]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/std/src/sys/unix/weak.rs
Rollup merge of #106221 - Nilstrieb:rptr-more-like-ref-actually, r=compiler-errors
[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 libstd require newer versions of OSes but we
4 //! need to maintain binary compatibility with older releases for now. In order
5 //! to use the new functionality when available we use this module for
6 //! detection.
7 //!
8 //! One option to use here is weak linkage, but that is unfortunately only
9 //! really workable with ELF. Otherwise, use dlsym to get the symbol value at
10 //! runtime. This is also done for compatibility with older versions of glibc,
11 //! and to avoid creating dependencies on GLIBC_PRIVATE symbols. It assumes that
12 //! we've been dynamically linked to the library the symbol comes from, but that
13 //! is currently always the case for things like libpthread/libc.
14 //!
15 //! A long time ago this used weak linkage for the __pthread_get_minstack
16 //! symbol, but that caused Debian to detect an unnecessarily strict versioned
17 //! dependency on libc6 (#23628) because it is GLIBC_PRIVATE. We now use `dlsym`
18 //! for a runtime lookup of that symbol to avoid the ELF versioned dependency.
19
20 // There are a variety of `#[cfg]`s controlling which targets are involved in
21 // each instance of `weak!` and `syscall!`. Rather than trying to unify all of
22 // that, we'll just allow that some unix targets don't use this module at all.
23 #![allow(dead_code, unused_macros)]
24
25 use crate::ffi::CStr;
26 use crate::marker::PhantomData;
27 use crate::mem;
28 use crate::ptr;
29 use crate::sync::atomic::{self, AtomicPtr, Ordering};
30
31 // We can use true weak linkage on ELF targets.
32 #[cfg(not(any(target_os = "macos", target_os = "ios")))]
33 pub(crate) macro weak {
34     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty) => (
35         let ref $name: ExternWeak<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret> = {
36             extern "C" {
37                 #[linkage = "extern_weak"]
38                 static $name: Option<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret>;
39             }
40             #[allow(unused_unsafe)]
41             ExternWeak::new(unsafe { $name })
42         };
43     )
44 }
45
46 // On non-ELF targets, use the dlsym approximation of weak linkage.
47 #[cfg(any(target_os = "macos", target_os = "ios"))]
48 pub(crate) use self::dlsym as weak;
49
50 pub(crate) struct ExternWeak<F: Copy> {
51     weak_ptr: Option<F>,
52 }
53
54 impl<F: Copy> ExternWeak<F> {
55     #[inline]
56     pub(crate) fn new(weak_ptr: Option<F>) -> Self {
57         ExternWeak { weak_ptr }
58     }
59
60     #[inline]
61     pub(crate) fn get(&self) -> Option<F> {
62         self.weak_ptr
63     }
64 }
65
66 pub(crate) macro dlsym {
67     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty) => (
68          dlsym!(fn $name($($t),*) -> $ret, stringify!($name));
69     ),
70     (fn $name:ident($($t:ty),*) -> $ret:ty, $sym:expr) => (
71         static DLSYM: DlsymWeak<unsafe extern "C" fn($($t),*) -> $ret> =
72             DlsymWeak::new(concat!($sym, '\0'));
73         let $name = &DLSYM;
74     )
75 }
76 pub(crate) struct DlsymWeak<F> {
77     name: &'static str,
78     func: AtomicPtr<libc::c_void>,
79     _marker: PhantomData<F>,
80 }
81
82 impl<F> DlsymWeak<F> {
83     pub(crate) const fn new(name: &'static str) -> Self {
84         DlsymWeak { name, func: AtomicPtr::new(ptr::invalid_mut(1)), _marker: PhantomData }
85     }
86
87     #[inline]
88     pub(crate) fn get(&self) -> Option<F> {
89         unsafe {
90             // Relaxed is fine here because we fence before reading through the
91             // pointer (see the comment below).
92             match self.func.load(Ordering::Relaxed) {
93                 func if func.addr() == 1 => self.initialize(),
94                 func if func.is_null() => None,
95                 func => {
96                     let func = mem::transmute_copy::<*mut libc::c_void, F>(&func);
97                     // The caller is presumably going to read through this value
98                     // (by calling the function we've dlsymed). This means we'd
99                     // need to have loaded it with at least C11's consume
100                     // ordering in order to be guaranteed that the data we read
101                     // from the pointer isn't from before the pointer was
102                     // stored. Rust has no equivalent to memory_order_consume,
103                     // so we use an acquire fence (sorry, ARM).
104                     //
105                     // Now, in practice this likely isn't needed even on CPUs
106                     // where relaxed and consume mean different things. The
107                     // symbols we're loading are probably present (or not) at
108                     // init, and even if they aren't the runtime dynamic loader
109                     // is extremely likely have sufficient barriers internally
110                     // (possibly implicitly, for example the ones provided by
111                     // invoking `mprotect`).
112                     //
113                     // That said, none of that's *guaranteed*, and so we fence.
114                     atomic::fence(Ordering::Acquire);
115                     Some(func)
116                 }
117             }
118         }
119     }
120
121     // Cold because it should only happen during first-time initialization.
122     #[cold]
123     unsafe fn initialize(&self) -> Option<F> {
124         assert_eq!(mem::size_of::<F>(), mem::size_of::<*mut libc::c_void>());
125
126         let val = fetch(self.name);
127         // This synchronizes with the acquire fence in `get`.
128         self.func.store(val, Ordering::Release);
129
130         if val.is_null() { None } else { Some(mem::transmute_copy::<*mut libc::c_void, F>(&val)) }
131     }
132 }
133
134 unsafe fn fetch(name: &str) -> *mut libc::c_void {
135     let name = match CStr::from_bytes_with_nul(name.as_bytes()) {
136         Ok(cstr) => cstr,
137         Err(..) => return ptr::null_mut(),
138     };
139     libc::dlsym(libc::RTLD_DEFAULT, name.as_ptr())
140 }
141
142 #[cfg(not(any(target_os = "linux", target_os = "android")))]
143 pub(crate) macro syscall {
144     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
145         unsafe fn $name($($arg_name: $t),*) -> $ret {
146             weak! { fn $name($($t),*) -> $ret }
147
148             if let Some(fun) = $name.get() {
149                 fun($($arg_name),*)
150             } else {
151                 super::os::set_errno(libc::ENOSYS);
152                 -1
153             }
154         }
155     )
156 }
157
158 #[cfg(any(target_os = "linux", target_os = "android"))]
159 pub(crate) macro syscall {
160     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
161         unsafe fn $name($($arg_name:$t),*) -> $ret {
162             weak! { fn $name($($t),*) -> $ret }
163
164             // Use a weak symbol from libc when possible, allowing `LD_PRELOAD`
165             // interposition, but if it's not found just use a raw syscall.
166             if let Some(fun) = $name.get() {
167                 fun($($arg_name),*)
168             } else {
169                 // This looks like a hack, but concat_idents only accepts idents
170                 // (not paths).
171                 use libc::*;
172
173                 syscall(
174                     concat_idents!(SYS_, $name),
175                     $($arg_name),*
176                 ) as $ret
177             }
178         }
179     )
180 }
181
182 #[cfg(any(target_os = "linux", target_os = "android"))]
183 pub(crate) macro raw_syscall {
184     (fn $name:ident($($arg_name:ident: $t:ty),*) -> $ret:ty) => (
185         unsafe fn $name($($arg_name:$t),*) -> $ret {
186             // This looks like a hack, but concat_idents only accepts idents
187             // (not paths).
188             use libc::*;
189
190             syscall(
191                 concat_idents!(SYS_, $name),
192                 $($arg_name),*
193             ) as $ret
194         }
195     )
196 }