]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/std/src/sys/unix/weak.rs
Rollup merge of #106280 - Ezrashaw:path-join-docs-better, r=thomcc
[rust.git] / library / std / src / sys / unix / weak.rs
1 //! Support for "weak linkage" to symbols on Unix
2 //!
3 //! Some I/O operations we do in std require newer versions of OSes but we need
4 //! to maintain binary compatibility with older releases for now. In order to
5 //! use the new functionality when available we use this module for detection.
6 //!
7 //! One option to use here is weak linkage, but that is unfortunately only
8 //! really workable with ELF. Otherwise, use dlsym to get the symbol value at
9 //! runtime. This is also done for compatibility with older versions of glibc,
10 //! and to avoid creating dependencies on GLIBC_PRIVATE symbols. It assumes that
11 //! we've been dynamically linked to the library the symbol comes from, but that
12 //! is currently always the case for things like libpthread/libc.
13 //!
14 //! A long time ago this used weak linkage for the __pthread_get_minstack
15 //! symbol, but that caused Debian to detect an unnecessarily strict versioned
16 //! dependency on libc6 (#23628) because it is GLIBC_PRIVATE. We now use `dlsym`
17 //! for a runtime lookup of that symbol to avoid the ELF versioned dependency.
18
19 // There are a variety of `#[cfg]`s controlling which targets are involved in
20 // each instance of `weak!` and `syscall!`. Rather than trying to unify all of
21 // that, we'll just allow that some unix targets don't use this module at all.
22 #![allow(dead_code, unused_macros)]
23
24 use crate::ffi::CStr;
25 use crate::marker::PhantomData;
26 use crate::mem;
27 use crate::ptr;
28 use crate::sync::atomic::{self, AtomicPtr, Ordering};
29
30 // We can use true weak linkage on ELF targets.
31 #[cfg(not(any(target_os = "macos", target_os = "ios")))]
32 pub(crate) macro weak {
33     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty) => (
34         let ref $name: ExternWeak<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret> = {
35             extern "C" {
36                 #[linkage = "extern_weak"]
37                 static $name: Option<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret>;
38             }
39             #[allow(unused_unsafe)]
40             ExternWeak::new(unsafe { $name })
41         };
42     )
43 }
44
45 // On non-ELF targets, use the dlsym approximation of weak linkage.
46 #[cfg(any(target_os = "macos", target_os = "ios"))]
47 pub(crate) use self::dlsym as weak;
48
49 pub(crate) struct ExternWeak<F: Copy> {
50     weak_ptr: Option<F>,
51 }
52
53 impl<F: Copy> ExternWeak<F> {
54     #[inline]
55     pub(crate) fn new(weak_ptr: Option<F>) -> Self {
56         ExternWeak { weak_ptr }
57     }
58
59     #[inline]
60     pub(crate) fn get(&self) -> Option<F> {
61         self.weak_ptr
62     }
63 }
64
65 pub(crate) macro dlsym {
66     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty) => (
67          dlsym!(fn $name($($t),*) -> $ret, stringify!($name));
68     ),
69     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty, $sym:expr) => (
70         static DLSYM: DlsymWeak<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret> =
71             DlsymWeak::new(concat!($sym, '\0'));
72         let $name = &DLSYM;
73     )
74 }
75 pub(crate) struct DlsymWeak<F> {
76     name: &'static str,
77     func: AtomicPtr<libc::c_void>,
78     _marker: PhantomData<F>,
79 }
80
81 impl<F> DlsymWeak<F> {
82     pub(crate) const fn new(name: &'static str) -> Self {
83         DlsymWeak { name, func: AtomicPtr::new(ptr::invalid_mut(1)), _marker: PhantomData }
84     }
85
86     #[inline]
87     pub(crate) fn get(&self) -> Option<F> {
88         unsafe {
89             // Relaxed is fine here because we fence before reading through the
90             // pointer (see the comment below).
91             match self.func.load(Ordering::Relaxed) {
92                 func if func.addr() == 1 => self.initialize(),
93                 func if func.is_null() => None,
94                 func => {
95                     let func = mem::transmute_copy::<*mut libc::c_void, F>(&func);
96                     // The caller is presumably going to read through this value
97                     // (by calling the function we've dlsymed). This means we'd
98                     // need to have loaded it with at least C11's consume
99                     // ordering in order to be guaranteed that the data we read
100                     // from the pointer isn't from before the pointer was
101                     // stored. Rust has no equivalent to memory_order_consume,
102                     // so we use an acquire fence (sorry, ARM).
103                     //
104                     // Now, in practice this likely isn't needed even on CPUs
105                     // where relaxed and consume mean different things. The
106                     // symbols we're loading are probably present (or not) at
107                     // init, and even if they aren't the runtime dynamic loader
108                     // is extremely likely have sufficient barriers internally
109                     // (possibly implicitly, for example the ones provided by
110                     // invoking `mprotect`).
111                     //
112                     // That said, none of that's *guaranteed*, and so we fence.
113                     atomic::fence(Ordering::Acquire);
114                     Some(func)
115                 }
116             }
117         }
118     }
119
120     // Cold because it should only happen during first-time initialization.
121     #[cold]
122     unsafe fn initialize(&self) -> Option<F> {
123         assert_eq!(mem::size_of::<F>(), mem::size_of::<*mut libc::c_void>());
124
125         let val = fetch(self.name);
126         // This synchronizes with the acquire fence in `get`.
127         self.func.store(val, Ordering::Release);
128
129         if val.is_null() { None } else { Some(mem::transmute_copy::<*mut libc::c_void, F>(&val)) }
130     }
131 }
132
133 unsafe fn fetch(name: &str) -> *mut libc::c_void {
134     let name = match CStr::from_bytes_with_nul(name.as_bytes()) {
135         Ok(cstr) => cstr,
136         Err(..) => return ptr::null_mut(),
137     };
138     libc::dlsym(libc::RTLD_DEFAULT, name.as_ptr())
139 }
140
141 #[cfg(not(any(target_os = "linux", target_os = "android")))]
142 pub(crate) macro syscall {
143     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
144         unsafe fn $name($($arg_name: $t),*) -> $ret {
145             weak! { fn $name($($t),*) -> $ret }
146
147             if let Some(fun) = $name.get() {
148                 fun($($arg_name),*)
149             } else {
150                 super::os::set_errno(libc::ENOSYS);
151                 -1
152             }
153         }
154     )
155 }
156
157 #[cfg(any(target_os = "linux", target_os = "android"))]
158 pub(crate) macro syscall {
159     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
160         unsafe fn $name($($arg_name:$t),*) -> $ret {
161             weak! { fn $name($($t),*) -> $ret }
162
163             // Use a weak symbol from libc when possible, allowing `LD_PRELOAD`
164             // interposition, but if it's not found just use a raw syscall.
165             if let Some(fun) = $name.get() {
166                 fun($($arg_name),*)
167             } else {
168                 // This looks like a hack, but concat_idents only accepts idents
169                 // (not paths).
170                 use libc::*;
171
172                 syscall(
173                     concat_idents!(SYS_, $name),
174                     $($arg_name),*
175                 ) as $ret
176             }
177         }
178     )
179 }
180
181 #[cfg(any(target_os = "linux", target_os = "android"))]
182 pub(crate) macro raw_syscall {
183     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
184         unsafe fn $name($($arg_name:$t),*) -> $ret {
185             // This looks like a hack, but concat_idents only accepts idents
186             // (not paths).
187             use libc::*;
188
189             syscall(
190                 concat_idents!(SYS_, $name),
191                 $($arg_name),*
192             ) as $ret
193         }
194     )
195 }