheme Procedure} derivation @var{store} @var{name} @var{builder} @
2195   @var{args} [#:outputs '("out")] [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
2196   [#:recursive? #f] [#:inputs '()] [#:env-vars '()] @
2197   [#:system (%current-system)] [#:references-graphs #f] @
2198   [#:allowed-references #f] [#:leaked-env-vars #f] [#:local-build? #f]
2199 Build a derivation with the given arguments, and return the resulting
2200 @code{<derivation>} object.
2202 When @var{hash} and @var{hash-algo} are given, a
2203 @dfn{fixed-output derivation} is created---i.e., one whose result is
2204 known in advance, such as a file download.  If, in addition,
2205 @var{recursive?} is true, then that fixed output may be an executable
2206 file or a directory and @var{hash} must be the hash of an archive
2207 containing this output.
2209 When @var{references-graphs} is true, it must be a list of file
2210 name/store path pairs.  In that case, the reference graph of each store
2211 path is exported in the build environment in the corresponding file, in
2212 a simple text format.
2214 When @var{allowed-references} is true, it must be a list of store items
2215 or outputs that the derivation's output may refer to.
2217 When @var{leaked-env-vars} is true, it must be a list of strings
2218 denoting environment variables that are allowed to ``leak'' from the
2219 daemon's environment to the build environment.  This is only applicable
2220 to fixed-output derivations---i.e., when @var{hash} is true.  The main
2221 use is to allow variables such as @code{http_proxy} to be passed to
2222 derivations that download files.
2224 When @var{local-build?} is true, declare that the derivation is not a
2225 good candidate for offloading and should rather be built locally
2226 (@pxref{Daemon Offload Setup}).  This is the case for small derivations
2227 where the costs of data transfers would outweigh the benefits.
2228 @end deffn
2230 @noindent
2231 Here's an example with a shell script as its builder, assuming
2232 @var{store} is an open connection to the daemon, and @var{bash} points
2233 to a Bash executable in the store:
2235 @lisp
2236 (use-modules (guix utils)
2237              (guix store)
2238              (guix derivations))
2240 (let ((builder   ; add the Bash script to the store
2241         (add-text-to-store store "my-builder.sh"
2242                            "echo hello world > $out\n" '())))
2243   (derivation store "foo"
2244               bash `("-e" ,builder)
2245               #:inputs `((,bash) (,builder))
2246               #:env-vars '(("HOME" . "/homeless"))))
2247 @result{} #<derivation /gnu/store/@dots{}-foo.drv => /gnu/store/@dots{}-foo>
2248 @end lisp
2250 As can be guessed, this primitive is cumbersome to use directly.  A
2251 better approach is to write build scripts in Scheme, of course!  The
2252 best course of action for that is to write the build code as a
2253 ``G-expression'', and to pass it to @code{gexp->derivation}.  For more
2254 information, @pxref{G-Expressions}.
2256 Once upon a time, @code{gexp->derivation} did not exist and constructing
2257 derivations with build code written in Scheme was achieved with
2258 @code{build-expression->derivation}, documented below.  This procedure
2259 is now deprecated in favor of the much nicer @code{gexp->derivation}.
2261 @deffn {Scheme Procedure} build-expression->derivation @var{store} @
2262        @var{name} @var{exp} @
2263        [#:system (%current-system)] [#:inputs '()] @
2264        [#:outputs '("out")] [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
2265        [#:recursive? #f] [#:env-vars '()] [#:modules '()] @
2266        [#:references-graphs #f] [#:allowed-references #f] @
2267        [#:local-build? #f] [#:guile-for-build #f]
2268 Return a derivation that executes Scheme expression @var{exp} as a
2269 builder for derivation @var{name}.  @var{inputs} must be a list of
2270 @code{(name drv-path sub-drv)} tuples; when @var{sub-drv} is omitted,
2271 @code{"out"} is assumed.  @var{modules} is a list of names of Guile
2272 modules from the current search path to be copied in the store,
2273 compiled, and made available in the load path during the execution of
2274 @var{exp}---e.g., @code{((guix build utils) (guix build
2275 gnu-build-system))}.
2277 @var{exp} is evaluated in an environment where @code{%outputs} is bound
2278 to a list of output/path pairs, and where @code{%build-inputs} is bound
2279 to a list of string/output-path pairs made from @var{inputs}.
2280 Optionally, @var{env-vars} is a list of string pairs specifying the name
2281 and value of environment variables visible to the builder.  The builder
2282 terminates by passing the result of @var{exp} to @code{exit}; thus, when
2283 @var{exp} returns @code{#f}, the build is considered to have failed.
2285 @var{exp} is built using @var{guile-for-build} (a derivation).  When
2286 @var{guile-for-build} is omitted or is @code{#f}, the value of the
2287 @code{%guile-for-build} fluid is used instead.
2289 See the @code{derivation} procedure for the meaning of
2290 @var{references-graphs}, @var{allowed-references}, and @var{local-build?}.
2291 @end deffn
2293 @noindent
2294 Here's an example of a single-output derivation that creates a directory
2295 containing one file:
2297 @lisp
2298 (let ((builder '(let ((out (assoc-ref %outputs "out")))
2299                   (mkdir out)    ; create /gnu/store/@dots{}-goo
2300                   (call-with-output-file (string-append out "/test")
2301                     (lambda (p)
2302                       (display '(hello guix) p))))))
2303   (build-expression->derivation store "goo" builder))
2305 @result{} #<derivation /gnu/store/@dots{}-goo.drv => @dots{}>
2306 @end lisp
2309 @node The Store Monad
2310 @section The Store Monad
2312 @cindex monad
2314 The procedures that operate on the store described in the previous
2315 sections all take an open connection to the build daemon as their first
2316 argument.  Although the underlying model is functional, they either have
2317 side effects or depend on the current state of the store.
2319 The former is inconvenient: the connection to the build daemon has to be
2320 carried around in all those functions, making it impossible to compose
2321 functions that do not take that parameter with functions that do.  The
2322 latter can be problematic: since store operations have side effects
2323 and/or depend on external state, they have to be properly sequenced.
2325 @cindex monadic values
2326 @cindex monadic functions
2327 This is where the @code{(guix monads)} module comes in.  This module
2328 provides a framework for working with @dfn{monads}, and a particularly
2329 useful monad for our uses, the @dfn{store monad}.  Monads are a
2330 construct that allows two things: associating ``context'' with values
2331 (in our case, the context is the store), and building sequences of
2332 computations (here computations include accesses to the store.)  Values
2333 in a monad---values that carry this additional context---are called
2334 @dfn{monadic values}; procedures that return such values are called
2335 @dfn{monadic procedures}.
2337 Consider this ``normal'' procedure:
2339 @example
2340 (define (sh-symlink store)
2341   ;; Return a derivation that symlinks the 'bash' executable.
2342   (let* ((drv (package-derivation store bash))
2343          (out (derivation->output-path drv))
2344          (sh  (string-append out "/bin/bash")))
2345     (build-expression->derivation store "sh"
2346                                   `(symlink ,sh %output))))
2347 @end example
2349 Using @code{(guix monads)} and @code{(guix gexp)}, it may be rewritten
2350 as a monadic function:
2352 @example
2353 (define (sh-symlink)
2354   ;; Same, but return a monadic value.
2355   (mlet %store-monad ((drv (package->derivation bash)))
2356     (gexp->derivation "sh"
2357                       #~(symlink (string-append #$drv "/bin/bash")
2358                                  #$output))))
2359 @end example
2361 There several things to note in the second version: the @code{store}
2362 parameter is now implicit and is ``threaded'' in the calls to the
2363 @code{package->derivation} and @code{gexp->derivation} monadic
2364 procedures, and the monadic value returned by @code{package->derivation}
2365 is @dfn{bound} using @code{mlet} instead of plain @code{let}.
2367 As it turns out, the call to @code{package->derivation} can even be
2368 omitted since it will take place implicitly, as we will see later
2369 (@pxref{G-Expressions}):
2371 @example
2372 (define (sh-symlink)
2373   (gexp->derivation "sh"
2374                     #~(symlink (string-append #$bash "/bin/bash")
2375                                #$output)))
2376 @end example
2378 Calling the monadic @code{sh-symlink} has no effect.  To get the desired
2379 effect, one must use @code{run-with-store}:
2381 @example
2382 (run-with-store (open-connection) (sh-symlink))
2383 @result{} /gnu/store/...-sh-symlink
2384 @end example
2386 Note that the @code{(guix monad-repl)} module extends Guile's REPL with
2387 new ``meta-commands'' to make it easier to deal with monadic procedures:
2388 @code{run-in-store}, and @code{enter-store-monad}.  The former, is used
2389 to ``run'' a single monadic value through the store:
2391 @example
2392 scheme@@(guile-user)> ,run-in-store (package->derivation hello)
2393 $1 = #<derivation /gnu/store/@dots{}-hello-2.9.drv => @dots{}>
2394 @end example
2396 The latter enters a recursive REPL, where all the return values are
2397 automatically run through the store:
2399 @example
2400 scheme@@(guile-user)> ,enter-store-monad
2401 store-monad@@(guile-user) [1]> (package->derivation hello)
2402 $2 = #<derivation /gnu/store/@dots{}-hello-2.9.drv => @dots{}>
2403 store-monad@@(guile-user) [1]> (text-file "foo" "Hello!")
2404 $3 = "/gnu/store/@dots{}-foo"
2405 store-monad@@(guile-user) [1]> ,q
2406 scheme@@(guile-user)>
2407 @end example
2409 @noindent
2410 Note that non-monadic values cannot be returned in the
2411 @code{store-monad} REPL.
2413 The main syntactic forms to deal with monads in general are provided by
2414 the @code{(guix monads)} module and are described below.
2416 @deffn {Scheme Syntax} with-monad @var{monad} @var{body} ...
2417 Evaluate any @code{>>=} or @code{return} forms in @var{body} as being
2418 in @var{monad}.
2419 @end deffn
2421 @deffn {Scheme Syntax} return @var{val}
2422 Return a monadic value that encapsulates @var{val}.
2423 @end deffn
2425 @deffn {Scheme Syntax} >>= @var{mval} @var{mproc}
2426 @dfn{Bind} monadic value @var{mval}, passing its ``contents'' to monadic
2427 procedure @var{mproc}@footnote{This operation is commonly referred to as
2428 ``bind'', but that name denotes an unrelated procedure in Guile.  Thus
2429 we use this somewhat cryptic symbol inherited from the Haskell
2430 language.}.
2431 @end deffn
2433 @deffn {Scheme Syntax} mlet @var{monad} ((@var{var} @var{mval}) ...) @
2434        @var{body} ...
2435 @deffnx {Scheme Syntax} mlet* @var{monad} ((@var{var} @var{mval}) ...) @
2436        @var{body} ...
2437 Bind the variables @var{var} to the monadic values @var{mval} in
2438 @var{body}.  The form (@var{var} -> @var{val}) binds @var{var} to the
2439 ``normal'' value @var{val}, as per @code{let}.
2441 @code{mlet*} is to @code{mlet} what @code{let*} is to @code{let}
2442 (@pxref{Local Bindings,,, guile, GNU Guile Reference Manual}).
2443 @end deffn
2445 @deffn {Scheme System} mbegin @var{monad} @var{mexp} ...
2446 Bind @var{mexp} and the following monadic expressions in sequence,
2447 returning the result of the last expression.
2449 This is akin to @code{mlet}, except that the return values of the
2450 monadic expressions are ignored.  In that sense, it is analogous to
2451 @code{begin}, but applied to monadic expressions.
2452 @end deffn
2454 @cindex state monad
2455 The @code{(guix monads)} module provides the @dfn{state monad}, which
2456 allows an additional value---the state---to be @emph{threaded} through
2457 monadic procedure calls.
2459 @defvr {Scheme Variable} %state-monad
2460 The state monad.  Procedures in the state monad can access and change
2461 the state that is threaded.
2463 Consider the example below.  The @code{square} procedure returns a value
2464 in the state monad.  It returns the square of its argument, but also
2465 increments the current state value:
2467 @example
2468 (define (square x)
2469   (mlet %state-monad ((count (current-state)))
2470     (mbegin %state-monad
2471       (set-current-state (+ 1 count))
2472       (return (* x x)))))
2474 (run-with-state (sequence %state-monad (map square (iota 3))) 0)
2475 @result{} (0 1 4)
2476 @result{} 3
2477 @end example
2479 When ``run'' through @var{%state-monad}, we obtain that additional state
2480 value, which is the number of @code{square} calls.
2481 @end defvr
2483 @deffn {Monadic Procedure} current-state
2484 Return the current state as a monadic value.
2485 @end deffn
2487 @deffn {Monadic Procedure} set-current-state @var{value}
2488 Set the current state to @var{value} and return the previous state as a
2489 monadic value.
2490 @end deffn
2492 @deffn {Monadic Procedure} state-push @var{value}
2493 Push @var{value} to the current state, which is assumed to be a list,
2494 and return the previous state as a monadic value.
2495 @end deffn
2497 @deffn {Monadic Procedure} state-pop
2498 Pop a value from the current state and return it as a monadic value.
2499 The state is assumed to be a list.
2500 @end deffn
2502 @deffn {Scheme Procedure} run-with-state @var{mval} [@var{state}]
2503 Run monadic value @var{mval} starting with @var{state} as the initial
2504 state.  Return two values: the resulting value, and the resulting state.
2505 @end deffn
2507 The main interface to the store monad, provided by the @code{(guix
2508 store)} module, is as follows.
2510 @defvr {Scheme Variable} %store-monad
2511 The store monad---an alias for @var{%state-monad}.
2513 Values in the store monad encapsulate accesses to the store.  When its
2514 effect is needed, a value of the store monad must be ``evaluated'' by
2515 passing it to the @code{run-with-store} procedure (see below.)
2516 @end defvr
2518 @deffn {Scheme Procedure} run-with-store @var{store} @var{mval} [#:guile-for-build] [#:system (%current-system)]
2519 Run @var{mval}, a monadic value in the store monad, in @var{store}, an
2520 open store connection.
2521 @end deffn
2523 @deffn {Monadic Procedure} text-file @var{name} @var{text} [@var{references}]
2524 Return as a monadic value the absolute file name in the store of the file
2525 containing @var{text}, a string.  @var{references} is a list of store items that the
2526 resulting text file refers to; it defaults to the empty list.
2527 @end deffn
2529 @deffn {Monadic Procedure} interned-file @var{file} [@var{name}] @
2530          [#:recursive? #t]
2531 Return the name of @var{file} once interned in the store.  Use
2532 @var{name} as its store name, or the basename of @var{file} if
2533 @var{name} is omitted.
2535 When @var{recursive?} is true, the contents of @var{file} are added
2536 recursively; if @var{file} designates a flat file and @var{recursive?}
2537 is true, its contents are added, and its permission bits are kept.
2539 The example below adds a file to the store, under two different names:
2541 @example
2542 (run-with-store (open-connection)
2543   (mlet %store-monad ((a (interned-file "README"))
2544                       (b (interned-file "README" "LEGU-MIN")))
2545     (return (list a b))))
2547 @result{} ("/gnu/store/rwm@dots{}-README" "/gnu/store/44i@dots{}-LEGU-MIN")
2548 @end example
2550 @end deffn
2552 The @code{(guix packages)} module exports the following package-related
2553 monadic procedures:
2555 @deffn {Monadic Procedure} package-file @var{package} [@var{file}] @
2556        [#:system (%current-system)] [#:target #f] @
2557        [#:output "out"] Return as a monadic
2558 value in the absolute file name of @var{file} within the @var{output}
2559 directory of @var{package}.  When @var{file} is omitted, return the name
2560 of the @var{output} directory of @var{package}.  When @var{target} is
2561 true, use it as a cross-compilation target triplet.
2562 @end deffn
2564 @deffn {Monadic Procedure} package->derivation @var{package} [@var{system}]
2565 @deffnx {Monadic Procedure} package->cross-derivation @var{package} @
2566           @var{target} [@var{system}]
2567 Monadic version of @code{package-derivation} and
2568 @code{package-cross-derivation} (@pxref{Defining Packages}).
2569 @end deffn
2572 @node G-Expressions
2573 @section G-Expressions
2575 @cindex G-expression
2576 @cindex build code quoting
2577 So we have ``derivations'', which represent a sequence of build actions
2578 to be performed to produce an item in the store (@pxref{Derivations}).
2579 Those build actions are performed when asking the daemon to actually
2580 build the derivations; they are run by the daemon in a container
2581 (@pxref{Invoking guix-daemon}).
2583 @cindex strata of code
2584 It should come as no surprise that we like to write those build actions
2585 in Scheme.  When we do that, we end up with two @dfn{strata} of Scheme
2586 code@footnote{The term @dfn{stratum} in this context was coined by
2587 Manuel Serrano et al.@: in the context of their work on Hop.  Oleg
2588 Kiselyov, who has written insightful
2589 @url{http://okmij.org/ftp/meta-programming/#meta-scheme, essays and code
2590 on this topic}, refers to this kind of code generation as
2591 @dfn{staging}.}: the ``host code''---code that defines packages, talks
2592 to the daemon, etc.---and the ``build code''---code that actually
2593 performs build actions, such as making directories, invoking
2594 @command{make}, etc.
2596 To describe a derivation and its build actions, one typically needs to
2597 embed build code inside host code.  It boils down to manipulating build
2598 code as data, and Scheme's homoiconicity---code has a direct
2599 representation as data---comes in handy for that.  But we need more than
2600 Scheme's normal @code{quasiquote} mechanism to construct build
2601 expressions.
2603 The @code{(guix gexp)} module implements @dfn{G-expressions}, a form of
2604 S-expressions adapted to build expressions.  G-expressions, or
2605 @dfn{gexps}, consist essentially in three syntactic forms: @code{gexp},
2606 @code{ungexp}, and @code{ungexp-splicing} (or simply: @code{#~},
2607 @code{#$}, and @code{#$@@}), which are comparable respectively to
2608 @code{quasiquote}, @code{unquote}, and @code{unquote-splicing}
2609 (@pxref{Expression Syntax, @code{quasiquote},, guile, GNU Guile
2610 Reference Manual}).  However, there are major differences:
2612 @itemize
2613 @item
2614 Gexps are meant to be written to a file and run or manipulated by other
2615 processes.
2617 @item
2618 When a high-level object such as a package or derivation is unquoted
2619 inside a gexp, the result is as if its output file name had been
2620 introduced.
2622 @item
2623 Gexps carry information about the packages or derivations they refer to,
2624 and these dependencies are automatically added as inputs to the build
2625 processes that use them.
2626 @end itemize
2628 Actually this mechanism is not limited to package and derivation
2629 objects; @dfn{compilers} able to ``lower'' other high-level objects to
2630 derivations can be defined, such that these objects can also be inserted
2631 into gexps.  Another useful type of high-level object that can be
2632 inserted in a gexp is @dfn{local files}, which allows files from the
2633 local file system to be added to the store and referred to by
2634 derivations and such (see @code{local-file} below.)
2636 To illustrate the idea, here is an example of a gexp:
2638 @example
2639 (define build-exp
2640   #~(begin
2641       (mkdir #$output)
2642       (chdir #$output)
2643       (symlink (string-append #$coreutils "/bin/ls")
2644                "list-files")))
2645 @end example
2647 This gexp can be passed to @code{gexp->derivation}; we obtain a
2648 derivation that builds a directory containing exactly one symlink to
2649 @file{/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22/bin/ls}:
2651 @example
2652 (gexp->derivation "the-thing" build-exp)
2653 @end example
2655 As one would expect, the @code{"/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22"} string is
2656 substituted to the reference to the @var{coreutils} package in the
2657 actual build code, and @var{coreutils} is automatically made an input to
2658 the derivation.  Likewise, @code{#$output} (equivalent to @code{(ungexp
2659 output)}) is replaced by a string containing the derivation's output
2660 directory name.
2662 @cindex cross compilation
2663 In a cross-compilation context, it is useful to distinguish between
2664 references to the @emph{native} build of a package---that can run on the
2665 host---versus references to cross builds of a package.  To that end, the
2666 @code{#+} plays the same role as @code{#$}, but is a reference to a
2667 native package build:
2669 @example
2670 (gexp->derivation "vi"
2671    #~(begin
2672        (mkdir #$output)
2673        (system* (string-append #+coreutils "/bin/ln")
2674                 "-s"
2675                 (string-append #$emacs "/bin/emacs")
2676                 (string-append #$output "/bin/vi")))
2677    #:target "mips64el-linux")
2678 @end example
2680 @noindent
2681 In the example above, the native build of @var{coreutils} is used, so
2682 that @command{ln} can actually run on the host; but then the
2683 cross-compiled build of @var{emacs} is referenced.
2685 The syntactic form to construct gexps is summarized below.
2687 @deffn {Scheme Syntax} #~@var{exp}
2688 @deffnx {Scheme Syntax} (gexp @var{exp})
2689 Return a G-expression containing @var{exp}.  @var{exp} may contain one
2690 or more of the following forms:
2692 @table @code
2693 @item #$@var{obj}
2694 @itemx (ungexp @var{obj})
2695 Introduce a reference to @var{obj}.  @var{obj} may have one of the
2696 supported types, for example a package or a
2697 derivation, in which case the @code{ungexp} form is replaced by its
2698 output file name---e.g., @code{"/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22}.
2700 If @var{obj} is a list, it is traversed and references to supported
2701 objects are substituted similarly.
2703 If @var{obj} is another gexp, its contents are inserted and its
2704 dependencies are added to those of the containing gexp.
2706 If @var{obj} is another kind of object, it is inserted as is.
2708 @item #$@var{obj}:@var{output}
2709 @itemx (ungexp @var{obj} @var{output})
2710 This is like the form above, but referring explicitly to the
2711 @var{output} of @var{obj}---this is useful when @var{obj} produces
2712 multiple outputs (@pxref{Packages with Multiple Outputs}).
2714 @item #+@var{obj}
2715 @itemx #+@var{obj}:output
2716 @itemx (ungexp-native @var{obj})
2717 @itemx (ungexp-native @var{obj} @var{output})
2718 Same as @code{ungexp}, but produces a reference to the @emph{native}
2719 build of @var{obj} when used in a cross compilation context.
2721 @item #$output[:@var{output}]
2722 @itemx (ungexp output [@var{output}])
2723 Insert a reference to derivation output @var{output}, or to the main
2724 output when @var{output} is omitted.
2726 This only makes sense for gexps passed to @code{gexp->derivation}.
2728 @item #$@@@var{lst}
2729 @itemx (ungexp-splicing @var{lst})
2730 Like the above, but splices the contents of @var{lst} inside the
2731 containing list.
2733 @item #+@@@var{lst}
2734 @itemx (ungexp-native-splicing @var{lst})
2735 Like the above, but refers to native builds of the objects listed in
2736 @var{lst}.
2738 @end table
2740 G-expressions created by @code{gexp} or @code{#~} are run-time objects
2741 of the @code{gexp?} type (see below.)
2742 @end deffn
2744 @deffn {Scheme Procedure} gexp? @var{obj}
2745 Return @code{#t} if @var{obj} is a G-expression.
2746 @end deffn
2748 G-expressions are meant to be written to disk, either as code building
2749 some derivation, or as plain files in the store.  The monadic procedures
2750 below allow you to do that (@pxref{The Store Monad}, for more
2751 information about monads.)
2753 @deffn {Monadic Procedure} gexp->derivation @var{name} @var{exp} @
2754        [#:system (%current-system)] [#:target #f] [#:graft? #t] @
2755        [#:hash #f] [#:hash-algo #f] @
2756        [#:recursive? #f] [#:env-vars '()] [#:modules '()] @
2757        [#:module-path @var{%load-path}] @
2758        [#:references-graphs #f] [#:allowed-references #f] @
2759        [#:leaked-env-vars #f] @
2760        [#:local-build? #f] [#:guile-for-build #f]
2761 Return a derivation @var{name} that runs @var{exp} (a gexp) with
2762 @var{guile-for-build} (a derivation) on @var{system}.  When @var{target}
2763 is true, it is used as the cross-compilation target triplet for packages
2764 referred to by @var{exp}.
2766 Make @var{modules} available in the evaluation context of @var{exp};
2767 @var{modules} is a list of names of Guile modules searched in
2768 @var{module-path} to be copied in the store, compiled, and made available in
2769 the load path during the execution of @var{exp}---e.g., @code{((guix
2770 build utils) (guix build gnu-build-system))}.
2772 @var{graft?} determines whether packages referred to by @var{exp} should be grafted when
2773 applicable.
2775 When @var{references-graphs} is true, it must be a list of tuples of one of the
2776 following forms:
2778 @example
2779 (@var{file-name} @var{package})
2780 (@var{file-name} @var{package} @var{output})
2781 (@var{file-name} @var{derivation})
2782 (@var{file-name} @var{derivation} @var{output})
2783 (@var{file-name} @var{store-item})
2784 @end example
2786 The right-hand-side of each element of @var{references-graphs} is automatically made
2787 an input of the build process of @var{exp}.  In the build environment, each
2788 @var{file-name} contains the reference graph of the corresponding item, in a simple
2789 text format.
2791 @var{allowed-references} must be either @code{#f} or a list of output names and packages.
2792 In the latter case, the list denotes store items that the result is allowed to
2793 refer to.  Any reference to another store item will lead to a build error.
2795 The other arguments are as for @code{derivation} (@pxref{Derivations}).
2796 @end deffn
2798 @deffn {Scheme Procedure} local-file @var{file} [@var{name}] @
2799    [#:recursive? #t]
2800 Return an object representing local file @var{file} to add to the store; this
2801 object can be used in a gexp.  @var{file} will be added to the store under @var{name}--by
2802 default the base name of @var{file}.
2804 When @var{recursive?} is true, the contents of @var{file} are added recursively; if @var{file}
2805 designates a flat file and @var{recursive?} is true, its contents are added, and its
2806 permission bits are kept.
2808 This is the declarative counterpart of the @code{interned-file} monadic
2809 procedure (@pxref{The Store Monad, @code{interned-file}}).
2810 @end deffn
2812 @deffn {Monadic Procedure} gexp->script @var{name} @var{exp}
2813 Return an executable script @var{name} that runs @var{exp} using
2814 @var{guile} with @var{modules} in its search path.
2816 The example below builds a script that simply invokes the @command{ls}
2817 command:
2819 @example
2820 (use-modules (guix gexp) (gnu packages base))
2822 (gexp->script "list-files"
2823               #~(execl (string-append #$coreutils "/bin/ls")
2824                        "ls"))
2825 @end example
2827 When ``running'' it through the store (@pxref{The Store Monad,
2828 @code{run-with-store}}), we obtain a derivation that produces an
2829 executable file @file{/gnu/store/@dots{}-list-files} along these lines:
2831 @example
2832 #!/gnu/store/@dots{}-guile-2.0.11/bin/guile -ds
2834 (execl (string-append "/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.22"/bin/ls")
2835        "ls")
2836 @end example
2837 @end deffn
2839 @deffn {Monadic Procedure} gexp->file @var{name} @var{exp}
2840 Return a derivation that builds a file @var{name} containing @var{exp}.
2842 The resulting file holds references to all the dependencies of @var{exp}
2843 or a subset thereof.
2844 @end deffn
2846 @deffn {Monadic Procedure} text-file* @var{name} @var{text} @dots{}
2847 Return as a monadic value a derivation that builds a text file
2848 containing all of @var{text}.  @var{text} may list, in addition to
2849 strings, objects of any type that can be used in a gexp: packages,
2850 derivations, local file objects, etc.  The resulting store file holds
2851 references to all these.
2853 This variant should be preferred over @code{text-file} anytime the file
2854 to create will reference items from the store.  This is typically the
2855 case when building a configuration file that embeds store file names,
2856 like this:
2858 @example
2859 (define (profile.sh)
2860   ;; Return the name of a shell script in the store that
2861   ;; initializes the 'PATH' environment variable.
2862   (text-file* "profile.sh"
2863               "export PATH=" coreutils "/bin:"
2864               grep "/bin:" sed "/bin\n"))
2865 @end example
2867 In this example, the resulting @file{/gnu/store/@dots{}-profile.sh} file
2868 will references @var{coreutils}, @var{grep}, and @var{sed}, thereby
2869 preventing them from being garbage-collected during its lifetime.
2870 @end deffn
2872 Of course, in addition to gexps embedded in ``host'' code, there are
2873 also modules containing build tools.  To make it clear that they are
2874 meant to be used in the build stratum, these modules are kept in the
2875 @code{(guix build @dots{})} name space.
2878 @c *********************************************************************
2879 @node Utilities
2880 @chapter Utilities
2882 This section describes tools primarily targeted at developers and users
2883 who write new package definitions.  They complement the Scheme
2884 programming interface of Guix in a convenient way.
2886 @menu
2887 * Invoking guix build::         Building packages from the command line.
2888 * Invoking guix download::      Downloading a file and printing its hash.
2889 * Invoking guix hash::          Computing the cryptographic hash of a file.
2890 * Invoking guix import::        Importing package definitions.
2891 * Invoking guix refresh::       Updating package definitions.
2892 * Invoking guix lint::          Finding errors in package definitions.
2893 * Invoking guix environment::   Setting up development environments.
2894 * Invoking guix publish::       Sharing substitutes.
2895 @end menu
2897 @node Invoking guix build
2898 @section Invoking @command{guix build}
2900 The @command{guix build} command builds packages or derivations and
2901 their dependencies, and prints the resulting store paths.  Note that it
2902 does not modify the user's profile---this is the job of the
2903 @command{guix package} command (@pxref{Invoking guix package}).  Thus,
2904 it is mainly useful for distribution developers.
2906 The general syntax is:
2908 @example
2909 guix build @var{options} @var{package-or-derivation}@dots{}
2910 @end example
2912 @var{package-or-derivation} may be either the name of a package found in
2913 the software distribution such as @code{coreutils} or
2914 @code{coreutils-8.20}, or a derivation such as
2915 @file{/gnu/store/@dots{}-coreutils-8.19.drv}.  In the former case, a
2916 package with the corresponding name (and optionally version) is searched
2917 for among the GNU distribution modules (@pxref{Package Modules}).
2919 Alternatively, the @code{--expression} option may be used to specify a
2920 Scheme expression that evaluates to a package; this is useful when
2921 disambiguation among several same-named packages or package variants is
2922 needed.
2924 The @var{options} may be zero or more of the following:
2926 @table @code
2928 @item --expression=@var{expr}
2929 @itemx -e @var{expr}
2930 Build the package or derivation @var{expr} evaluates to.
2932 For example, @var{expr} may be @code{(@@ (gnu packages guile)
2933 guile-1.8)}, which unambiguously designates this specific variant of
2934 version 1.8 of Guile.
2936 Alternately, @var{expr} may be a G-expression, in which case it is used
2937 as a build program passed to @code{gexp->derivation}
2938 (@pxref{G-Expressions}).
2940 Lastly, @var{expr} may refer to a zero-argument monadic procedure
2941 (@pxref{The Store Monad}).  The procedure must return a derivation as a
2942 monadic value, which is then passed through @code{run-with-store}.
2944 @item --source
2945 @itemx -S
2946 Build the packages' source derivations, rather than the packages
2947 themselves.
2949 For instance, @code{guix build -S gcc} returns something like
2950 @file{/gnu/store/@dots{}-gcc-4.7.2.tar.bz2}, which is GCC's source tarball.
2952 The returned source tarball is the result of applying any patches and
2953 code snippets specified in the package's @code{origin} (@pxref{Defining
2954 Packages}).
2956 @item --sources
2957 Fetch and return the source of @var{package-or-derivation} and all their
2958 dependencies, recursively.  This is a handy way to obtain a local copy
2959 of all the source code needed to build @var{packages}, allowing you to
2960 eventually build them even without network access.  It is an extension
2961 of the @code{--source} option and can accept one of the following
2962 optional argument values:
2964 @table @code
2965 @item package
2966 This value causes the @code{--sources} option to behave in the same way
2967 as the @code{--source} option.
2969 @item all
2970 Build all packages' source derivations, including any source that might
2971 be listed as @code{inputs}.  This is the default value.
2973 @example
2974 $ guix build --sources tzdata
2975 The following derivations will be built:
2976    /gnu/store/@dots{}-tzdata2015b.tar.gz.drv
2977    /gnu/store/@dots{}-tzcode2015b.tar.gz.drv
2978 @end example
2980 @item transitive
2981 Build all packages' source derivations, as well as all source
2982 derivations for packages' transitive inputs.  This can be used e.g. to
2983 prefetch package source for later offline building.
2985 @example
2986 $ guix build --sources=transitive tzdata
2987 The following derivations will be built:
2988    /gnu/store/@dots{}-tzcode2015b.tar.gz.drv
2989    /gnu/store/@dots{}-findutils-4.4.2.tar.xz.drv
2990    /gnu/store/@dots{}-grep-2.21.tar.xz.drv
2991    /gnu/store/@dots{}-coreutils-8.23.tar.xz.drv
2992    /gnu/store/@dots{}-make-4.1.tar.xz.drv
2993    /gnu/store/@dots{}-bash-4.3.tar.xz.drv
2994 @dots{}
2995 @end example
2997 @end table
2999 @item --system=@var{system}
3000 @itemx -s @var{system}
3001 Attempt to build for @var{system}---e.g., @code{i686-linux}---instead of
3002 the host's system type.
3004 An example use of this is on Linux-based systems, which can emulate
3005 different personalities.  For instance, passing
3006 @code{--system=i686-linux} on an @code{x86_64-linux} system allows users
3007 to build packages in a complete 32-bit environment.
3009 @item --target=@var{triplet}
3010 @cindex cross-compilation
3011 Cross-build for @var{triplet}, which must be a valid GNU triplet, such
3012 as @code{"mips64el-linux-gnu"} (@pxref{Configuration Names, GNU
3013 configuration triplets,, configure, GNU Configure and Build System}).
3015 @item --with-source=@var{source}
3016 Use @var{source} as the source of the corresponding package.
3017 @var{source} must be a file name or a URL, as for @command{guix
3018 download} (@pxref{Invoking guix download}).
3020 The ``corresponding package'' is taken to be one specified on the
3021 command line whose name matches the base of @var{source}---e.g., if
3022 @var{source} is @code{/src/guile-2.0.10.tar.gz}, the corresponding
3023 package is @code{guile}.  Likewise, the version string is inferred from
3024 @var{source}; in the previous example, it's @code{2.0.10}.
3026 This option allows users to try out versions of packages other than the
3027 one provided by the distribution.  The example below downloads
3028 @file{ed-1.7.tar.gz} from a GNU mirror and uses that as the source for
3029 the @code{ed} package:
3031 @example
3032 guix build ed --with-source=mirror://gnu/ed/ed-1.7.tar.gz
3033 @end example
3035 As a developer, @code{--with-source} makes it easy to test release
3036 candidates:
3038 @example
3039 guix build guile --with-source=../guile-2.0.9.219-e1bb7.tar.xz
3040 @end example
3042 @item --no-grafts
3043 Do not ``graft'' packages.  In practice, this means that package updates
3044 available as grafts are not applied.  @xref{Security Updates}, for more
3045 information on grafts.
3047 @item --derivations
3048 @itemx -d
3049 Return the derivation paths, not the output paths, of the given
3050 packages.
3052 @item --root=@var{file}
3053 @itemx -r @var{file}
3054 Make @var{file} a symlink to the result, and register it as a garbage
3055 collector root.
3057 @item --log-file
3058 Return the build log file names for the given
3059 @var{package-or-derivation}s, or raise an error if build logs are
3060 missing.
3062 This works regardless of how packages or derivations are specified.  For
3063 instance, the following invocations are equivalent:
3065 @example
3066 guix build --log-file `guix build -d guile`
3067 guix build --log-file `guix build guile`
3068 guix build --log-file guile
3069 guix build --log-file -e '(@@ (gnu packages guile) guile-2.0)'
3070 @end example
3073 @end table
3075 @cindex common build options
3076 In addition, a number of options that control the build process are
3077 common to @command{guix build} and other commands that can spawn builds,
3078 such as @command{guix package} or @command{guix archive}.  These are the
3079 following:
3081 @table @code
3083 @item --load-path=@var{directory}
3084 @itemx -L @var{directory}
3085 Add @var{directory} to the front of the package module search path
3086 (@pxref{Package Modules}).
3088 This allows users to define their own packages and make them visible to
3089 the command-line tools.
3091 @item --keep-failed
3092 @itemx -K
3093 Keep the build tree of failed builds.  Thus, if a build fail, its build
3094 tree is kept under @file{/tmp}, in a directory whose name is shown at
3095 the end of the build log.  This is useful when debugging build issues.
3097 @item --dry-run
3098 @itemx -n
3099 Do not build the derivations.
3101 @item --fallback
3102 When substituting a pre-built binary fails, fall back to building
3103 packages locally.
3105 @item --no-substitutes
3106 Do not use substitutes for build products.  That is, always build things
3107 locally instead of allowing downloads of pre-built binaries
3108 (@pxref{Substitutes}).
3110 @item --no-build-hook
3111 Do not attempt to offload builds @i{via} the daemon's ``build hook''
3112 (@pxref{Daemon Offload Setup}).  That is, always build things locally
3113 instead of offloading builds to remote machines.
3115 @item --max-silent-time=@var{seconds}
3116 When the build or substitution process remains silent for more than
3117 @var{seconds}, terminate it and report a build failure.
3119 @item --timeout=@var{seconds}
3120 Likewise, when the build or substitution process lasts for more than
3121 @var{seconds}, terminate it and report a build failure.
3123 By default there is no timeout.  This behavior can be restored with
3124 @code{--timeout=0}.
3126 @item --verbosity=@var{level}
3127 Use the given verbosity level.  @var{level} must be an integer between 0
3128 and 5; higher means more verbose output.  Setting a level of 4 or more
3129 may be helpful when debugging setup issues with the build daemon.
3131 @item --cores=@var{n}
3132 @itemx -c @var{n}
3133 Allow the use of up to @var{n} CPU cores for the build.  The special
3134 value @code{0} means to use as many CPU cores as available.
3136 @item --max-jobs=@var{n}
3137 @itemx -M @var{n}
3138 Allow at most @var{n} build jobs in parallel.  @xref{Invoking
3139 guix-daemon, @code{--max-jobs}}, for details about this option and the
3140 equivalent @command{guix-daemon} option.
3142 @end table
3144 Behind the scenes, @command{guix build} is essentially an interface to
3145 the @code{package-derivation} procedure of the @code{(guix packages)}
3146 module, and to the @code{build-derivations} procedure of the @code{(guix
3147 derivations)} module.
3149 In addition to options explicitly passed on the command line,
3150 @command{guix build} and other @command{guix} commands that support
3151 building honor the @code{GUIX_BUILD_OPTIONS} environment variable.
3153 @defvr {Environment Variable} GUIX_BUILD_OPTIONS
3154 Users can define this variable to a list of command line options that
3155 will automatically be used by @command{guix build} and other
3156 @command{guix} commands that can perform builds, as in the example
3157 below:
3159 @example
3160 $ export GUIX_BUILD_OPTIONS="--no-substitutes -c 2 -L /foo/bar"
3161 @end example
3163 These options are parsed independently, and the result is appended to
3164 the parsed command-line options.
3165 @end defvr
3168 @node Invoking guix download
3169 @section Invoking @command{guix download}
3171 When writing a package definition, developers typically need to download
3172 the package's source tarball, compute its SHA256 hash, and write that
3173 hash in the package definition (@pxref{Defining Packages}).  The
3174 @command{guix download} tool helps with this task: it downloads a file
3175 from the given URI, adds it to the store, and prints both its file name
3176 in the store and its SHA256 hash.
3178 The fact that the downloaded file is added to the store saves bandwidth:
3179 when the developer eventually tries to build the newly defined package
3180 with @command{guix build}, the source tarball will not have to be
3181 downloaded again because it is already in the store.  It is also a
3182 convenient way to temporarily stash files, which may be deleted
3183 eventually (@pxref{Invoking guix gc}).
3185 The @command{guix download} command supports the same URIs as used in
3186 package definitions.  In particular, it supports @code{mirror://} URIs.
3187 @code{https} URIs (HTTP over TLS) are supported @emph{provided} the
3188 Guile bindings for GnuTLS are available in the user's environment; when
3189 they are not available, an error is raised.  @xref{Guile Preparations,
3190 how to install the GnuTLS bindings for Guile,, gnutls-guile,
3191 GnuTLS-Guile}, for more information.
3193 The following option is available:
3195 @table @code
3196 @item --format=@var{fmt}
3197 @itemx -f @var{fmt}
3198 Write the hash in the format specified by @var{fmt}.  For more
3199 information on the valid values for @var{fmt}, @pxref{Invoking guix hash}.
3200 @end table
3202 @node Invoking guix hash
3203 @section Invoking @command{guix hash}
3205 The @command{guix hash} command computes the SHA256 hash of a file.
3206 It is primarily a convenience tool for anyone contributing to the
3207 distribution: it computes the cryptographic hash of a file, which can be
3208 used in the definition of a package (@pxref{Defining Packages}).
3210 The general syntax is:
3212 @example
3213 guix hash @var{option} @var{file}
3214 @end example
3216 @command{guix hash} has the following option:
3218 @table @code
3220 @item --format=@var{fmt}
3221 @itemx -f @var{fmt}
3222 Write the hash in the format specified by @var{fmt}.
3224 Supported formats: @code{nix-base32}, @code{base32}, @code{base16}
3225 (@code{hex} and @code{hexadecimal} can be used as well).
3227 If the @option{--format} option is not specified, @command{guix hash}
3228 will output the hash in @code{nix-base32}.  This representation is used
3229 in the definitions of packages.
3231 @item --recursive
3232 @itemx -r
3233 Compute the hash on @var{file} recursively.
3235 In this case, the hash is computed on an archive containing @var{file},
3236 including its children if it is a directory.  Some of @var{file}'s
3237 meta-data is part of the archive; for instance, when @var{file} is a
3238 regular file, the hash is different depending on whether @var{file} is
3239 executable or not.  Meta-data such as time stamps has no impact on the
3240 hash (@pxref{Invoking guix archive}).
3241 @c FIXME: Replace xref above with xref to an ``Archive'' section when
3242 @c it exists.
3244 @end table
3246 @node Invoking guix import
3247 @section Invoking @command{guix import}
3249 @cindex importing packages
3250 @cindex package import
3251 @cindex package conversion
3252 The @command{guix import} command is useful for people willing to add a
3253 package to the distribution but who'd rather do as little work as
3254 possible to get there---a legitimate demand.  The command knows of a few
3255 repositories from which it can ``import'' package meta-data.  The result
3256 is a package definition, or a template thereof, in the format we know
3257 (@pxref{Defining Packages}).
3259 The general syntax is:
3261 @example
3262 guix import @var{importer} @var{options}@dots{}
3263 @end example
3265 @var{importer} specifies the source from which to import package
3266 meta-data, and @var{options} specifies a package identifier and other
3267 options specific to @var{importer}.  Currently, the available
3268 ``importers'' are:
3270 @table @code
3271 @item gnu
3272 Import meta-data for the given GNU package.  This provides a template
3273 for the latest version of that GNU package, including the hash of its
3274 source tarball, and its canonical synopsis and description.
3276 Additional information such as the package's dependencies and its
3277 license needs to be figured out manually.
3279 For example, the following command returns a package definition for
3280 GNU@tie{}Hello:
3282 @example
3283 guix import gnu hello
3284 @end example
3286 Specific command-line options are:
3288 @table @code
3289 @item --key-download=@var{policy}
3290 As for @code{guix refresh}, specify the policy to handle missing OpenPGP
3291 keys when verifying the package's signature.  @xref{Invoking guix
3292 refresh, @code{--key-download}}.
3293 @end table
3295 @item pypi
3296 @cindex pypi
3297 Import meta-data from the @uref{https://pypi.python.org/, Python Package
3298 Index}@footnote{This functionality requires Guile-JSON to be installed.
3299 @xref{Requirements}.}.  Information is taken from the JSON-formatted
3300 description available at @code{pypi.python.org} and usually includes all
3301 the relevant information, including package dependencies.
3303 The command below imports meta-data for the @code{itsdangerous} Python
3304 package:
3306 @example
3307 guix import pypi itsdangerous
3308 @end example
3310 @item cpan
3311 @cindex CPAN
3312 Import meta-data from @uref{https://www.metacpan.org/, MetaCPAN}.
3313 Information is taken from the JSON-formatted meta-data provided through
3314 @uref{https://api.metacpan.org/, MetaCPAN's API} and includes most
3315 relevant information, such as module dependencies.  License information
3316 should be checked closely.  If Perl is available in the store, then the
3317 @code{corelist} utility will be used to filter core modules out of the
3318 list of dependencies.
3320 The command command below imports meta-data for the @code{Acme::Boolean}
3321 Perl module:
3323 @example
3324 guix import cpan Acme::Boolean
3325 @end example
3327 @item nix
3328 Import meta-data from a local copy of the source of the
3329 @uref{http://nixos.org/nixpkgs/, Nixpkgs distribution}@footnote{This
3330 relies on the @command{nix-instantiate} command of
3331 @uref{http://nixos.org/nix/, Nix}.}.  Package definitions in Nixpkgs are
3332 typically written in a mixture of Nix-language and Bash code.  This
3333 command only imports the high-level package structure that is written in
3334 the Nix language.  It normally includes all the basic fields of a
3335 package definition.
3337 When importing a GNU package, the synopsis and descriptions are replaced
3338 by their canonical upstream variant.
3340 As an example, the command below imports the package definition of
3341 LibreOffice (more precisely, it imports the definition of the package
3342 bound to the @code{libreoffice} top-level attribute):
3344 @example
3345 guix import nix ~/path/to/nixpkgs libreoffice
3346 @end example
3348 @item hackage
3349 @cindex hackage
3350 Import meta-data from Haskell community's central package archive
3351 @uref{https://hackage.haskell.org/, Hackage}.  Information is taken from
3352 Cabal files and includes all the relevant information, including package
3353 dependencies.
3355 Specific command-line options are:
3357 @table @code
3358 @item --no-test-dependencies
3359 @itemx -t
3360 Do not include dependencies only required to run the test suite.
3361 @end table
3363 The command below imports meta-data for the latest version of the
3364 @code{HTTP} Haskell package without including test dependencies:
3366 @example
3367 guix import hackage -t HTTP
3368 @end example
3370 A specific package version may optionally be specified by following the
3371 package name by a hyphen and a version number as in the following example:
3373 @example
3374 guix import hackage mtl-2.1.3.1
3375 @end example
3377 Currently only indentation structured Cabal files are supported.
3378 @end table
3380 The structure of the @command{guix import} code is modular.  It would be
3381 useful to have more importers for other package formats, and your help
3382 is welcome here (@pxref{Contributing}).
3384 @node Invoking guix refresh
3385 @section Invoking @command{guix refresh}
3387 The primary audience of the @command{guix refresh} command is developers
3388 of the GNU software distribution.  By default, it reports any packages
3389 provided by the distribution that are outdated compared to the latest
3390 upstream version, like this:
3392 @example
3393 $ guix refresh
3394 gnu/packages/gettext.scm:29:13: gettext would be upgraded from 0.18.1.1 to 0.18.2.1
3395 gnu/packages/glib.scm:77:12: glib would be upgraded from 2.34.3 to 2.37.0
3396 @end example
3398 It does so by browsing each package's FTP directory and determining the
3399 highest version number of the source tarballs
3400 therein@footnote{Currently, this only works for GNU packages.}.
3402 When passed @code{--update}, it modifies distribution source files to
3403 update the version numbers and source tarball hashes of those packages'
3404 recipes (@pxref{Defining Packages}).  This is achieved by downloading
3405 each package's latest source tarball and its associated OpenPGP
3406 signature, authenticating the downloaded tarball against its signature
3407 using @command{gpg}, and finally computing its hash.  When the public
3408 key used to sign the tarball is missing from the user's keyring, an
3409 attempt is made to automatically retrieve it from a public key server;
3410 when it's successful, the key is added to the user's keyring; otherwise,
3411 @command{guix refresh} reports an error.
3413 The following options are supported:
3415 @table @code
3417 @item --update
3418 @itemx -u
3419 Update distribution source files (package recipes) in place.
3420 @xref{Defining Packages}, for more information on package definitions.
3422 @item --select=[@var{subset}]
3423 @itemx -s @var{subset}
3424 Select all the packages in @var{subset}, one of @code{core} or
3425 @code{non-core}.
3427 The @code{core} subset refers to all the packages at the core of the
3428 distribution---i.e., packages that are used to build ``everything
3429 else''.  This includes GCC, libc, Binutils, Bash, etc.  Usually,
3430 changing one of these packages in the distribution entails a rebuild of
3431 all the others.  Thus, such updates are an inconvenience to users in
3432 terms of build time or bandwidth used to achieve the upgrade.
3434 The @code{non-core} subset refers to the remaining packages.  It is
3435 typically useful in cases where an update of the core packages would be
3436 inconvenient.
3438 @end table
3440 In addition, @command{guix refresh} can be passed one or more package
3441 names, as in this example:
3443 @example
3444 guix refresh -u emacs idutils gcc-4.8.4
3445 @end example
3447 @noindent
3448 The command above specifically updates the @code{emacs} and
3449 @code{idutils} packages.  The @code{--select} option would have no
3450 effect in this case.
3452 When considering whether to upgrade a package, it is sometimes
3453 convenient to know which packages would be affected by the upgrade and
3454 should be checked for compatibility.  For this the following option may
3455 be used when passing @command{guix refresh} one or more package names:
3457 @table @code
3459 @item --list-dependent
3460 @itemx -l
3461 List top-level dependent packages that would need to be rebuilt as a
3462 result of upgrading one or more packages.
3464 @end table
3466 Be aware that the @code{--list-dependent} option only
3467 @emph{approximates} the rebuilds that would be required as a result of
3468 an upgrade.  More rebuilds might be required under some circumstances.
3470 @example
3471 $ guix refresh --list-dependent flex
3472 Building the following 120 packages would ensure 213 dependent packages are rebuilt:
3473 hop-2.4.0 geiser-0.4 notmuch-0.18 mu-0.9.9.5 cflow-1.4 idutils-4.6 @dots{}
3474 @end example
3476 The command above lists a set of packages that could be built to check
3477 for compatibility with an upgraded @code{flex} package.
3479 The following options can be used to customize GnuPG operation:
3481 @table @code
3483 @item --gpg=@var{command}
3484 Use @var{command} as the GnuPG 2.x command.  @var{command} is searched
3485 for in @code{$PATH}.
3487 @item --key-download=@var{policy}
3488 Handle missing OpenPGP keys according to @var{policy}, which may be one
3491 @table @code
3492 @item always
3493 Always download missing OpenPGP keys from the key server, and add them
3494 to the user's GnuPG keyring.
3496 @item never
3497 Never try to download missing OpenPGP keys.  Instead just bail out.
3499 @item interactive
3500 When a package signed with an unknown OpenPGP key is encountered, ask
3501 the user whether to download it or not.  This is the default behavior.
3502 @end table
3504 @item --key-server=@var{host}
3505 Use @var{host} as the OpenPGP key server when importing a public key.
3507 @end table
3509 @node Invoking guix lint
3510 @section Invoking @command{guix lint}
3511 The @command{guix lint} is meant to help package developers avoid common
3512 errors and use a consistent style.  It runs a number of checks on a
3513 given set of packages in order to find common mistakes in their
3514 definitions.  Available @dfn{checkers} include (see
3515 @code{--list-checkers} for a complete list):
3517 @table @code
3518 @item synopsis
3519 @itemx description
3520 Validate certain typographical and stylistic rules about package
3521 descriptions and synopses.
3523 @item inputs-should-be-native
3524 Identify inputs that should most likely be native inputs.
3526 @item source
3527 @itemx home-page
3528 Probe @code{home-page} and @code{source} URLs and report those that are
3529 invalid.
3530 @end table
3532 The general syntax is:
3534 @example
3535 guix lint @var{options} @var{package}@dots{}
3536 @end example
3538 If no package is given on the command line, then all packages are checked.
3539 The @var{options} may be zero or more of the following:
3541 @table @code
3543 @item --checkers
3544 @itemx -c
3545 Only enable the checkers specified in a comma-separated list using the
3546 names returned by @code{--list-checkers}.
3548 @item --list-checkers
3549 @itemx -l
3550 List and describe all the available checkers that will be run on packages
3551 and exit.
3553 @end table
3555 @node Invoking guix environment
3556 @section Invoking @command{guix environment}
3558 @cindex reproducible build environments
3559 The purpose of @command{guix environment} is to assist hackers in
3560 creating reproducible development environments without polluting their
3561 package profile.  The @command{guix environment} tool takes one or more
3562 packages, builds all of the necessary inputs, and creates a shell
3563 environment to use them.
3565 The general syntax is:
3567 @example
3568 guix environment @var{options} @var{package}@dots{}
3569 @end example
3571 The following examples spawns a new shell that is capable of building
3572 the GNU Guile source code:
3574 @example
3575 guix environment guile
3576 @end example
3578 If the specified packages are not built yet, @command{guix environment}
3579 automatically builds them.  The new shell's environment is an augmented
3580 version of the environment that @command{guix environment} was run in.
3581 It contains the necessary search paths for building the given package
3582 added to the existing environment variables.  To create a ``pure''
3583 environment in which the original environment variables have been unset,
3584 use the @code{--pure} option.
3586 Additionally, more than one package may be specified, in which case the
3587 union of the inputs for the given packages are used.  For example, the
3588 command below spawns a shell where all of the dependencies of both Guile
3589 and Emacs are available:
3591 @example
3592 guix environment guile emacs
3593 @end example
3595 Sometimes an interactive shell session is not desired.  The
3596 @code{--exec} option can be used to specify the command to run instead.
3598 @example
3599 guix environment guile --exec=make
3600 @end example
3602 The following options are available:
3604 @table @code
3605 @item --expression=@var{expr}
3606 @itemx -e @var{expr}
3607 Create an environment for the package that @var{expr} evaluates to.
3609 @item --load=@var{file}
3610 @itemx -l @var{file}
3611 Create an environment for the package that the code within @var{file}
3612 evaluates to.
3614 @item --exec=@var{command}
3615 @item -E @var{command}
3616 Execute @var{command} in the new environment.
3618 @item --pure
3619 Unset existing environment variables when building the new environment.
3620 This has the effect of creating an environment in which search paths
3621 only contain package inputs.
3623 @item --search-paths
3624 Display the environment variable definitions that make up the
3625 environment.
3626 @end table
3628 It also supports all of the common build options that @command{guix
3629 build} supports (@pxref{Invoking guix build, common build options}).
3631 @node Invoking guix publish
3632 @section Invoking @command{guix publish}
3634 The purpose of @command{guix publish} is to enable users to easily share
3635 their store with others.  When @command{guix publish} runs, it spawns an
3636 HTTP server which allows anyone with network access to obtain
3637 substitutes from it.  This means that any machine running Guix can also
3638 act as if it were a build farm, since the HTTP interface is
3639 Hydra-compatible.
3641 For security, each substitute is signed, allowing recipients to check
3642 their authenticity and integrity (@pxref{Substitutes}).  Because
3643 @command{guix publish} uses the system's signing key, which is only
3644 readable by the system administrator, it must run as root.
3646 The general syntax is:
3648 @example
3649 guix publish @var{options}@dots{}
3650 @end example
3652 Running @command{guix publish} without any additional arguments will
3653 spawn an HTTP server on port 8080:
3655 @example
3656 guix publish
3657 @end example
3659 Once a publishing server has been authorized (@pxref{Invoking guix
3660 archive}), the daemon may download substitutes from it:
3662 @example
3663 guix-daemon --substitute-urls=http://example.org:8080
3664 @end example
3666 The following options are available:
3668 @table @code
3669 @item --port=@var{port}
3670 @itemx -p @var{port}
3671 Listen for HTTP requests on @var{port}.
3673 @item --repl[=@var{port}]
3674 @itemx -r [@var{port}]
3675 Spawn a Guile REPL server (@pxref{REPL Servers,,, guile, GNU Guile
3676 Reference Manual}) on @var{port} (37146 by default).
3677 @end table
3679 @c *********************************************************************
3680 @node GNU Distribution
3681 @chapter GNU Distribution
3683 @cindex Guix System Distribution
3684 @cindex GSD
3685 Guix comes with a distribution of the GNU system consisting entirely of
3686 free software@footnote{The term ``free'' here refers to the
3687 @url{http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html,freedom provided to
3688 users of that software}.}.  The
3689 distribution can be installed on its own (@pxref{System Installation}),
3690 but it is also possible to install Guix as a package manager on top of
3691 an installed GNU/Linux system (@pxref{Installation}).  To distinguish
3692 between the two, we refer to the standalone distribution as the Guix
3693 System Distribution, or GNU@tie{}GSD.
3695 The distribution provides core GNU packages such as GNU libc, GCC, and
3696 Binutils, as well as many GNU and non-GNU applications.  The complete
3697 list of available packages can be browsed
3698 @url{http://www.gnu.org/software/guix/package-list.html,on-line} or by
3699 running @command{guix package} (@pxref{Invoking guix package}):
3701 @example
3702 guix package --list-available
3703 @end example
3705 Our goal has been to provide a practical 100% free software distribution of
3706 Linux-based and other variants of GNU, with a focus on the promotion and
3707 tight integration of GNU components, and an emphasis on programs and
3708 tools that help users exert that freedom.
3710 Packages are currently available on the following platforms:
3712 @table @code
3714 @item x86_64-linux
3715 Intel/AMD @code{x86_64} architecture, Linux-Libre kernel;
3717 @item i686-linux
3718 Intel 32-bit architecture (IA32), Linux-Libre kernel;
3720 @item armhf-linux
3721 ARMv7-A architecture with hard float, Thumb-2 and VFP3D16 coprocessor,
3722 using the EABI hard-float ABI, and Linux-Libre kernel.
3724 @item mips64el-linux
3725 little-endian 64-bit MIPS processors, specifically the Loongson series,
3726 n32 application binary interface (ABI), and Linux-Libre kernel.
3728 @end table
3730 GSD itself is currently only available on @code{i686} and @code{x86_64}.
3732 @noindent
3733 For information on porting to other architectures or kernels,
3734 @xref{Porting}.
3736 @menu
3737 * System Installation::         Installing the whole operating system.
3738 * System Configuration::        Configuring the operating system.
3739 * Installing Debugging Files::  Feeding the debugger.
3740 * Security Updates::            Deploying security fixes quickly.
3741 * Package Modules::             Packages from the programmer's viewpoint.
3742 * Packaging Guidelines::        Growing the distribution.
3743 * Bootstrapping::               GNU/Linux built from scratch.
3744 * Porting::                     Targeting another platform or kernel.
3745 @end menu
3747 Building this distribution is a cooperative effort, and you are invited
3748 to join!  @xref{Contributing}, for information about how you can help.
3750 @node System Installation
3751 @section System Installation
3753 @cindex Guix System Distribution
3754 This section explains how to install the Guix System Distribution
3755 on a machine.  The Guix package manager can
3756 also be installed on top of a running GNU/Linux system,
3757 @pxref{Installation}.
3759 @ifinfo
3760 @c This paragraph is for people reading this from tty2 of the
3761 @c installation image.
3762 You're reading this documentation with an Info reader.  For details on
3763 how to use it, hit the @key{RET} key (``return'' or ``enter'') on the
3764 link that follows: @pxref{Help,,, info, Info: An Introduction}.  Hit
3765 @kbd{l} afterwards to come back here.
3766 @end ifinfo
3768 @subsection Limitations
3770 As of version @value{VERSION}, the Guix System Distribution (GSD) is
3771 not production-ready.  It may contain bugs and lack important
3772 features.  Thus, if you are looking for a stable production system that
3773 respects your freedom as a computer user, a good solution at this point
3774 is to consider @url{http://www.gnu.org/distros/free-distros.html, one of
3775 more established GNU/Linux distributions}.  We hope you can soon switch
3776 to the GSD without fear, of course.  In the meantime, you can
3777 also keep using your distribution and try out the package manager on top
3778 of it (@pxref{Installation}).
3780 Before you proceed with the installation, be aware of the following
3781 noteworthy limitations applicable to version @value{VERSION}:
3783 @itemize
3784 @item
3785 The installation process does not include a graphical user interface and
3786 requires familiarity with GNU/Linux (see the following subsections to
3787 get a feel of what that means.)
3789 @item
3790 The system does not yet provide GNOME and KDE; it provides Xfce, though,
3791 if graphical desktop environments are your thing.
3793 @item
3794 Support for the Logical Volume Manager (LVM) is missing.
3796 @item
3797 Few system services are currently supported out-of-the-box
3798 (@pxref{Services}).
3800 @item
3801 On the order of 1,200 packages are available, which means that you may
3802 occasionally find that a useful package is missing.
3803 @end itemize
3805 You've been warned.  But more than a disclaimer, this is an invitation
3806 to report issues (and success stories!), and join us in improving it.
3807 @xref{Contributing}, for more info.
3809 @subsection USB Stick Installation
3811 An installation image for USB sticks can be downloaded from
3812 @code{ftp://alpha.gnu.org/gnu/guix/gsd-usb-install-@value{VERSION}.@var{system}.xz},
3813 where @var{system} is one of:
3815 @table @code
3816 @item x86_64-linux
3817 for a GNU/Linux system on Intel/AMD-compatible 64-bit CPUs;
3819 @item i686-linux
3820 for a 32-bit GNU/Linux system on Intel-compatible CPUs.
3821 @end table
3823 This image contains a single partition with the tools necessary for an
3824 installation.  It is meant to be copied @emph{as is} to a large-enough
3825 USB stick.
3827 To copy the image to a USB stick, follow these steps:
3829 @enumerate
3830 @item
3831 Decompress the image using the @command{xz} command:
3833 @example
3834 xz -d gsd-usb-install-@value{VERSION}.@var{system}.xz
3835 @end example
3837 @item
3838 Insert a USB stick of 1@tie{}GiB or more in your machine, and determine
3839 its device name.  Assuming that USB stick is known as @file{/dev/sdX},
3840 copy the image with:
3842 @example
3843 dd if=gsd-usb-install-@value{VERSION}.x86_64 of=/dev/sdX
3844 @end example
3846 Access to @file{/dev/sdX} usually requires root privileges.
3847 @end enumerate
3849 Once this is done, you should be able to reboot the system and boot from
3850 the USB stick.  The latter usually requires you to get in the BIOS' boot
3851 menu, where you can choose to boot from the USB stick.
3853 @subsection Preparing for Installation
3855 Once you have successfully booted the image on the USB stick, you should
3856 end up with a root prompt.  Several console TTYs are configured and can
3857 be used to run commands as root.  TTY2 shows this documentation,
3858 browsable using the Info reader commands (@pxref{Help,,, info, Info: An
3859 Introduction}).
3861 To install the system, you would:
3863 @enumerate
3865 @item
3866 Configure the network, by running @command{dhclient eno1} (to get an
3867 automatically assigned IP address from the wired network interface
3868 controller@footnote{
3869 @c http://cgit.freedesktop.org/systemd/systemd/tree/src/udev/udev-builtin-net_id.c#n20
3870 The name @code{eno1} is for the first on-board Ethernet controller.  The
3871 interface name for an Ethernet controller that is in the first slot of
3872 the first PCI bus, for instance, would be @code{enp1s0}.  Use
3873 @command{ifconfig -a} to list all the available network interfaces.}),
3874 or using the @command{ifconfig} command.
3876 The system automatically loads drivers for your network interface
3877 controllers.
3879 Setting up network access is almost always a requirement because the
3880 image does not contain all the software and tools that may be needed.
3882 @item
3883 Unless this has already been done, you must partition and format the
3884 target partitions.
3886 Preferably, assign partitions a label so that you can easily and
3887 reliably refer to them in @code{file-system} declarations (@pxref{File
3888 Systems}).  This is typically done using the @code{-L} option of
3889 @command{mkfs.ext4} and related commands.
3891 The installation image includes Parted (@pxref{Overview,,, parted, GNU
3892 Parted User Manual}), @command{fdisk}, Cryptsetup/LUKS for disk
3893 encryption, and e2fsprogs, the suite of tools to manipulate
3894 ext2/ext3/ext4 file systems.
3896 @item
3897 Once that is done, mount the target root partition under @file{/mnt}.
3899 @item
3900 Lastly, run @code{deco start cow-store /mnt}.
3902 This will make @file{/gnu/store} copy-on-write, such that packages added
3903 to it during the installation phase will be written to the target disk
3904 rather than kept in memory.
3906 @end enumerate
3909 @subsection Proceeding with the Installation
3911 With the target partitions ready, you now have to edit a file and
3912 provide the declaration of the operating system to be installed.  To
3913 that end, the installation system comes with two text editors: GNU nano
3914 (@pxref{Top,,, nano, GNU nano Manual}), and GNU Zile, an Emacs clone.
3915 It is better to store that file on the target root file system, say, as
3916 @file{/mnt/etc/config.scm}.
3918 A minimal operating system configuration, with just the bare minimum and
3919 only a root account would look like this (on the installation system,
3920 this example is available as @file{/etc/configuration-template.scm}):
3922 @example
3923 @include os-config.texi
3924 @end example
3926 @noindent
3927 For more information on @code{operating-system} declarations,
3928 @pxref{Using the Configuration System}.
3930 Once that is done, the new system must be initialized (remember that the
3931 target root file system is mounted under @file{/mnt}):
3933 @example
3934 guix system init /mnt/etc/config.scm /mnt
3935 @end example
3937 @noindent
3938 This will copy all the necessary files, and install GRUB on
3939 @file{/dev/sdX}, unless you pass the @option{--no-grub} option.  For
3940 more information, @pxref{Invoking guix system}.  This command may trigger
3941 downloads or builds of missing packages, which can take some time.
3943 Once that command has completed---and hopefully succeeded!---you can
3944 run @command{reboot} and boot into the new system.  Cross fingers, and
3945 join us on @code{#guix} on the Freenode IRC network or on
3946 @file{guix-devel@@gnu.org} to share your experience---good or not so
3947 good.
3949 @subsection Building the Installation Image
3951 The installation image described above was built using the @command{guix
3952 system} command, specifically:
3954 @example
3955 guix system disk-image --image-size=850MiB gnu/system/install.scm
3956 @end example
3958 @xref{Invoking guix system}, for more information.  See
3959 @file{gnu/system/install.scm} in the source tree for more information
3960 about the installation image.
3962 @node System Configuration
3963 @section System Configuration
3965 @cindex system configuration
3966 The Guix System Distribution supports a consistent whole-system configuration
3967 mechanism.  By that we mean that all aspects of the global system
3968 configuration---such as the available system services, timezone and
3969 locale settings, user accounts---are declared in a single place.  Such
3970 a @dfn{system configuration} can be @dfn{instantiated}---i.e., effected.
3972 One of the advantages of putting all the system configuration under the
3973 control of Guix is that it supports transactional system upgrades, and
3974 makes it possible to roll-back to a previous system instantiation,
3975 should something go wrong with the new one (@pxref{Features}).  Another
3976 one is that it makes it easy to replicate the exact same configuration
3977 across different machines, or at different points in time, without
3978 having to resort to additional administration tools layered on top of
3979 the system's own tools.
3980 @c Yes, we're talking of Puppet, Chef, & co. here.  ↑
3982 This section describes this mechanism.  First we focus on the system
3983 administrator's viewpoint---explaining how the system is configured and
3984 instantiated.  Then we show how this mechanism can be extended, for
3985 instance to support new system services.
3987 @menu
3988 * Using the Configuration System::  Customizing your GNU system.
3989 * operating-system Reference::  Detail of operating-system declarations.
3990 * File Systems::                Configuring file system mounts.
3991 * Mapped Devices::              Block device extra processing.
3992 * User Accounts::               Specifying user accounts.
3993 * Locales::                     Language and cultural convention settings.
3994 * Services::                    Specifying system services.
3995 * Setuid Programs::             Programs running with root privileges.
3996 * Name Service Switch::         Configuring libc's name service switch.
3997 * Initial RAM Disk::            Linux-Libre bootstrapping.
3998 * GRUB Configuration::          Configuring the boot loader.
3999 * Invoking guix system::        Instantiating a system configuration.
4000 * Defining Services::           Adding new service definitions.
4001 @end menu
4003 @node Using the Configuration System
4004 @subsection Using the Configuration System
4006 The operating system is configured by providing an
4007 @code{operating-system} declaration in a file that can then be passed to
4008 the @command{guix system} command (@pxref{Invoking guix system}).  A
4009 simple setup, with the default system services, the default Linux-Libre
4010 kernel, initial RAM disk, and boot loader looks like this:
4012 @findex operating-system
4013 @lisp
4014 (use-modules (gnu)   ; for 'user-account', '%base-services', etc.
4015              (gnu packages emacs)  ; for 'emacs'
4016              (gnu services ssh))   ; for 'lsh-service'
4018 (operating-system
4019   (host-name "komputilo")
4020   (timezone "Europe/Paris")
4021   (locale "fr_FR.utf8")
4022   (bootloader (grub-configuration
4023                 (device "/dev/sda")))
4024   (file-systems (cons (file-system
4025                         (device "/dev/sda1") ; or partition label
4026                         (mount-point "/")
4027                         (type "ext3"))
4028                       %base-file-systems))
4029   (users (list (user-account
4030                 (name "alice")
4031                 (group "users")
4032                 (comment "Bob's sister")
4033                 (home-directory "/home/alice"))))
4034   (packages (cons emacs %base-packages))
4035   (services (cons (lsh-service #:port 2222 #:root-login? #t)
4036                   %base-services)))
4037 @end lisp
4039 This example should be self-describing.  Some of the fields defined
4040 above, such as @code{host-name} and @code{bootloader}, are mandatory.
4041 Others, such as @code{packages} and @code{services}, can be omitted, in
4042 which case they get a default value.
4044 @vindex %base-packages
4045 The @code{packages} field lists
4046 packages that will be globally visible on the system, for all user
4047 accounts---i.e., in every user's @code{PATH} environment variable---in
4048 addition to the per-user profiles (@pxref{Invoking guix package}).  The
4049 @var{%base-packages} variable provides all the tools one would expect
4050 for basic user and administrator tasks---including the GNU Core
4051 Utilities, the GNU Networking Utilities, the GNU Zile lightweight text
4052 editor, @command{find}, @command{grep}, etc.  The example above adds
4053 Emacs to those, taken from the @code{(gnu packages emacs)} module
4054 (@pxref{Package Modules}).
4056 @vindex %base-services
4057 The @code{services} field lists @dfn{system services} to be made
4058 available when the system starts (@pxref{Services}).
4059 The @code{operating-system} declaration above specifies that, in
4060 addition to the basic services, we want the @command{lshd} secure shell
4061 daemon listening on port 2222, and allowing remote @code{root} logins
4062 (@pxref{Invoking lshd,,, lsh, GNU lsh Manual}).  Under the hood,
4063 @code{lsh-service} arranges so that @code{lshd} is started with the
4064 right command-line options, possibly with supporting configuration files
4065 generated as needed (@pxref{Defining Services}).  @xref{operating-system
4066 Reference}, for details about the available @code{operating-system}
4067 fields.
4069 Assuming the above snippet is stored in the @file{my-system-config.scm}
4070 file, the @command{guix system reconfigure my-system-config.scm} command
4071 instantiates that configuration, and makes it the default GRUB boot
4072 entry (@pxref{Invoking guix system}).  The normal way to change the
4073 system's configuration is by updating this file and re-running the
4074 @command{guix system} command.
4076 At the Scheme level, the bulk of an @code{operating-system} declaration
4077 is instantiated with the following monadic procedure (@pxref{The Store
4078 Monad}):
4080 @deffn {Monadic Procedure} operating-system-derivation os
4081 Return a derivation that builds @var{os}, an @code{operating-system}
4082 object (@pxref{Derivations}).
4084 The output of the derivation is a single directory that refers to all
4085 the packages, configuration files, and other supporting files needed to
4086 instantiate @var{os}.
4087 @end deffn
4089 @node operating-system Reference
4090 @subsection @code{operating-system} Reference
4092 This section summarizes all the options available in
4093 @code{operating-system} declarations (@pxref{Using the Configuration
4094 System}).
4096 @deftp {Data Type} operating-system
4097 This is the data type representing an operating system configuration.
4098 By that, we mean all the global system configuration, not per-user
4099 configuration (@pxref{Using the Configuration System}).
4101 @table @asis
4102 @item @code{kernel} (default: @var{linux-libre})
4103 The package object of the operating system to use@footnote{Currently
4104 only the Linux-libre kernel is supported.  In the future, it will be
4105 possible to use the GNU@tie{}Hurd.}.
4107 @item @code{bootloader}
4108 The system bootloader configuration object.  @xref{GRUB Configuration}.
4110 @item @code{initrd} (default: @code{base-initrd})
4111 A two-argument monadic procedure that returns an initial RAM disk for
4112 the Linux kernel.  @xref{Initial RAM Disk}.
4114 @item @code{firmware} (default: @var{%base-firmware})
4115 @cindex firmware
4116 List of firmware packages loadable by the operating system kernel.
4118 The default includes firmware needed for Atheros-based WiFi devices
4119 (Linux-libre module @code{ath9k}.)
4121 @item @code{host-name}
4122 The host name.
4124 @item @code{hosts-file}
4125 @cindex hosts file
4126 A zero-argument monadic procedure that returns a text file for use as
4127 @file{/etc/hosts} (@pxref{Host Names,,, libc, The GNU C Library
4128 Reference Manual}).  The default is to produce a file with entries for
4129 @code{localhost} and @var{host-name}.
4131 @item @code{mapped-devices} (default: @code{'()})
4132 A list of mapped devices.  @xref{Mapped Devices}.
4134 @item @code{file-systems}
4135 A list of file systems.  @xref{File Systems}.
4137 @item @code{swap-devices} (default: @code{'()})
4138 @cindex swap devices
4139 A list of strings identifying devices to be used for ``swap space''
4140 (@pxref{Memory Concepts,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
4141 For example, @code{'("/dev/sda3")}.
4143 @item @code{users} (default: @code{'()})
4144 @itemx @code{groups} (default: @var{%base-groups})
4145 List of user accounts and groups.  @xref{User Accounts}.
4147 @item @code{skeletons} (default: @code{(default-skeletons)})
4148 A monadic list of pairs of target file name and files.  These are the
4149 files that will be used as skeletons as new accounts are created.
4151 For instance, a valid value may look like this:
4153 @example
4154 (mlet %store-monad ((bashrc (text-file "bashrc" "\
4155      export PATH=$HOME/.guix-profile/bin")))
4156   (return `((".bashrc" ,bashrc))))
4157 @end example
4159 @item @code{issue} (default: @var{%default-issue})
4160 A string denoting the contents of the @file{/etc/issue} file, which is
4161 what displayed when users log in on a text console.
4163 @item @code{packages} (default: @var{%base-packages})
4164 The set of packages installed in the global profile, which is accessible
4165 at @file{/run/current-system/profile}.
4167 The default set includes core utilities, but it is good practice to
4168 install non-core utilities in user profiles (@pxref{Invoking guix
4169 package}).
4171 @item @code{timezone}
4172 A timezone identifying string---e.g., @code{"Europe/Paris"}.
4174 @item @code{locale} (default: @code{"en_US.utf8"})
4175 The name of the default locale (@pxref{Locale Names,,, libc, The GNU C
4176 Library Reference Manual}).  @xref{Locales}, for more information.
4178 @item @code{locale-definitions} (default: @var{%default-locale-definitions})
4179 The list of locale definitions to be compiled and that may be used at
4180 run time.  @xref{Locales}.
4182 @item @code{name-service-switch} (default: @var{%default-nss})
4183 Configuration of libc's name service switch (NSS)---a
4184 @code{<name-service-switch>} object.  @xref{Name Service Switch}, for
4185 details.
4187 @item @code{services} (default: @var{%base-services})
4188 A list of monadic values denoting system services.  @xref{Services}.
4190 @item @code{pam-services} (default: @code{(base-pam-services)})
4191 @cindex PAM
4192 @cindex pluggable authentication modules
4193 Linux @dfn{pluggable authentication module} (PAM) services.
4194 @c FIXME: Add xref to PAM services section.
4196 @item @code{setuid-programs} (default: @var{%setuid-programs})
4197 List of string-valued G-expressions denoting setuid programs.
4198 @xref{Setuid Programs}.
4200 @item @code{sudoers} (default: @var{%sudoers-specification})
4201 @cindex sudoers
4202 The contents of the @file{/etc/sudoers} file as a string.
4204 This file specifies which users can use the @command{sudo} command, what
4205 they are allowed to do, and what privileges they may gain.  The default
4206 is that only @code{root} and members of the @code{wheel} group may use
4207 @code{sudo}.
4209 @end table
4210 @end deftp
4212 @node File Systems
4213 @subsection File Systems
4215 The list of file systems to be mounted is specified in the
4216 @code{file-systems} field of the operating system's declaration
4217 (@pxref{Using the Configuration System}).  Each file system is declared
4218 using the @code{file-system} form, like this:
4220 @example
4221 (file-system
4222   (mount-point "/home")
4223   (device "/dev/sda3")
4224   (type "ext4"))
4225 @end example
4227 As usual, some of the fields are mandatory---those shown in the example
4228 above---while others can be omitted.  These are described below.
4230 @deftp {Data Type} file-system
4231 Objects of this type represent file systems to be mounted.  They
4232 contain the following members:
4234 @table @asis
4235 @item @code{type}
4236 This is a string specifying the type of the file system---e.g.,
4237 @code{"ext4"}.
4239 @item @code{mount-point}
4240 This designates the place where the file system is to be mounted.
4242 @item @code{device}
4243 This names the ``source'' of the file system.  By default it is the name
4244 of a node under @file{/dev}, but its meaning depends on the @code{title}
4245 field described below.
4247 @item @code{title} (default: @code{'device})
4248 This is a symbol that specifies how the @code{device} field is to be
4249 interpreted.
4251 When it is the symbol @code{device}, then the @code{device} field is
4252 interpreted as a file name; when it is @code{label}, then @code{device}
4253 is interpreted as a partition label name; when it is @code{uuid},
4254 @code{device} is interpreted as a partition unique identifier (UUID).
4256 The @code{label} and @code{uuid} options offer a way to refer to disk
4257 partitions without having to hard-code their actual device name.
4259 However, when a file system's source is a mapped device (@pxref{Mapped
4260 Devices}), its @code{device} field @emph{must} refer to the mapped
4261 device name---e.g., @file{/dev/mapper/root-partition}---and consequently
4262 @code{title} must be set to @code{'device}.  This is required so that
4263 the system knows that mounting the file system depends on having the
4264 corresponding device mapping established.
4266 @item @code{flags} (default: @code{'()})
4267 This is a list of symbols denoting mount flags.  Recognized flags
4268 include @code{read-only}, @code{bind-mount}, @code{no-dev} (disallow
4269 access to special files), @code{no-suid} (ignore setuid and setgid
4270 bits), and @code{no-exec} (disallow program execution.)
4272 @item @code{options} (default: @code{#f})
4273 This is either @code{#f}, or a string denoting mount options.
4275 @item @code{needed-for-boot?} (default: @code{#f})
4276 This Boolean value indicates whether the file system is needed when
4277 booting.  If that is true, then the file system is mounted when the
4278 initial RAM disk (initrd) is loaded.  This is always the case, for
4279 instance, for the root file system.
4281 @item @code{check?} (default: @code{#t})
4282 This Boolean indicates whether the file system needs to be checked for
4283 errors before being mounted.
4285 @item @code{create-mount-point?} (default: @code{#f})
4286 When true, the mount point is created if it does not exist yet.
4288 @end table
4289 @end deftp
4291 The @code{(gnu system file-systems)} exports the following useful
4292 variables.
4294 @defvr {Scheme Variable} %base-file-systems
4295 These are essential file systems that are required on normal systems,
4296 such as @var{%devtmpfs-file-system} and @var{%immutable-store} (see
4297 below.)  Operating system declarations should always contain at least
4298 these.
4299 @end defvr
4301 @defvr {Scheme Variable} %devtmpfs-file-system
4302 The @code{devtmpfs} file system to be mounted on @file{/dev}.  This is a
4303 requirement for udev (@pxref{Base Services, @code{udev-service}}).
4304 @end defvr
4306 @defvr {Scheme Variable} %pseudo-terminal-file-system
4307 This is the file system to be mounted as @file{/dev/pts}.  It supports
4308 @dfn{pseudo-terminals} created @i{via} @code{openpty} and similar
4309 functions (@pxref{Pseudo-Terminals,,, libc, The GNU C Library Reference
4310 Manual}).  Pseudo-terminals are used by terminal emulators such as
4311 @command{xterm}.
4312 @end defvr
4314 @defvr {Scheme Variable} %shared-memory-file-system
4315 This file system is mounted as @file{/dev/shm} and is used to support
4316 memory sharing across processes (@pxref{Memory-mapped I/O,
4317 @code{shm_open},, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
4318 @end defvr
4320 @defvr {Scheme Variable} %immutable-store
4321 This file system performs a read-only ``bind mount'' of
4322 @file{/gnu/store}, making it read-only for all the users including
4323 @code{root}.  This prevents against accidental modification by software
4324 running as @code{root} or by system administrators.
4326 The daemon itself is still able to write to the store: it remounts it
4327 read-write in its own ``name space.''
4328 @end defvr
4330 @defvr {Scheme Variable} %binary-format-file-system
4331 The @code{binfmt_misc} file system, which allows handling of arbitrary
4332 executable file types to be delegated to user space.  This requires the
4333 @code{binfmt.ko} kernel module to be loaded.
4334 @end defvr
4336 @defvr {Scheme Variable} %fuse-control-file-system
4337 The @code{fusectl} file system, which allows unprivileged users to mount
4338 and unmount user-space FUSE file systems.  This requires the
4339 @code{fuse.ko} kernel module to be loaded.
4340 @end defvr
4342 @node Mapped Devices
4343 @subsection Mapped Devices
4345 @cindex device mapping
4346 @cindex mapped devices
4347 The Linux kernel has a notion of @dfn{device mapping}: a block device,
4348 such as a hard disk partition, can be @dfn{mapped} into another device,
4349 with additional processing over the data that flows through
4350 it@footnote{Note that the GNU@tie{}Hurd makes no difference between the
4351 concept of a ``mapped device'' and that of a file system: both boil down
4352 to @emph{translating} input/output operations made on a file to
4353 operations on its backing store.  Thus, the Hurd implements mapped
4354 devices, like file systems, using the generic @dfn{translator} mechanism
4355 (@pxref{Translators,,, hurd, The GNU Hurd Reference Manual}).}.  A
4356 typical example is encryption device mapping: all writes to the mapped
4357 device are encrypted, and all reads are deciphered, transparently.
4359 Mapped devices are declared using the @code{mapped-device} form:
4361 @example
4362 (mapped-device
4363   (source "/dev/sda3")
4364   (target "home")
4365   (type luks-device-mapping))
4366 @end example
4368 @noindent
4369 @cindex disk encryption
4370 @cindex LUKS
4371 This example specifies a mapping from @file{/dev/sda3} to
4372 @file{/dev/mapper/home} using LUKS---the
4373 @url{http://code.google.com/p/cryptsetup,Linux Unified Key Setup}, a
4374 standard mechanism for disk encryption.  The @file{/dev/mapper/home}
4375 device can then be used as the @code{device} of a @code{file-system}
4376 declaration (@pxref{File Systems}).  The @code{mapped-device} form is
4377 detailed below.
4379 @deftp {Data Type} mapped-device
4380 Objects of this type represent device mappings that will be made when
4381 the system boots up.
4383 @table @code
4384 @item source
4385 This string specifies the name of the block device to be mapped, such as
4386 @code{"/dev/sda3"}.
4388 @item target
4389 This string specifies the name of the mapping to be established.  For
4390 example, specifying @code{"my-partition"} will lead to the creation of
4391 the @code{"/dev/mapper/my-partition"} device.
4393 @item type
4394 This must be a @code{mapped-device-kind} object, which specifies how
4395 @var{source} is mapped to @var{target}.
4396 @end table
4397 @end deftp
4399 @defvr {Scheme Variable} luks-device-mapping
4400 This defines LUKS block device encryption using the @command{cryptsetup}
4401 command, from the same-named package.  This relies on the
4402 @code{dm-crypt} Linux kernel module.
4403 @end defvr
4405 @node User Accounts
4406 @subsection User Accounts
4408 User accounts and groups are entirely managed through the
4409 @code{operating-system} declaration.  They are specified with the
4410 @code{user-account} and @code{user-group} forms:
4412 @example
4413 (user-account
4414   (name "alice")
4415   (group "users")
4416   (supplementary-groups '("wheel"   ;allow use of sudo, etc.
4417                           "audio"   ;sound card
4418                           "video"   ;video devices such as webcams
4419                           "cdrom")) ;the good ol' CD-ROM
4420   (comment "Bob's sister")
4421   (home-directory "/home/alice"))
4422 @end example
4424 When booting or upon completion of @command{guix system reconfigure},
4425 the system ensures that only the user accounts and groups specified in
4426 the @code{operating-system} declaration exist, and with the specified
4427 properties.  Thus, account or group creations or modifications made by
4428 directly invoking commands such as @command{useradd} are lost upon
4429 reconfiguration or reboot.  This ensures that the system remains exactly
4430 as declared.
4432 @deftp {Data Type} user-account
4433 Objects of this type represent user accounts.  The following members may
4434 be specified:
4436 @table @asis
4437 @item @code{name}
4438 The name of the user account.
4440 @item @code{group}
4441 This is the name (a string) or identifier (a number) of the user group
4442 this account belongs to.
4444 @item @code{supplementary-groups} (default: @code{'()})
4445 Optionally, this can be defined as a list of group names that this
4446 account belongs to.
4448 @item @code{uid} (default: @code{#f})
4449 This is the user ID for this account (a number), or @code{#f}.  In the
4450 latter case, a number is automatically chosen by the system when the
4451 account is created.
4453 @item @code{comment} (default: @code{""})
4454 A comment about the account, such as the account's owner full name.
4456 @item @code{home-directory}
4457 This is the name of the home directory for the account.
4459 @item @code{shell} (default: Bash)
4460 This is a G-expression denoting the file name of a program to be used as
4461 the shell (@pxref{G-Expressions}).
4463 @item @code{system?} (default: @code{#f})
4464 This Boolean value indicates whether the account is a ``system''
4465 account.  System accounts are sometimes treated specially; for instance,
4466 graphical login managers do not list them.
4468 @item @code{password} (default: @code{#f})
4469 You would normally leave this field to @code{#f}, initialize user
4470 passwords as @code{root} with the @command{passwd} command, and then let
4471 users change it with @command{passwd}.  Passwords set with
4472 @command{passwd} are of course preserved across reboot and
4473 reconfiguration.
4475 If you @emph{do} want to have a preset password for an account, then
4476 this field must contain the encrypted password, as a string.
4477 @xref{crypt,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}, for more information
4478 on password encryption, and @ref{Encryption,,, guile, GNU Guile Reference
4479 Manual}, for information on Guile's @code{crypt} procedure.
4481 @end table
4482 @end deftp
4484 User group declarations are even simpler:
4486 @example
4487 (user-group (name "students"))
4488 @end example
4490 @deftp {Data Type} user-group
4491 This type is for, well, user groups.  There are just a few fields:
4493 @table @asis
4494 @item @code{name}
4495 The group's name.
4497 @item @code{id} (default: @code{#f})
4498 The group identifier (a number).  If @code{#f}, a new number is
4499 automatically allocated when the group is created.
4501 @item @code{system?} (default: @code{#f})
4502 This Boolean value indicates whether the group is a ``system'' group.
4503 System groups have low numerical IDs.
4505 @item @code{password} (default: @code{#f})
4506 What, user groups can have a password?  Well, apparently yes.  Unless
4507 @code{#f}, this field specifies the group's password.
4509 @end table
4510 @end deftp
4512 For convenience, a variable lists all the basic user groups one may
4513 expect:
4515 @defvr {Scheme Variable} %base-groups
4516 This is the list of basic user groups that users and/or packages expect
4517 to be present on the system.  This includes groups such as ``root'',
4518 ``wheel'', and ``users'', as well as groups used to control access to
4519 specific devices such as ``audio'', ``disk'', and ``cdrom''.
4520 @end defvr
4522 @node Locales
4523 @subsection Locales
4525 @cindex locale
4526 A @dfn{locale} defines cultural conventions for a particular language
4527 and region of the world (@pxref{Locales,,, libc, The GNU C Library
4528 Reference Manual}).  Each locale has a name that typically has the form
4529 @code{@var{language}_@var{territory}.@var{charset}}---e.g.,
4530 @code{fr_LU.utf8} designates the locale for the French language, with
4531 cultural conventions from Luxembourg, and using the UTF-8 encoding.
4533 @cindex locale definition
4534 Usually, you will want to specify the default locale for the machine
4535 using the @code{locale} field of the @code{operating-system} declaration
4536 (@pxref{operating-system Reference, @code{locale}}).
4538 That locale must be among the @dfn{locale definitions} that are known to
4539 the system---and these are specified in the @code{locale-definitions}
4540 slot of @code{operating-system}.  The default value includes locale
4541 definition for some widely used locales, but not for all the available
4542 locales, in order to save space.
4544 If the locale specified in the @code{locale} field is not among the
4545 definitions listed in @code{locale-definitions}, @command{guix system}
4546 raises an error.  In that case, you should add the locale definition to
4547 the @code{locale-definitions} field.  For instance, to add the North
4548 Frisian locale for Germany, the value of that field may be:
4550 @example
4551 (cons (locale-definition
4552         (name "fy_DE.utf8") (source "fy_DE"))
4553       %default-locale-definitions)
4554 @end example
4556 Likewise, to save space, one might want @code{locale-definitions} to
4557 list only the locales that are actually used, as in:
4559 @example
4560 (list (locale-definition
4561         (name "ja_JP.eucjp") (source "ja_JP")
4562         (charset "EUC-JP")))
4563 @end example
4565 The @code{locale-definition} form is provided by the @code{(gnu system
4566 locale)} module.  Details are given below.
4568 @deftp {Data Type} locale-definition
4569 This is the data type of a locale definition.
4571 @table @asis
4573 @item @code{name}
4574 The name of the locale.  @xref{Locale Names,,, libc, The GNU C Library
4575 Reference Manual}, for more information on locale names.
4577 @item @code{source}
4578 The name of the source for that locale.  This is typically the
4579 @code{@var{language}_@var{territory}} part of the locale name.
4581 @item @code{charset} (default: @code{"UTF-8"})
4582 The ``character set'' or ``code set'' for that locale,
4583 @uref{http://www.iana.org/assignments/character-sets, as defined by
4584 IANA}.
4586 @end table
4587 @end deftp
4589 @defvr {Scheme Variable} %default-locale-definitions
4590 An arbitrary list of commonly used locales, used as the default value of
4591 the @code{locale-definitions} field of @code{operating-system}
4592 declarations.
4593 @end defvr
4595 @node Services
4596 @subsection Services
4598 @cindex system services
4599 An important part of preparing an @code{operating-system} declaration is
4600 listing @dfn{system services} and their configuration (@pxref{Using the
4601 Configuration System}).  System services are typically daemons launched
4602 when the system boots, or other actions needed at that time---e.g.,
4603 configuring network access.
4605 Services are managed by GNU@tie{}dmd (@pxref{Introduction,,, dmd, GNU
4606 dmd Manual}).  On a running system, the @command{deco} command allows
4607 you to list the available services, show their status, start and stop
4608 them, or do other specific operations (@pxref{Jump Start,,, dmd, GNU dmd
4609 Manual}).  For example:
4611 @example
4612 # deco status dmd
4613 @end example
4615 The above command, run as @code{root}, lists the currently defined
4616 services.  The @command{deco doc} command shows a synopsis of the given
4617 service:
4619 @example
4620 # deco doc nscd
4621 Run libc's name service cache daemon (nscd).
4622 @end example
4624 The @command{start}, @command{stop}, and @command{restart} sub-commands
4625 have the effect you would expect.  For instance, the commands below stop
4626 the nscd service and restart the Xorg display server:
4628 @example
4629 # deco stop nscd
4630 Service nscd has been stopped.
4631 # deco restart xorg-server
4632 Service xorg-server has been stopped.
4633 Service xorg-server has been started.
4634 @end example
4636 The following sections document the available services, starting with
4637 the core services, that may be used in an @code{operating-system}
4638 declaration.
4640 @menu
4641 * Base Services::               Essential system services.
4642 * Networking Services::         Network setup, SSH daemon, etc.
4643 * X Window::                    Graphical display.
4644 * Various Services::            Other services.
4645 @end menu
4647 @node Base Services
4648 @subsubsection Base Services
4650 The @code{(gnu services base)} module provides definitions for the basic
4651 services that one expects from the system.  The services exported by
4652 this module are listed below.
4654 @defvr {Scheme Variable} %base-services
4655 This variable contains a list of basic services@footnote{Technically,
4656 this is a list of monadic services.  @xref{The Store Monad}.} one would
4657 expect from the system: a login service (mingetty) on each tty, syslogd,
4658 libc's name service cache daemon (nscd), the udev device manager, and
4659 more.
4661 This is the default value of the @code{services} field of
4662 @code{operating-system} declarations.  Usually, when customizing a
4663 system, you will want to append services to @var{%base-services}, like
4664 this:
4666 @example
4667 (cons* (avahi-service) (lsh-service) %base-services)
4668 @end example
4669 @end defvr
4671 @deffn {Monadic Procedure} host-name-service @var{name}
4672 Return a service that sets the host name to @var{name}.
4673 @end deffn
4675 @deffn {Monadic Procedure} mingetty-service @var{tty} [#:motd] @
4676        [#:auto-login #f] [#:login-program] [#:login-pause? #f] @
4677        [#:allow-empty-passwords? #f]
4678 Return a service to run mingetty on @var{tty}.
4680 When @var{allow-empty-passwords?} is true, allow empty log-in password.  When
4681 @var{auto-login} is true, it must be a user name under which to log-in
4682 automatically.  @var{login-pause?} can be set to @code{#t} in conjunction with
4683 @var{auto-login}, in which case the user will have to press a key before the
4684 login shell is launched.
4686 When true, @var{login-program} is a gexp or a monadic gexp denoting the name
4687 of the log-in program (the default is the @code{login} program from the Shadow
4688 tool suite.)
4690 @var{motd} is a monadic value containing a text file to use as
4691 the ``message of the day''.
4692 @end deffn
4694 @cindex name service cache daemon
4695 @cindex nscd
4696 @deffn {Monadic Procedure} nscd-service [@var{config}] [#:glibc glibc] @
4697                 [#:name-services '()]
4698 Return a service that runs libc's name service cache daemon (nscd) with
4699 the given @var{config}---an @code{<nscd-configuration>} object.
4700 Optionally, @code{#:name-services} is a list of packages that provide
4701 name service switch (NSS) modules needed by nscd.  @xref{Name Service
4702 Switch}, for an example.
4703 @end deffn
4705 @defvr {Scheme Variable} %nscd-default-configuration
4706 This is the default @code{<nscd-configuration>} value (see below) used
4707 by @code{nscd-service}.  This uses the caches defined by
4708 @var{%nscd-default-caches}; see below.
4709 @end defvr
4711 @deftp {Data Type} nscd-configuration
4712 This is the type representing the name service cache daemon (nscd)
4713 configuration.
4715 @table @asis
4717 @item @code{log-file} (default: @code{"/var/log/nscd.log"})
4718 Name of nscd's log file.  This is where debugging output goes when
4719 @code{debug-level} is strictly positive.
4721 @item @code{debug-level} (default: @code{0})
4722 Integer denoting the debugging levels.  Higher numbers mean more
4723 debugging output is logged.
4725 @item @code{caches} (default: @var{%nscd-default-caches})
4726 List of @code{<nscd-cache>} objects denoting things to be cached; see
4727 below.
4729 @end table
4730 @end deftp
4732 @deftp {Data Type} nscd-cache
4733 Data type representing a cache database of nscd and its parameters.
4735 @table @asis
4737 @item @code{database}
4738 This is a symbol representing the name of the database to be cached.
4739 Valid values are @code{passwd}, @code{group}, @code{hosts}, and
4740 @code{services}, which designate the corresponding NSS database
4741 (@pxref{NSS Basics,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
4743 @item @code{positive-time-to-live}
4744 @itemx @code{negative-time-to-live} (default: @code{20})
4745 A number representing the number of seconds during which a positive or
4746 negative lookup result remains in cache.
4748 @item @code{check-files?} (default: @code{#t})
4749 Whether to check for updates of the files corresponding to
4750 @var{database}.
4752 For instance, when @var{database} is @code{hosts}, setting this flag
4753 instructs nscd to check for updates in @file{/etc/hosts} and to take
4754 them into account.
4756 @item @code{persistent?} (default: @code{#t})
4757 Whether the cache should be stored persistently on disk.
4759 @item @code{shared?} (default: @code{#t})
4760 Whether the cache should be shared among users.
4762 @item @code{max-database-size} (default: 32@tie{}MiB)
4763 Maximum size in bytes of the database cache.
4765 @c XXX: 'suggested-size' and 'auto-propagate?' seem to be expert
4766 @c settings, so leave them out.
4768 @end table
4769 @end deftp
4771 @defvr {Scheme Variable} %nscd-default-caches
4772 List of @code{<nscd-cache>} objects used by default by
4773 @code{nscd-configuration} (see above.)
4775 It enables persistent and aggressive caching of service and host name
4776 lookups.  The latter provides better host name lookup performance,
4777 resilience in the face of unreliable name servers, and also better
4778 privacy---often the result of host name lookups is in local cache, so
4779 external name servers do not even need to be queried.
4780 @end defvr
4783 @deffn {Monadic Procedure} syslog-service [#:config-file #f]
4784 Return a service that runs @code{syslogd}.  If configuration file name
4785 @var{config-file} is not specified, use some reasonable default
4786 settings.
4787 @end deffn
4789 @deffn {Monadic Procedure} guix-service [#:guix guix] @
4790        [#:builder-group "guixbuild"] [#:build-accounts 10] @
4791        [#:authorize-hydra-key? #t] [#:use-substitutes? #t] @
4792        [#:extra-options '()]
4793 Return a service that runs the build daemon from @var{guix}, and has
4794 @var{build-accounts} user accounts available under @var{builder-group}.
4796 When @var{authorize-hydra-key?} is true, the @code{hydra.gnu.org} public key
4797 provided by @var{guix} is authorized upon activation, meaning that substitutes
4798 from @code{hydra.gnu.org} are used by default.
4800 If @var{use-substitutes?} is false, the daemon is run with
4801 @option{--no-substitutes} (@pxref{Invoking guix-daemon,
4802 @option{--no-substitutes}}).
4804 Finally, @var{extra-options} is a list of additional command-line options
4805 passed to @command{guix-daemon}.
4806 @end deffn
4808 @deffn {Monadic Procedure} udev-service [#:udev udev]
4809 Run @var{udev}, which populates the @file{/dev} directory dynamically.
4810 @end deffn
4812 @deffn {Monadic Procedure} console-keymap-service @var{file}
4813 Return a service to load console keymap from @var{file} using
4814 @command{loadkeys} command.
4815 @end deffn
4818 @node Networking Services
4819 @subsubsection Networking Services
4821 The @code{(gnu services networking)} module provides services to configure
4822 the network interface.
4824 @cindex DHCP, networking service
4825 @deffn {Monadic Procedure} dhcp-client-service [#:dhcp @var{isc-dhcp}]
4826 Return a service that runs @var{dhcp}, a Dynamic Host Configuration
4827 Protocol (DHCP) client, on all the non-loopback network interfaces.
4828 @end deffn
4830 @deffn {Monadic Procedure} static-networking-service @var{interface} @var{ip} @
4831        [#:gateway #f] [#:name-services @code{'()}]
4832 Return a service that starts @var{interface} with address @var{ip}.  If
4833 @var{gateway} is true, it must be a string specifying the default network
4834 gateway.
4835 @end deffn
4837 @cindex wicd
4838 @deffn {Monadic Procedure} wicd-service [#:wicd @var{wicd}]
4839 Return a service that runs @url{https://launchpad.net/wicd,Wicd}, a
4840 network manager that aims to simplify wired and wireless networking.
4841 @end deffn
4843 @deffn {Monadic Procedure} ntp-service [#:ntp @var{ntp}] @
4844   [#:name-service @var{%ntp-servers}]
4845 Return a service that runs the daemon from @var{ntp}, the
4846 @uref{http://www.ntp.org, Network Time Protocol package}.  The daemon will
4847 keep the system clock synchronized with that of @var{servers}.
4848 @end deffn
4850 @defvr {Scheme Variable} %ntp-servers
4851 List of host names used as the default NTP servers.
4852 @end defvr
4854 @deffn {Monadic Procedure} tor-service [#:tor tor]
4855 Return a service to run the @uref{https://torproject.org,Tor} daemon.
4857 The daemon runs with the default settings (in particular the default exit
4858 policy) as the @code{tor} unprivileged user.
4859 @end deffn
4861 @deffn {Monadic Procedure} bitlbee-service [#:bitlbee bitlbee] @
4862          [#:interface "127.0.0.1"] [#:port 6667] @
4863          [#:extra-settings ""]
4864 Return a service that runs @url{http://bitlbee.org,BitlBee}, a daemon that
4865 acts as a gateway between IRC and chat networks.
4867 The daemon will listen to the interface corresponding to the IP address
4868 specified in @var{interface}, on @var{port}.  @code{127.0.0.1} means that only
4869 local clients can connect, whereas @code{0.0.0.0} means that connections can
4870 come from any networking interface.
4872 In addition, @var{extra-settings} specifies a string to append to the
4873 configuration file.
4874 @end deffn
4876 Furthermore, @code{(gnu services ssh)} provides the following service.
4878 @deffn {Monadic Procedure} lsh-service [#:host-key "/etc/lsh/host-key"] @
4879        [#:daemonic? #t] [#:interfaces '()] [#:port-number 22] @
4880        [#:allow-empty-passwords? #f] [#:root-login? #f] @
4881        [#:syslog-output? #t] [#:x11-forwarding? #t] @
4882        [#:tcp/ip-forwarding? #t] [#:password-authentication? #t] @
4883        [#:public-key-authentication? #t] [#:initialize? #t]
4884 Run the @command{lshd} program from @var{lsh} to listen on port @var{port-number}.
4885 @var{host-key} must designate a file containing the host key, and readable
4886 only by root.
4888 When @var{daemonic?} is true, @command{lshd} will detach from the
4889 controlling terminal and log its output to syslogd, unless one sets
4890 @var{syslog-output?} to false.  Obviously, it also makes lsh-service
4891 depend on existence of syslogd service.  When @var{pid-file?} is true,
4892 @command{lshd} writes its PID to the file called @var{pid-file}.
4894 When @var{initialize?} is true, automatically create the seed and host key
4895 upon service activation if they do not exist yet.  This may take long and
4896 require interaction.
4898 When @var{initialize?} is false, it is up to the user to initialize the
4899 randomness generator (@pxref{lsh-make-seed,,, lsh, LSH Manual}), and to create
4900 a key pair with the private key stored in file @var{host-key} (@pxref{lshd
4901 basics,,, lsh, LSH Manual}).
4903 When @var{interfaces} is empty, lshd listens for connections on all the
4904 network interfaces; otherwise, @var{interfaces} must be a list of host names
4905 or addresses.
4907 @var{allow-empty-passwords?} specifies whether to accept log-ins with empty
4908 passwords, and @var{root-login?} specifies whether to accept log-ins as
4909 root.
4911 The other options should be self-descriptive.
4912 @end deffn
4914 @defvr {Scheme Variable} %facebook-host-aliases
4915 This variable contains a string for use in @file{/etc/hosts}
4916 (@pxref{Host Names,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).  Each
4917 line contains a entry that maps a known server name of the Facebook
4918 on-line service---e.g., @code{www.facebook.com}---to the local
4919 host---@code{127.0.0.1} or its IPv6 equivalent, @code{::1}.
4921 This variable is typically used in the @code{hosts-file} field of an
4922 @code{operating-system} declaration (@pxref{operating-system Reference,
4923 @file{/etc/hosts}}):
4925 @example
4926 (use-modules (gnu) (guix))
4928 (operating-system
4929   (host-name "mymachine")
4930   ;; ...
4931   (hosts-file
4932     ;; Create a /etc/hosts file with aliases for "localhost"
4933     ;; and "mymachine", as well as for Facebook servers.
4934     (text-file "hosts"
4935                (string-append (local-host-aliases host-name)
4936                               %facebook-host-aliases))))
4937 @end example
4939 This mechanism can prevent programs running locally, such as Web
4940 browsers, from accessing Facebook.
4941 @end defvr
4943 @node X Window
4944 @subsubsection X Window
4946 Support for the X Window graphical display system---specifically
4947 Xorg---is provided by the @code{(gnu services xorg)} module.  Note that
4948 there is no @code{xorg-service} procedure.  Instead, the X server is
4949 started by the @dfn{login manager}, currently SLiM.
4951 @deffn {Monadic Procedure} slim-service [#:allow-empty-passwords? #f] @
4952   [#:auto-login? #f] [#:default-user ""] [#:startx] @
4953   [#:theme @var{%default-slim-theme}] @
4954   [#:theme-name @var{%default-slim-theme-name}]
4955 Return a service that spawns the SLiM graphical login manager, which in
4956 turn starts the X display server with @var{startx}, a command as returned by
4957 @code{xorg-start-command}.
4959 When @var{allow-empty-passwords?} is true, allow logins with an empty
4960 password.  When @var{auto-login?} is true, log in automatically as
4961 @var{default-user}.
4963 If @var{theme} is @code{#f}, the use the default log-in theme; otherwise
4964 @var{theme} must be a gexp denoting the name of a directory containing the
4965 theme to use.  In that case, @var{theme-name} specifies the name of the
4966 theme.
4967 @end deffn
4969 @defvr {Scheme Variable} %default-theme
4970 @defvrx {Scheme Variable} %default-theme-name
4971 The G-Expression denoting the default SLiM theme and its name.
4972 @end defvr
4974 @deffn {Monadic Procedure} xorg-start-command [#:guile] @
4975   [#:drivers '()] [#:resolutions '()] [#:xorg-server @var{xorg-server}]
4976 Return a derivation that builds a @var{guile} script to start the X server
4977 from @var{xorg-server}.  Usually the X server is started by a login manager.
4979 @var{drivers} must be either the empty list, in which case Xorg chooses a
4980 graphics driver automatically, or a list of driver names that will be tried in
4981 this order---e.g., @code{("modesetting" "vesa")}.
4983 Likewise, when @var{resolutions} is the empty list, Xorg chooses an
4984 appropriate screen resolution; otherwise, it must be a list of
4985 resolutions---e.g., @code{((1024 768) (640 480))}.
4986 @end deffn
4988 @node Various Services
4989 @subsubsection Various Services
4991 The @code{(gnu services lirc)} module provides the following service.
4993 @deffn {Monadic Procedure} lirc-service [#:lirc lirc] @
4994        [#:device #f] [#:driver #f] [#:config-file #f] @
4995        [#:extra-options '()]
4996 Return a service that runs @url{http://www.lirc.org,LIRC}, a daemon that
4997 decodes infrared signals from remote controls.
4999 Optionally, @var{device}, @var{driver} and @var{config-file}
5000 (configuration file name) may be specified.  See @command{lircd} manual
5001 for details.
5003 Finally, @var{extra-options} is a list of additional command-line options
5004 passed to @command{lircd}.
5005 @end deffn
5007 @code{(gnu services upower)} provides a power-management daemon:
5009 @deffn {Monadic Procedure} upower-service [#:upower @var{upower}] @
5010                          [#:watts-up-pro? #f] @
5011                          [#:poll-batteries? #t] @
5012                          [#:ignore-lid? #f] @
5013                          [#:use-percentage-for-policy? #f] @
5014                          [#:percentage-low 10] @
5015                          [#:percentage-critical 3] @
5016                          [#:percentage-action 2] @
5017                          [#:time-low 1200] @
5018                          [#:time-critical 300] @
5019                          [#:time-action 120] @
5020                          [#:critical-power-action 'hybrid-sleep]
5021 Return a service that runs @uref{http://upower.freedesktop.org/,
5022 @command{upowerd}}, a system-wide monitor for power consumption and battery
5023 levels, with the given configuration settings.  It implements the
5024 @code{org.freedesktop.UPower} D-Bus interface, and is notably used by
5025 GNOME.
5026 @end deffn
5028 @code{(gnu services colord)} provides a color management service:
5030 @deffn {Monadic Procedure} colord-service [#:colord @var{colord}]
5031 Return a service that runs @command{colord}, a system service with a D-Bus
5032 interface to manage the color profiles of input and output devices such as
5033 screens and scanners.  It is notably used by the GNOME Color Manager graphical
5034 tool.  See @uref{http://www.freedesktop.org/software/colord/, the colord web
5035 site} for more information.
5036 @end deffn
5038 @node Setuid Programs
5039 @subsection Setuid Programs
5041 @cindex setuid programs
5042 Some programs need to run with ``root'' privileges, even when they are
5043 launched by unprivileged users.  A notorious example is the
5044 @command{passwd} programs, which can users can run to change their
5045 password, and which requires write access to the @file{/etc/passwd} and
5046 @file{/etc/shadow} files---something normally restricted to root, for
5047 obvious security reasons.  To address that, these executables are
5048 @dfn{setuid-root}, meaning that they always run with root privileges
5049 (@pxref{How Change Persona,,, libc, The GNU C Library Reference Manual},
5050 for more info about the setuid mechanisms.)
5052 The store itself @emph{cannot} contain setuid programs: that would be a
5053 security issue since any user on the system can write derivations that
5054 populate the store (@pxref{The Store}).  Thus, a different mechanism is
5055 used: instead of changing the setuid bit directly on files that are in
5056 the store, we let the system administrator @emph{declare} which programs
5057 should be setuid root.
5059 The @code{setuid-programs} field of an @code{operating-system}
5060 declaration contains a list of G-expressions denoting the names of
5061 programs to be setuid-root (@pxref{Using the Configuration System}).
5062 For instance, the @command{passwd} program, which is part of the Shadow
5063 package, can be designated by this G-expression (@pxref{G-Expressions}):
5065 @example
5066 #~(string-append #$shadow "/bin/passwd")
5067 @end example
5069 A default set of setuid programs is defined by the
5070 @code{%setuid-programs} variable of the @code{(gnu system)} module.
5072 @defvr {Scheme Variable} %setuid-programs
5073 A list of G-expressions denoting common programs that are setuid-root.
5075 The list includes commands such as @command{passwd}, @command{ping},
5076 @command{su}, and @command{sudo}.
5077 @end defvr
5079 Under the hood, the actual setuid programs are created in the
5080 @file{/run/setuid-programs} directory at system activation time.  The
5081 files in this directory refer to the ``real'' binaries, which are in the
5082 store.
5084 @node Name Service Switch
5085 @subsection Name Service Switch
5087 @cindex name service switch
5088 @cindex NSS
5089 The @code{(gnu system nss)} module provides bindings to the
5090 configuration file of libc's @dfn{name service switch} or @dfn{NSS}
5091 (@pxref{NSS Configuration File,,, libc, The GNU C Library Reference
5092 Manual}).  In a nutshell, the NSS is a mechanism that allows libc to be
5093 extended with new ``name'' lookup methods for system databases, which
5094 includes host names, service names, user accounts, and more (@pxref{Name
5095 Service Switch, System Databases and Name Service Switch,, libc, The GNU
5096 C Library Reference Manual}).
5098 The NSS configuration specifies, for each system database, which lookup
5099 method is to be used, and how the various methods are chained
5100 together---for instance, under which circumstances NSS should try the
5101 next method in the list.  The NSS configuration is given in the
5102 @code{name-service-switch} field of @code{operating-system} declarations
5103 (@pxref{operating-system Reference, @code{name-service-switch}}).
5105 @cindex nss-mdns
5106 @cindex .local, host name lookup
5107 As an example, the declaration below configures the NSS to use the
5108 @uref{http://0pointer.de/lennart/projects/nss-mdns/, @code{nss-mdns}
5109 back-end}, which supports host name lookups over multicast DNS (mDNS)
5110 for host names ending in @code{.local}:
5112 @example
5113 (name-service-switch
5114    (hosts (list %files    ;first, check /etc/hosts
5116                 ;; If the above did not succeed, try
5117                 ;; with 'mdns_minimal'.
5118                 (name-service
5119                   (name "mdns_minimal")
5121                   ;; 'mdns_minimal' is authoritative for
5122                   ;; '.local'.  When it returns "not found",
5123                   ;; no need to try the next methods.
5124                   (reaction (lookup-specification
5125                              (not-found => return))))
5127                 ;; Then fall back to DNS.
5128                 (name-service
5129                   (name "dns"))
5131                 ;; Finally, try with the "full" 'mdns'.
5132                 (name-service
5133                   (name "mdns")))))
5134 @end example
5136 Note that, in this case, in addition to setting the
5137 @code{name-service-switch} of the @code{operating-system} declaration,
5138 @code{nscd-service} must be told where to find the @code{nss-mdns}
5139 shared library (@pxref{Base Services, @code{nscd-service}}).  Since the
5140 @code{nscd} service is part of @var{%base-services}, you may want to
5141 customize it by adding this snippet in the operating system
5142 configuration file:
5144 @example
5145 (use-modules (guix) (gnu))
5147 (define %my-base-services
5148   ;; Replace the default nscd service with one that knows
5149   ;; about nss-mdns.
5150   (map (lambda (mservice)
5151          ;; "Bind" the MSERVICE monadic value to inspect it.
5152          (mlet %store-monad ((service mservice))
5153            (if (member 'nscd (service-provision service))
5154                (nscd-service (nscd-configuration)
5155                              #:name-services (list nss-mdns))
5156                mservice)))
5157        %base-services))
5158 @end example
5160 @noindent
5161 @dots{} and then refer to @var{%my-base-services} instead of
5162 @var{%base-services} in the @code{operating-system} declaration.
5164 The reference for name service switch configuration is given below.  It
5165 is a direct mapping of the C library's configuration file format, so
5166 please refer to the C library manual for more information (@pxref{NSS
5167 Configuration File,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
5168 Compared to libc's NSS configuration file format, it has the advantage
5169 not only of adding this warm parenthetic feel that we like, but also
5170 static checks: you'll know about syntax errors and typos as soon as you
5171 run @command{guix system}.
5173 @defvr {Scheme Variable} %default-nss
5174 This is the default name service switch configuration, a
5175 @code{name-service-switch} object.
5176 @end defvr
5178 @deftp {Data Type} name-service-switch
5180 This is the data type representation the configuration of libc's name
5181 service switch (NSS).  Each field below represents one of the supported
5182 system databases.
5184 @table @code
5185 @item aliases
5186 @itemx ethers
5187 @itemx group
5188 @itemx gshadow
5189 @itemx hosts
5190 @itemx initgroups
5191 @itemx netgroup
5192 @itemx networks
5193 @itemx password
5194 @itemx public-key
5195 @itemx rpc
5196 @itemx services
5197 @itemx shadow
5198 The system databases handled by the NSS.  Each of these fields must be a
5199 list of @code{<name-service>} objects (see below.)
5200 @end table
5201 @end deftp
5203 @deftp {Data Type} name-service
5205 This is the data type representing an actual name service and the
5206 associated lookup action.
5208 @table @code
5209 @item name
5210 A string denoting the name service (@pxref{Services in the NSS
5211 configuration,,, libc, The GNU C Library Reference Manual}).
5213 Note that name services listed here must be visible to nscd.  This is
5214 achieved by passing the @code{#:name-services} argument to
5215 @code{nscd-service} the list of packages providing the needed name
5216 services (@pxref{Base Services, @code{nscd-service}}).
5218 @item reaction
5219 An action specified using the @code{lookup-specification} macro
5220 (@pxref{Actions in the NSS configuration,,, libc, The GNU C Library
5221 Reference Manual}).  For example:
5223 @example
5224 (lookup-specification (unavailable => continue)
5225                       (success => return))
5226 @end example
5227 @end table
5228 @end deftp
5230 @node Initial RAM Disk
5231 @subsection Initial RAM Disk
5233 @cindex initial RAM disk (initrd)
5234 @cindex initrd (initial RAM disk)
5235 For bootstrapping purposes, the Linux-Libre kernel is passed an
5236 @dfn{initial RAM disk}, or @dfn{initrd}.  An initrd contains a temporary
5237 root file system, as well as an initialization script.  The latter is
5238 responsible for mounting the real root file system, and for loading any
5239 kernel modules that may be needed to achieve that.
5241 The @code{initrd} field of an @code{operating-system} declaration allows
5242 you to specify which initrd you would like to use.  The @code{(gnu
5243 system linux-initrd)} module provides two ways to build an initrd: the
5244 high-level @code{base-initrd} procedure, and the low-level
5245 @code{expression->initrd} procedure.
5247 The @code{base-initrd} procedure is intended to cover most common uses.
5248 For example, if you want to add a bunch of kernel modules to be loaded
5249 at boot time, you can define the @code{initrd} field of the operating
5250 system declaration like this:
5252 @example
5253 (initrd (lambda (file-systems . rest)
5254           ;; Create a standard initrd that has modules "foo.ko"
5255           ;; and "bar.ko", as well as their dependencies, in
5256           ;; addition to the modules available by default.
5257           (apply base-initrd file-systems
5258                  #:extra-modules '("foo" "bar")
5259                  rest)))
5260 @end example
5262 The @code{base-initrd} procedure also handles common use cases that
5263 involves using the system as a QEMU guest, or as a ``live'' system whose
5264 root file system is volatile.
5266 @deffn {Monadic Procedure} base-initrd @var{file-systems} @
5267        [#:qemu-networking? #f] [#:virtio? #f] [#:volatile-root? #f] @
5268        [#:extra-modules '()] [#:mapped-devices '()]
5269 Return a monadic derivation that builds a generic initrd.  @var{file-systems} is
5270 a list of file-systems to be mounted by the initrd, possibly in addition to
5271 the root file system specified on the kernel command line via @code{--root}.
5272 @var{mapped-devices} is a list of device mappings to realize before
5273 @var{file-systems} are mounted (@pxref{Mapped Devices}).
5275 When @var{qemu-networking?} is true, set up networking with the standard QEMU
5276 parameters.  When @var{virtio?} is true, load additional modules so the initrd can
5277 be used as a QEMU guest with para-virtualized I/O drivers.
5279 When @var{volatile-root?} is true, the root file system is writable but any changes
5280 to it are lost.
5282 The initrd is automatically populated with all the kernel modules necessary
5283 for @var{file-systems} and for the given options.  However, additional kernel
5284 modules can be listed in @var{extra-modules}.  They will be added to the initrd, and
5285 loaded at boot time in the order in which they appear.
5286 @end deffn
5288 Needless to say, the initrds we produce and use embed a
5289 statically-linked Guile, and the initialization program is a Guile
5290 program.  That gives a lot of flexibility.  The
5291 @code{expression->initrd} procedure builds such an initrd, given the
5292 program to run in that initrd.
5294 @deffn {Monadic Procedure} expression->initrd @var{exp} @
5295        [#:guile %guile-static-stripped] [#:name "guile-initrd"] @
5296        [#:modules '()]
5297 Return a derivation that builds a Linux initrd (a gzipped cpio archive)
5298 containing @var{guile} and that evaluates @var{exp}, a G-expression,
5299 upon booting.  All the derivations referenced by @var{exp} are
5300 automatically copied to the initrd.
5302 @var{modules} is a list of Guile module names to be embedded in the
5303 initrd.
5304 @end deffn
5306 @node GRUB Configuration
5307 @subsection GRUB Configuration
5309 @cindex GRUB
5310 @cindex boot loader
5312 The operating system uses GNU@tie{}GRUB as its boot loader
5313 (@pxref{Overview, overview of GRUB,, grub, GNU GRUB Manual}).  It is
5314 configured using @code{grub-configuration} declarations.  This data type
5315 is exported by the @code{(gnu system grub)} module, and described below.
5317 @deftp {Data Type} grub-configuration
5318 The type of a GRUB configuration declaration.
5320 @table @asis
5322 @item @code{device}
5323 This is a string denoting the boot device.  It must be a device name
5324 understood by the @command{grub-install} command, such as
5325 @code{/dev/sda} or @code{(hd0)} (@pxref{Invoking grub-install,,, grub,
5326 GNU GRUB Manual}).
5328 @item @code{menu-entries} (default: @code{()})
5329 A possibly empty list of @code{menu-entry} objects (see below), denoting
5330 entries to appear in the GRUB boot menu, in addition to the current
5331 system entry and the entry pointing to previous system generations.
5333 @item @code{default-entry} (default: @code{0})
5334 The index of the default boot menu entry.  Index 0 is for the current
5335 system's entry.
5337 @item @code{timeout} (default: @code{5})
5338 The number of seconds to wait for keyboard input before booting.  Set to
5339 0 to boot immediately, and to -1 to wait indefinitely.
5341 @item @code{theme} (default: @var{%default-theme})
5342 The @code{grub-theme} object describing the theme to use.
5343 @end table
5345 @end deftp
5347 Should you want to list additional boot menu entries @i{via} the
5348 @code{menu-entries} field above, you will need to create them with the
5349 @code{menu-entry} form:
5351 @deftp {Data Type} menu-entry
5352 The type of an entry in the GRUB boot menu.
5354 @table @asis
5356 @item @code{label}
5357 The label to show in the menu---e.g., @code{"GNU"}.
5359 @item @code{linux}
5360 The Linux kernel to boot.
5362 @item @code{linux-arguments} (default: @code{()})
5363 The list of extra Linux kernel command-line arguments---e.g.,
5364 @code{("console=ttyS0")}.
5366 @item @code{initrd}
5367 A G-Expression or string denoting the file name of the initial RAM disk
5368 to use (@pxref{G-Expressions}).
5370 @end table
5371 @end deftp
5373 @c FIXME: Write documentation once it's stable.
5374 Themes are created using the @code{grub-theme} form, which is not
5375 documented yet.
5377 @defvr {Scheme Variable} %default-theme
5378 This is the default GRUB theme used by the operating system, with a
5379 fancy background image displaying the GNU and Guix logos.
5380 @end defvr
5383 @node Invoking guix system
5384 @subsection Invoking @code{guix system}
5386 Once you have written an operating system declaration, as seen in the
5387 previous section, it can be @dfn{instantiated} using the @command{guix
5388 system} command.  The synopsis is:
5390 @example
5391 guix system @var{options}@dots{} @var{action} @var{file}
5392 @end example
5394 @var{file} must be the name of a file containing an
5395 @code{operating-system} declaration.  @var{action} specifies how the
5396 operating system is instantiate.  Currently the following values are
5397 supported:
5399 @table @code
5400 @item reconfigure
5401 Build the operating system described in @var{file}, activate it, and
5402 switch to it@footnote{This action is usable only on systems already
5403 running GNU.}.
5405 This effects all the configuration specified in @var{file}: user
5406 accounts, system services, global package list, setuid programs, etc.
5408 It also adds a GRUB menu entry for the new OS configuration, and moves
5409 entries for older configurations to a submenu---unless
5410 @option{--no-grub} is passed.
5412 @c The paragraph below refers to the problem discussed at
5413 @c <http://lists.gnu.org/archive/html/guix-devel/2014-08/msg00057.html>.
5414 It is highly recommended to run @command{guix pull} once before you run
5415 @command{guix system reconfigure} for the first time (@pxref{Invoking
5416 guix pull}).  Failing to do that you would see an older version of Guix
5417 once @command{reconfigure} has completed.
5419 @item build
5420 Build the operating system's derivation, which includes all the
5421 configuration files and programs needed to boot and run the system.
5422 This action does not actually install anything.
5424 @item init
5425 Populate the given directory with all the files necessary to run the
5426 operating system specified in @var{file}.  This is useful for first-time
5427 installations of GSD.  For instance:
5429 @example
5430 guix system init my-os-config.scm /mnt
5431 @end example
5433 copies to @file{/mnt} all the store items required by the configuration
5434 specified in @file{my-os-config.scm}.  This includes configuration
5435 files, packages, and so on.  It also creates other essential files
5436 needed for the system to operate correctly---e.g., the @file{/etc},
5437 @file{/var}, and @file{/run} directories, and the @file{/bin/sh} file.
5439 This command also installs GRUB on the device specified in
5440 @file{my-os-config}, unless the @option{--no-grub} option was passed.
5442 @item vm
5443 @cindex virtual machine
5444 @cindex VM
5445 Build a virtual machine that contain the operating system declared in
5446 @var{file}, and return a script to run that virtual machine (VM).
5447 Arguments given to the script are passed as is to QEMU.
5449 The VM shares its store with the host system.
5451 Additional file systems can be shared between the host and the VM using
5452 the @code{--share} and @code{--expose} command-line options: the former
5453 specifies a directory to be shared with write access, while the latter
5454 provides read-only access to the shared directory.
5456 The example below creates a VM in which the user's home directory is
5457 accessible read-only, and where the @file{/exchange} directory is a
5458 read-write mapping of the host's @file{$HOME/tmp}:
5460 @example
5461 guix system vm my-config.scm \
5462    --expose=$HOME --share=$HOME/tmp=/exchange
5463 @end example
5465 On GNU/Linux, the default is to boot directly to the kernel; this has
5466 the advantage of requiring only a very tiny root disk image since the
5467 host's store can then be mounted.
5469 The @code{--full-boot} option forces a complete boot sequence, starting
5470 with the bootloader.  This requires more disk space since a root image
5471 containing at least the kernel, initrd, and bootloader data files must
5472 be created.  The @code{--image-size} option can be used to specify the
5473 image's size.
5475 @item vm-image
5476 @itemx disk-image
5477 Return a virtual machine or disk image of the operating system declared
5478 in @var{file} that stands alone.  Use the @option{--image-size} option
5479 to specify the size of the image.
5481 When using @code{vm-image}, the returned image is in qcow2 format, which
5482 the QEMU emulator can efficiently use.
5484 When using @code{disk-image}, a raw disk image is produced; it can be
5485 copied as is to a USB stick, for instance.  Assuming @code{/dev/sdc} is
5486 the device corresponding to a USB stick, one can copy the image on it
5487 using the following command:
5489 @example
5490 # dd if=$(guix system disk-image my-os.scm) of=/dev/sdc
5491 @end example
5493 @end table
5495 @var{options} can contain any of the common build options provided by
5496 @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).  In addition,
5497 @var{options} can contain one of the following:
5499 @table @option
5500 @item --system=@var{system}
5501 @itemx -s @var{system}
5502 Attempt to build for @var{system} instead of the host's system type.
5503 This works as per @command{guix build} (@pxref{Invoking guix build}).
5505 @item --image-size=@var{size}
5506 For the @code{vm-image} and @code{disk-image} actions, create an image
5507 of the given @var{size}.  @var{size} may be a number of bytes, or it may
5508 include a unit as a suffix (@pxref{Block size, size specifications,,
5509 coreutils, GNU Coreutils}).
5510 @end table
5512 Note that all the actions above, except @code{build} and @code{init},
5513 rely on KVM support in the Linux-Libre kernel.  Specifically, the
5514 machine should have hardware virtualization support, the corresponding
5515 KVM kernel module should be loaded, and the @file{/dev/kvm} device node
5516 must exist and be readable and writable by the user and by the daemon's
5517 build users.
5519 @node Defining Services
5520 @subsection Defining Services
5522 The @code{(gnu services @dots{})} modules define several procedures that allow
5523 users to declare the operating system's services (@pxref{Using the
5524 Configuration System}).  These procedures are @emph{monadic
5525 procedures}---i.e., procedures that return a monadic value in the store
5526 monad (@pxref{The Store Monad}).  For examples of such procedures,
5527 @xref{Services}.
5529 @cindex service definition
5530 The monadic value returned by those procedures is a @dfn{service
5531 definition}---a structure as returned by the @code{service} form.
5532 Service definitions specifies the inputs the service depends on, and an
5533 expression to start and stop the service.  Behind the scenes, service
5534 definitions are ``translated'' into the form suitable for the
5535 configuration file of dmd, the init system (@pxref{Services,,, dmd, GNU
5536 dmd Manual}).
5538 As an example, here is what the @code{nscd-service} procedure looks
5539 like:
5541 @lisp
5542 (define (nscd-service)
5543   (with-monad %store-monad
5544     (return (service
5545              (documentation "Run libc's name service cache daemon.")
5546              (provision '(nscd))
5547              (activate #~(begin
5548                            (use-modules (guix build utils))
5549                            (mkdir-p "/var/run/nscd")))
5550              (start #~(make-forkexec-constructor
5551                        (string-append #$glibc "/sbin/nscd")
5552                        "-f" "/dev/null" "--foreground"))
5553              (stop #~(make-kill-destructor))
5554              (respawn? #f)))))
5555 @end lisp
5557 @noindent
5558 The @code{activate}, @code{start}, and @code{stop} fields are G-expressions
5559 (@pxref{G-Expressions}).  The @code{activate} field contains a script to
5560 run at ``activation'' time; it makes sure that the @file{/var/run/nscd}
5561 directory exists before @command{nscd} is started.
5563 The @code{start} and @code{stop} fields refer to dmd's facilities to
5564 start and stop processes (@pxref{Service De- and Constructors,,, dmd,
5565 GNU dmd Manual}).  The @code{provision} field specifies the name under
5566 which this service is known to dmd, and @code{documentation} specifies
5567 on-line documentation.  Thus, the commands @command{deco start ncsd},
5568 @command{deco stop nscd}, and @command{deco doc nscd} will do what you
5569 would expect (@pxref{Invoking deco,,, dmd, GNU dmd Manual}).
5572 @node Installing Debugging Files
5573 @section Installing Debugging Files
5575 @cindex debugging files
5576 Program binaries, as produced by the GCC compilers for instance, are
5577 typically written in the ELF format, with a section containing
5578 @dfn{debugging information}.  Debugging information is what allows the
5579 debugger, GDB, to map binary code to source code; it is required to
5580 debug a compiled program in good conditions.
5582 The problem with debugging information is that is takes up a fair amount
5583 of disk space.  For example, debugging information for the GNU C Library
5584 weighs in at more than 60 MiB.  Thus, as a user, keeping all the
5585 debugging info of all the installed programs is usually not an option.
5586 Yet, space savings should not come at the cost of an impediment to
5587 debugging---especially in the GNU system, which should make it easier
5588 for users to exert their computing freedom (@pxref{GNU Distribution}).
5590 Thankfully, the GNU Binary Utilities (Binutils) and GDB provide a
5591 mechanism that allows users to get the best of both worlds: debugging
5592 information can be stripped from the binaries and stored in separate
5593 files.  GDB is then able to load debugging information from those files,
5594 when they are available (@pxref{Separate Debug Files,,, gdb, Debugging
5595 with GDB}).
5597 The GNU distribution takes advantage of this by storing debugging
5598 information in the @code{lib/debug} sub-directory of a separate package
5599 output unimaginatively called @code{debug} (@pxref{Packages with
5600 Multiple Outputs}).  Users can choose to install the @code{debug} output
5601 of a package when they need it.  For instance, the following command
5602 installs the debugging information for the GNU C Library and for GNU
5603 Guile:
5605 @example
5606 guix package -i glibc:debug guile:debug
5607 @end example
5609 GDB must then be told to look for debug files in the user's profile, by
5610 setting the @code{debug-file-directory} variable (consider setting it
5611 from the @file{~/.gdbinit} file, @pxref{Startup,,, gdb, Debugging with
5612 GDB}):
5614 @example
5615 (gdb) set debug-file-directory ~/.guix-profile/lib/debug
5616 @end example
5618 From there on, GDB will pick up debugging information from the
5619 @code{.debug} files under @file{~/.guix-profile/lib/debug}.
5621 In addition, you will most likely want GDB to be able to show the source
5622 code being debugged.  To do that, you will have to unpack the source
5623 code of the package of interest (obtained with @code{guix build
5624 --source}, @pxref{Invoking guix build}), and to point GDB to that source
5625 directory using the @code{directory} command (@pxref{Source Path,
5626 @code{directory},, gdb, Debugging with GDB}).
5628 @c XXX: keep me up-to-date
5629 The @code{debug} output mechanism in Guix is implemented by the
5630 @code{gnu-build-system} (@pxref{Build Systems}).  Currently, it is
5631 opt-in---debugging information is available only for those packages
5632 whose definition explicitly declares a @code{debug} output.  This may be
5633 changed to opt-out in the future, if our build farm servers can handle
5634 the load.  To check whether a package has a @code{debug} output, use
5635 @command{guix package --list-available} (@pxref{Invoking guix package}).
5638 @node Security Updates
5639 @section Security Updates
5641 @quotation Note
5642 As of version @value{VERSION}, the feature described in this section is
5643 experimental.
5644 @end quotation
5646 @cindex security updates
5647 Occasionally, important security vulnerabilities are discovered in core
5648 software packages and must be patched.  Guix follows a functional
5649 package management discipline (@pxref{Introduction}), which implies
5650 that, when a package is changed, @emph{every package that depends on it}
5651 must be rebuilt.  This can significantly slow down the deployment of
5652 fixes in core packages such as libc or Bash, since basically the whole
5653 distribution would need to be rebuilt.  Using pre-built binaries helps
5654 (@pxref{Substitutes}), but deployment may still take more time than
5655 desired.
5657 @cindex grafts
5658 To address that, Guix implements @dfn{grafts}, a mechanism that allows
5659 for fast deployment of critical updates without the costs associated
5660 with a whole-distribution rebuild.  The idea is to rebuild only the
5661 package that needs to be patched, and then to ``graft'' it onto packages
5662 explicitly installed by the user and that were previously referring to
5663 the original package.  The cost of grafting is typically very low, and
5664 order of magnitudes lower than a full rebuild of the dependency chain.
5666 @cindex replacements of packages, for grafts
5667 For instance, suppose a security update needs to be applied to Bash.
5668 Guix developers will provide a package definition for the ``fixed''
5669 Bash, say @var{bash-fixed}, in the usual way (@pxref{Defining
5670 Packages}).  Then, the original package definition is augmented with a
5671 @code{replacement} field pointing to the package containing the bug fix:
5673 @example
5674 (define bash
5675   (package
5676     (name "bash")
5677     ;; @dots{}
5678     (replacement bash-fixed)))
5679 @end example
5681 From there on, any package depending directly or indirectly on Bash that
5682 is installed will automatically be ``rewritten'' to refer to
5683 @var{bash-fixed} instead of @var{bash}.  This grafting process takes
5684 time proportional to the size of the package, but expect less than a
5685 minute for an ``average'' package on a recent machine.
5687 Currently, the graft and the package it replaces (@var{bash-fixed} and
5688 @var{bash} in the example above) must have the exact same @code{name}
5689 and @code{version} fields.  This restriction mostly comes from the fact
5690 that grafting works by patching files, including binary files, directly.
5691 Other restrictions may apply: for instance, when adding a graft to a
5692 package providing a shared library, the original shared library and its
5693 replacement must have the same @code{SONAME} and be binary-compatible.
5696 @node Package Modules
5697 @section Package Modules
5699 From a programming viewpoint, the package definitions of the
5700 GNU distribution are provided by Guile modules in the @code{(gnu packages
5701 @dots{})} name space@footnote{Note that packages under the @code{(gnu
5702 packages @dots{})} module name space are not necessarily ``GNU
5703 packages''.  This module naming scheme follows the usual Guile module
5704 naming convention: @code{gnu} means that these modules are distributed
5705 as part of the GNU system, and @code{packages} identifies modules that
5706 define packages.}  (@pxref{Modules, Guile modules,, guile, GNU Guile
5707 Reference Manual}).  For instance, the @code{(gnu packages emacs)}
5708 module exports a variable named @code{emacs}, which is bound to a
5709 @code{<package>} object (@pxref{Defining Packages}).
5711 The @code{(gnu packages @dots{})} module name space is
5712 automatically scanned for packages by the command-line tools.  For
5713 instance, when running @code{guix package -i emacs}, all the @code{(gnu
5714 packages @dots{})} modules are scanned until one that exports a package
5715 object whose name is @code{emacs} is found.  This package search
5716 facility is implemented in the @code{(gnu packages)} module.
5718 @cindex customization, of packages
5719 @cindex package module search path
5720 Users can store package definitions in modules with different
5721 names---e.g., @code{(my-packages emacs)}@footnote{Note that the file
5722 name and module name must match.  @xref{Modules and the File System,,,
5723 guile, GNU Guile Reference Manual}, for details.}  These package definitions
5724 will not be visible by default.  Thus, users can invoke commands such as
5725 @command{guix package} and @command{guix build} have to be used with the
5726 @code{-e} option so that they know where to find the package, or use the
5727 @code{-L} option of these commands to make those modules visible
5728 (@pxref{Invoking guix build, @code{--load-path}}), or define the
5729 @code{GUIX_PACKAGE_PATH} environment variable.  This environment
5730 variable makes it easy to extend or customize the distribution and is
5731 honored by all the user interfaces.
5733 @defvr {Environment Variable} GUIX_PACKAGE_PATH
5734 This is a colon-separated list of directories to search for package
5735 modules.  Directories listed in this variable take precedence over the
5736 distribution's own modules.
5737 @end defvr
5739 The distribution is fully @dfn{bootstrapped} and @dfn{self-contained}:
5740 each package is built based solely on other packages in the
5741 distribution.  The root of this dependency graph is a small set of
5742 @dfn{bootstrap binaries}, provided by the @code{(gnu packages
5743 bootstrap)} module.  For more information on bootstrapping,
5744 @pxref{Bootstrapping}.
5746 @node Packaging Guidelines
5747 @section Packaging Guidelines
5749 The GNU distribution is nascent and may well lack some of your favorite
5750 packages.  This section describes how you can help make the distribution
5751 grow.  @xref{Contributing}, for additional information on how you can
5752 help.
5754 Free software packages are usually distributed in the form of
5755 @dfn{source code tarballs}---typically @file{tar.gz} files that contain
5756 all the source files.  Adding a package to the distribution means
5757 essentially two things: adding a @dfn{recipe} that describes how to
5758 build the package, including a list of other packages required to build
5759 it, and adding @dfn{package meta-data} along with that recipe, such as a
5760 description and licensing information.
5762 In Guix all this information is embodied in @dfn{package definitions}.
5763 Package definitions provide a high-level view of the package.  They are
5764 written using the syntax of the Scheme programming language; in fact,
5765 for each package we define a variable bound to the package definition,
5766 and export that variable from a module (@pxref{Package Modules}).
5767 However, in-depth Scheme knowledge is @emph{not} a prerequisite for
5768 creating packages.  For more information on package definitions,
5769 @pxref{Defining Packages}.
5771 Once a package definition is in place, stored in a file in the Guix
5772 source tree, it can be tested using the @command{guix build} command
5773 (@pxref{Invoking guix build}).  For example, assuming the new package is
5774 called @code{gnew}, you may run this command from the Guix build tree:
5776 @example
5777 ./pre-inst-env guix build gnew --keep-failed
5778 @end example
5780 Using @code{--keep-failed} makes it easier to debug build failures since
5781 it provides access to the failed build tree.  Another useful
5782 command-line option when debugging is @code{--log-file}, to access the
5783 build log.
5785 If the package is unknown to the @command{guix} command, it may be that
5786 the source file contains a syntax error, or lacks a @code{define-public}
5787 clause to export the package variable.  To figure it out, you may load
5788 the module from Guile to get more information about the actual error:
5790 @example
5791 ./pre-inst-env guile -c '(use-modules (gnu packages gnew))'
5792 @end example
5794 Once your package builds correctly, please send us a patch
5795 (@pxref{Contributing}).  Well, if you need help, we will be happy to
5796 help you too.  Once the patch is committed in the Guix repository, the
5797 new package automatically gets built on the supported platforms by
5798 @url{http://hydra.gnu.org/jobset/gnu/master, our continuous integration
5799 system}.
5801 @cindex substituter
5802 Users can obtain the new package definition simply by running
5803 @command{guix pull} (@pxref{Invoking guix pull}).  When
5804 @code{hydra.gnu.org} is done building the package, installing the
5805 package automatically downloads binaries from there
5806 (@pxref{Substitutes}).  The only place where human intervention is
5807 needed is to review and apply the patch.
5810 @menu
5811 * Software Freedom::            What may go into the distribution.
5812 * Package Naming::              What's in a name?
5813 * Version Numbers::             When the name is not enough.
5814 * Python Modules::              Taming the snake.
5815 * Perl Modules::                Little pearls.
5816 * Fonts::                       Fond of fonts.
5817 @end menu
5819 @node Software Freedom
5820 @subsection Software Freedom
5822 @c Adapted from http://www.gnu.org/philosophy/philosophy.html.
5824 The GNU operating system has been developed so that users can have
5825 freedom in their computing.  GNU is @dfn{free software}, meaning that
5826 users have the @url{http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html,four
5827 essential freedoms}: to run the program, to study and change the program
5828 in source code form, to redistribute exact copies, and to distribute
5829 modified versions.  Packages found in the GNU distribution provide only
5830 software that conveys these four freedoms.
5832 In addition, the GNU distribution follow the
5833 @url{http://www.gnu.org/distros/free-system-distribution-guidelines.html,free
5834 software distribution guidelines}.  Among other things, these guidelines
5835 reject non-free firmware, recommendations of non-free software, and
5836 discuss ways to deal with trademarks and patents.
5838 Some packages contain a small and optional subset that violates the
5839 above guidelines, for instance because this subset is itself non-free
5840 code.  When that happens, the offending items are removed with
5841 appropriate patches or code snippets in the package definition's
5842 @code{origin} form (@pxref{Defining Packages}).  That way, @code{guix
5843 build --source} returns the ``freed'' source rather than the unmodified
5844 upstream source.
5847 @node Package Naming
5848 @subsection Package Naming
5850 A package has actually two names associated with it:
5851 First, there is the name of the @emph{Scheme variable}, the one following
5852 @code{define-public}.  By this name, the package can be made known in the
5853 Scheme code, for instance as input to another package.  Second, there is
5854 the string in the @code{name} field of a package definition.  This name
5855 is used by package management commands such as
5856 @command{guix package} and @command{guix build}.
5858 Both are usually the same and correspond to the lowercase conversion of
5859 the project name chosen upstream, with underscores replaced with
5860 hyphens.  For instance, GNUnet is available as @code{gnunet}, and
5861 SDL_net as @code{sdl-net}.
5863 We do not add @code{lib} prefixes for library packages, unless these are
5864 already part of the official project name.  But @pxref{Python
5865 Modules} and @ref{Perl Modules} for special rules concerning modules for
5866 the Python and Perl languages.
5868 Font package names are handled differently, @pxref{Fonts}.
5871 @node Version Numbers
5872 @subsection Version Numbers
5874 We usually package only the latest version of a given free software
5875 project.  But sometimes, for instance for incompatible library versions,
5876 two (or more) versions of the same package are needed.  These require
5877 different Scheme variable names.  We use the name as defined
5878 in @ref{Package Naming}
5879 for the most recent version; previous versions use the same name, suffixed
5880 by @code{-} and the smallest prefix of the version number that may
5881 distinguish the two versions.
5883 The name inside the package definition is the same for all versions of a
5884 package and does not contain any version number.
5886 For instance, the versions 2.24.20 and 3.9.12 of GTK+ may be packaged as follows:
5888 @example
5889 (define-public gtk+
5890   (package
5891    (name "gtk+")
5892    (version "3.9.12")
5893    ...))
5894 (define-public gtk+-2
5895   (package
5896    (name "gtk+")
5897    (version "2.24.20")
5898    ...))
5899 @end example
5900 If we also wanted GTK+ 3.8.2, this would be packaged as
5901 @example
5902 (define-public gtk+-3.8
5903   (package
5904    (name "gtk+")
5905    (version "3.8.2")
5906    ...))
5907 @end example
5910 @node Python Modules
5911 @subsection Python Modules
5913 We currently package Python 2 and Python 3, under the Scheme variable names
5914 @code{python-2} and @code{python} as explained in @ref{Version Numbers}.
5915 To avoid confusion and naming clashes with other programming languages, it
5916 seems desirable that the name of a package for a Python module contains
5917 the word @code{python}.
5919 Some modules are compatible with only one version of Python, others with both.
5920 If the package Foo compiles only with Python 3, we name it
5921 @code{python-foo}; if it compiles only with Python 2, we name it
5922 @code{python2-foo}. If it is compatible with both versions, we create two
5923 packages with the corresponding names.
5925 If a project already contains the word @code{python}, we drop this;
5926 for instance, the module python-dateutil is packaged under the names
5927 @code{python-dateutil} and @code{python2-dateutil}.
5930 @node Perl Modules
5931 @subsection Perl Modules
5933 Perl programs standing for themselves are named as any other package,
5934 using the lowercase upstream name.
5935 For Perl packages containing a single class, we use the lowercase class name,
5936 replace all occurrences of @code{::} by dashes and prepend the prefix
5937 @code{perl-}.
5938 So the class @code{XML::Parser} becomes @code{perl-xml-parser}.
5939 Modules containing several classes keep their lowercase upstream name and
5940 are also prepended by @code{perl-}.  Such modules tend to have the word
5941 @code{perl} somewhere in their name, which gets dropped in favor of the
5942 prefix.  For instance, @code{libwww-perl} becomes @code{perl-libwww}.
5945 @node Fonts
5946 @subsection Fonts
5948 For fonts that are in general not installed by a user for typesetting
5949 purposes, or that are distributed as part of a larger software package,
5950 we rely on the general packaging rules for software; for instance, this
5951 applies to the fonts delivered as part of the X.Org system or fonts that
5952 are part of TeX Live.
5954 To make it easier for a user to search for fonts, names for other packages
5955 containing only fonts are constructed as follows, independently of the
5956 upstream package name.
5958 The name of a package containing only one font family starts with
5959 @code{font-}; it is followed by the foundry name and a dash @code{-}
5960 if the foundry is known, and the font family name, in which spaces are
5961 replaced by dashes (and as usual, all upper case letters are transformed
5962 to lower case).
5963 For example, the Gentium font family by SIL is packaged under the name
5964 @code{font-sil-gentium}.
5966 For a package containing several font families, the name of the collection
5967 is used in the place of the font family name.
5968 For instance, the Liberation fonts consist of three families,
5969 Liberation Sans, Liberation Serif and Liberation Mono.
5970 These could be packaged separately under the names
5971 @code{font-liberation-sans} and so on; but as they are distributed together
5972 under a common name, we prefer to package them together as
5973 @code{font-liberation}.
5975 In the case where several formats of the same font family or font collection
5976 are packaged separately, a short form of the format, prepended by a dash,
5977 is added to the package name.  We use @code{-ttf} for TrueType fonts,
5978 @code{-otf} for OpenType fonts and @code{-type1} for PostScript Type 1
5979 fonts.
5983 @node Bootstrapping
5984 @section Bootstrapping
5986 @c Adapted from the ELS 2013 paper.
5988 @cindex bootstrapping
5990 Bootstrapping in our context refers to how the distribution gets built
5991 ``from nothing''.  Remember that the build environment of a derivation
5992 contains nothing but its declared inputs (@pxref{Introduction}).  So
5993 there's an obvious chicken-and-egg problem: how does the first package
5994 get built?  How does the first compiler get compiled?  Note that this is
5995 a question of interest only to the curious hacker, not to the regular
5996 user, so you can shamelessly skip this section if you consider yourself
5997 a ``regular user''.
5999 @cindex bootstrap binaries
6000 The GNU system is primarily made of C code, with libc at its core.  The
6001 GNU build system itself assumes the availability of a Bourne shell and
6002 command-line tools provided by GNU Coreutils, Awk, Findutils, `sed', and
6003 `grep'.  Furthermore, build programs---programs that run
6004 @code{./configure}, @code{make}, etc.---are written in Guile Scheme
6005 (@pxref{Derivations}).  Consequently, to be able to build anything at
6006 all, from scratch, Guix relies on pre-built binaries of Guile, GCC,
6007 Binutils, libc, and the other packages mentioned above---the
6008 @dfn{bootstrap binaries}.
6010 These bootstrap binaries are ``taken for granted'', though we can also
6011 re-create them if needed (more on that later).
6013 @unnumberedsubsec Preparing to Use the Bootstrap Binaries
6015 @c As of Emacs 24.3, Info-mode displays the image, but since it's a
6016 @c large image, it's hard to scroll.  Oh well.
6017 @image{images/bootstrap-graph,6in,,Dependency graph of the early bootstrap derivations}
6019 The figure above shows the very beginning of the dependency graph of the
6020 distribution, corresponding to the package definitions of the @code{(gnu
6021 packages bootstrap)} module.  At this level of detail, things are
6022 slightly complex.  First, Guile itself consists of an ELF executable,
6023 along with many source and compiled Scheme files that are dynamically
6024 loaded when it runs.  This gets stored in the @file{guile-2.0.7.tar.xz}
6025 tarball shown in this graph.  This tarball is part of Guix's ``source''
6026 distribution, and gets inserted into the store with @code{add-to-store}
6027 (@pxref{The Store}).
6029 But how do we write a derivation that unpacks this tarball and adds it
6030 to the store?  To solve this problem, the @code{guile-bootstrap-2.0.drv}
6031 derivation---the first one that gets built---uses @code{bash} as its
6032 builder, which runs @code{build-bootstrap-guile.sh}, which in turn calls
6033 @code{tar} to unpack the tarball.  Thus, @file{bash}, @file{tar},
6034 @file{xz}, and @file{mkdir} are statically-linked binaries, also part of
6035 the Guix source distribution, whose sole purpose is to allow the Guile
6036 tarball to be unpacked.
6038 Once @code{guile-bootstrap-2.0.drv} is built, we have a functioning
6039 Guile that can be used to run subsequent build programs.  Its first task
6040 is to download tarballs containing the other pre-built binaries---this
6041 is what the @code{.tar.xz.drv} derivations do.  Guix modules such as
6042 @code{ftp-client.scm} are used for this purpose.  The
6043 @code{module-import.drv} derivations import those modules in a directory
6044 in the store, using the original layout.  The
6045 @code{module-import-compiled.drv} derivations compile those modules, and
6046 write them in an output directory with the right layout.  This
6047 corresponds to the @code{#:modules} argument of
6048 @code{build-expression->derivation} (@pxref{Derivations}).
6050 Finally, the various tarballs are unpacked by the
6051 derivations @code{gcc-bootstrap-0.drv}, @code{glibc-bootstrap-0.drv},
6052 etc., at which point we have a working C tool chain.
6055 @unnumberedsubsec Building the Build Tools
6057 @c TODO: Add a package-level dependency graph generated from (gnu
6058 @c packages base).
6060 Bootstrapping is complete when we have a full tool chain that does not
6061 depend on the pre-built bootstrap tools discussed above.  This
6062 no-dependency requirement is verified by checking whether the files of
6063 the final tool chain contain references to the @file{/gnu/store}
6064 directories of the bootstrap inputs.  The process that leads to this
6065 ``final'' tool chain is described by the package definitions found in
6066 the @code{(gnu packages commencement)} module.
6068 @c See <http://lists.gnu.org/archive/html/gnu-system-discuss/2012-10/msg00000.html>.
6069 The first tool that gets built with the bootstrap binaries is
6070 GNU Make, which is a prerequisite for all the following packages.
6071 From there Findutils and Diffutils get built.
6073 Then come the first-stage Binutils and GCC, built as pseudo cross
6074 tools---i.e., with @code{--target} equal to @code{--host}.  They are
6075 used to build libc.  Thanks to this cross-build trick, this libc is
6076 guaranteed not to hold any reference to the initial tool chain.
6078 From there the final Binutils and GCC are built.  GCC uses @code{ld}
6079 from the final Binutils, and links programs against the just-built libc.
6080 This tool chain is used to build the other packages used by Guix and by
6081 the GNU Build System: Guile, Bash, Coreutils, etc.
6083 And voilà!  At this point we have the complete set of build tools that
6084 the GNU Build System expects.  These are in the @code{%final-inputs}
6085 variable of the @code{(gnu packages commencement)} module, and are
6086 implicitly used by any package that uses @code{gnu-build-system}
6087 (@pxref{Build Systems, @code{gnu-build-system}}).
6090 @unnumberedsubsec Building the Bootstrap Binaries
6092 Because the final tool chain does not depend on the bootstrap binaries,
6093 those rarely need to be updated.  Nevertheless, it is useful to have an
6094 automated way to produce them, should an update occur, and this is what
6095 the @code{(gnu packages make-bootstrap)} module provides.
6097 The following command builds the tarballs containing the bootstrap
6098 binaries (Guile, Binutils, GCC, libc, and a tarball containing a mixture
6099 of Coreutils and other basic command-line tools):
6101 @example
6102 guix build bootstrap-tarballs
6103 @end example
6105 The generated tarballs are those that should be referred to in the
6106 @code{(gnu packages bootstrap)} module mentioned at the beginning of
6107 this section.
6109 Still here?  Then perhaps by now you've started to wonder: when do we
6110 reach a fixed point?  That is an interesting question!  The answer is
6111 unknown, but if you would like to investigate further (and have
6112 significant computational and storage resources to do so), then let us
6113 know.
6115 @node Porting
6116 @section Porting to a New Platform
6118 As discussed above, the GNU distribution is self-contained, and
6119 self-containment is achieved by relying on pre-built ``bootstrap
6120 binaries'' (@pxref{Bootstrapping}).  These binaries are specific to an
6121 operating system kernel, CPU architecture, and application binary
6122 interface (ABI).  Thus, to port the distribution to a platform that is
6123 not yet supported, one must build those bootstrap binaries, and update
6124 the @code{(gnu packages bootstrap)} module to use them on that platform.
6126 Fortunately, Guix can @emph{cross compile} those bootstrap binaries.
6127 When everything goes well, and assuming the GNU tool chain supports the
6128 target platform, this can be as simple as running a command like this
6129 one:
6131 @example
6132 guix build --target=armv5tel-linux-gnueabi bootstrap-tarballs
6133 @end example
6135 For this to work, the @code{glibc-dynamic-linker} procedure in
6136 @code{(gnu packages bootstrap)} must be augmented to return the right
6137 file name for libc's dynamic linker on that platform; likewise,
6138 @code{system->linux-architecture} in @code{(gnu packages linux)} must be
6139 taught about the new platform.
6141 Once these are built, the @code{(gnu packages bootstrap)} module needs
6142 to be updated to refer to these binaries on the target platform.  That
6143 is, the hashes and URLs of the bootstrap tarballs for the new platform
6144 must be added alongside those of the currently supported platforms.  The
6145 bootstrap Guile tarball is treated specially: it is expected to be
6146 available locally, and @file{gnu-system.am} has rules do download it for
6147 the supported architectures; a rule for the new platform must be added
6148 as well.
6150 In practice, there may be some complications.  First, it may be that the
6151 extended GNU triplet that specifies an ABI (like the @code{eabi} suffix
6152 above) is not recognized by all the GNU tools.  Typically, glibc
6153 recognizes some of these, whereas GCC uses an extra @code{--with-abi}
6154 configure flag (see @code{gcc.scm} for examples of how to handle this).
6155 Second, some of the required packages could fail to build for that
6156 platform.  Lastly, the generated binaries could be broken for some
6157 reason.
6160 @c *********************************************************************
6161 @node Contributing
6162 @chapter Contributing
6164 This project is a cooperative effort, and we need your help to make it
6165 grow!  Please get in touch with us on @email{guix-devel@@gnu.org} and
6166 @code{#guix} on the Freenode IRC network.  We welcome ideas, bug
6167 reports, patches, and anything that may be helpful to the project.  We
6168 particularly welcome help on packaging (@pxref{Packaging Guidelines}).
6170 Please see the
6171 @url{http://git.savannah.gnu.org/cgit/guix.git/tree/HACKING,
6172 @file{HACKING} file} that comes with the Guix source code for practical
6173 details about contributions.
6176 @c *********************************************************************
6177 @node Acknowledgments
6178 @chapter Acknowledgments
6180 Guix is based on the Nix package manager, which was designed and
6181 implemented by Eelco Dolstra, with contributions from other people (see
6182 the @file{nix/AUTHORS} file in Guix.)  Nix pioneered functional package
6183 management, and promoted unprecedented features, such as transactional
6184 package upgrades and rollbacks, per-user profiles, and referentially
6185 transparent build processes.  Without this work, Guix would not exist.
6187 The Nix-based software distributions, Nixpkgs and NixOS, have also been
6188 an inspiration for Guix.
6190 GNU@tie{}Guix itself is a collective work with contributions from a
6191 number of people.  See the @file{AUTHORS} file in Guix for more
6192 information on these fine people.  The @file{THANKS} file lists people
6193 who have helped by reporting bugs, taking care of the infrastructure,
6194 providing artwork and themes, making suggestions, and more---thank you!
6197 @c *********************************************************************
6198 @node GNU Free Documentation License
6199 @appendix GNU Free Documentation License
6201 @include fdl-1.3.texi
6203 @c *********************************************************************
6204 @node Concept Index
6205 @unnumbered Concept Index
6206 @printindex cp
6208 @node Programming Index
6209 @unnumbered Programming Index
6210 @syncodeindex tp fn
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6214 @bye
6216 @c Local Variables:
6217 @c ispell-local-dictionary: "american";
6218 @c End: