]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/dependency_format.rs
handle errors based on parse_sess
[rust.git] / src / librustc / middle / dependency_format.rs
1 // Copyright 2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! Resolution of mixing rlibs and dylibs
12 //!
13 //! When producing a final artifact, such as a dynamic library, the compiler has
14 //! a choice between linking an rlib or linking a dylib of all upstream
15 //! dependencies. The linking phase must guarantee, however, that a library only
16 //! show up once in the object file. For example, it is illegal for library A to
17 //! be statically linked to B and C in separate dylibs, and then link B and C
18 //! into a crate D (because library A appears twice).
19 //!
20 //! The job of this module is to calculate what format each upstream crate
21 //! should be used when linking each output type requested in this session. This
22 //! generally follows this set of rules:
23 //!
24 //!     1. Each library must appear exactly once in the output.
25 //!     2. Each rlib contains only one library (it's just an object file)
26 //!     3. Each dylib can contain more than one library (due to static linking),
27 //!        and can also bring in many dynamic dependencies.
28 //!
29 //! With these constraints in mind, it's generally a very difficult problem to
30 //! find a solution that's not "all rlibs" or "all dylibs". I have suspicions
31 //! that NP-ness may come into the picture here...
32 //!
33 //! The current selection algorithm below looks mostly similar to:
34 //!
35 //!     1. If static linking is required, then require all upstream dependencies
36 //!        to be available as rlibs. If not, generate an error.
37 //!     2. If static linking is requested (generating an executable), then
38 //!        attempt to use all upstream dependencies as rlibs. If any are not
39 //!        found, bail out and continue to step 3.
40 //!     3. Static linking has failed, at least one library must be dynamically
41 //!        linked. Apply a heuristic by greedily maximizing the number of
42 //!        dynamically linked libraries.
43 //!     4. Each upstream dependency available as a dynamic library is
44 //!        registered. The dependencies all propagate, adding to a map. It is
45 //!        possible for a dylib to add a static library as a dependency, but it
46 //!        is illegal for two dylibs to add the same static library as a
47 //!        dependency. The same dylib can be added twice. Additionally, it is
48 //!        illegal to add a static dependency when it was previously found as a
49 //!        dylib (and vice versa)
50 //!     5. After all dynamic dependencies have been traversed, re-traverse the
51 //!        remaining dependencies and add them statically (if they haven't been
52 //!        added already).
53 //!
54 //! While not perfect, this algorithm should help support use-cases such as leaf
55 //! dependencies being static while the larger tree of inner dependencies are
56 //! all dynamic. This isn't currently very well battle tested, so it will likely
57 //! fall short in some use cases.
58 //!
59 //! Currently, there is no way to specify the preference of linkage with a
60 //! particular library (other than a global dynamic/static switch).
61 //! Additionally, the algorithm is geared towards finding *any* solution rather
62 //! than finding a number of solutions (there are normally quite a few).
63
64 use hir::def_id::CrateNum;
65
66 use session;
67 use session::config;
68 use ty::TyCtxt;
69 use middle::cstore::{self, DepKind};
70 use middle::cstore::LinkagePreference::{self, RequireStatic, RequireDynamic};
71 use util::nodemap::FxHashMap;
72 use rustc_target::spec::PanicStrategy;
73
74 /// A list of dependencies for a certain crate type.
75 ///
76 /// The length of this vector is the same as the number of external crates used.
77 /// The value is None if the crate does not need to be linked (it was found
78 /// statically in another dylib), or Some(kind) if it needs to be linked as
79 /// `kind` (either static or dynamic).
80 pub type DependencyList = Vec<Linkage>;
81
82 /// A mapping of all required dependencies for a particular flavor of output.
83 ///
84 /// This is local to the tcx, and is generally relevant to one session.
85 pub type Dependencies = FxHashMap<config::CrateType, DependencyList>;
86
87 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
88 pub enum Linkage {
89     NotLinked,
90     IncludedFromDylib,
91     Static,
92     Dynamic,
93 }
94
95 pub fn calculate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
96     let sess = &tcx.sess;
97     let mut fmts = FxHashMap();
98     for &ty in sess.crate_types.borrow().iter() {
99         let linkage = calculate_type(tcx, ty);
100         verify_ok(tcx, &linkage);
101         fmts.insert(ty, linkage);
102     }
103     sess.abort_if_errors();
104     sess.dependency_formats.set(fmts);
105 }
106
107 fn calculate_type<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
108                             ty: config::CrateType) -> DependencyList {
109
110     let sess = &tcx.sess;
111
112     if !sess.opts.output_types.should_codegen() {
113         return Vec::new();
114     }
115
116     let preferred_linkage = match ty {
117         // cdylibs must have all static dependencies.
118         config::CrateType::Cdylib => Linkage::Static,
119
120         // Generating a dylib without `-C prefer-dynamic` means that we're going
121         // to try to eagerly statically link all dependencies. This is normally
122         // done for end-product dylibs, not intermediate products.
123         config::CrateType::Dylib if !sess.opts.cg.prefer_dynamic => Linkage::Static,
124         config::CrateType::Dylib => Linkage::Dynamic,
125
126         // If the global prefer_dynamic switch is turned off, or the final
127         // executable will be statically linked, prefer static crate linkage.
128         config::CrateType::Executable if !sess.opts.cg.prefer_dynamic ||
129             sess.crt_static() => Linkage::Static,
130         config::CrateType::Executable => Linkage::Dynamic,
131
132         // proc-macro crates are required to be dylibs, and they're currently
133         // required to link to libsyntax as well.
134         config::CrateType::ProcMacro => Linkage::Dynamic,
135
136         // No linkage happens with rlibs, we just needed the metadata (which we
137         // got long ago), so don't bother with anything.
138         config::CrateType::Rlib => Linkage::NotLinked,
139
140         // staticlibs must have all static dependencies.
141         config::CrateType::Staticlib => Linkage::Static,
142     };
143
144     if preferred_linkage == Linkage::NotLinked {
145         // If the crate is not linked, there are no link-time dependencies.
146         return Vec::new();
147     }
148
149     if preferred_linkage == Linkage::Static {
150         // Attempt static linkage first. For dylibs and executables, we may be
151         // able to retry below with dynamic linkage.
152         if let Some(v) = attempt_static(tcx) {
153             return v;
154         }
155
156         // Staticlibs, cdylibs, and static executables must have all static
157         // dependencies. If any are not found, generate some nice pretty errors.
158         if ty == config::CrateType::Cdylib || ty == config::CrateType::Staticlib ||
159                 (ty == config::CrateType::Executable && sess.crt_static() &&
160                 !sess.target.target.options.crt_static_allows_dylibs) {
161             for &cnum in tcx.crates().iter() {
162                 if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
163                 let src = tcx.used_crate_source(cnum);
164                 if src.rlib.is_some() { continue }
165                 sess.err(&format!("crate `{}` required to be available in rlib format, \
166                                    but was not found in this form",
167                                   tcx.crate_name(cnum)));
168             }
169             return Vec::new();
170         }
171     }
172
173     let mut formats = FxHashMap();
174
175     // Sweep all crates for found dylibs. Add all dylibs, as well as their
176     // dependencies, ensuring there are no conflicts. The only valid case for a
177     // dependency to be relied upon twice is for both cases to rely on a dylib.
178     for &cnum in tcx.crates().iter() {
179         if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
180         let name = tcx.crate_name(cnum);
181         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
182         if src.dylib.is_some() {
183             info!("adding dylib: {}", name);
184             add_library(tcx, cnum, RequireDynamic, &mut formats);
185             let deps = tcx.dylib_dependency_formats(cnum);
186             for &(depnum, style) in deps.iter() {
187                 info!("adding {:?}: {}", style, tcx.crate_name(depnum));
188                 add_library(tcx, depnum, style, &mut formats);
189             }
190         }
191     }
192
193     // Collect what we've got so far in the return vector.
194     let last_crate = tcx.crates().len();
195     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
196         match formats.get(&CrateNum::new(cnum)) {
197             Some(&RequireDynamic) => Linkage::Dynamic,
198             Some(&RequireStatic) => Linkage::IncludedFromDylib,
199             None => Linkage::NotLinked,
200         }
201     }).collect::<Vec<_>>();
202
203     // Run through the dependency list again, and add any missing libraries as
204     // static libraries.
205     //
206     // If the crate hasn't been included yet and it's not actually required
207     // (e.g. it's an allocator) then we skip it here as well.
208     for &cnum in tcx.crates().iter() {
209         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
210         if src.dylib.is_none() &&
211            !formats.contains_key(&cnum) &&
212            tcx.dep_kind(cnum) == DepKind::Explicit {
213             assert!(src.rlib.is_some() || src.rmeta.is_some());
214             info!("adding staticlib: {}", tcx.crate_name(cnum));
215             add_library(tcx, cnum, RequireStatic, &mut formats);
216             ret[cnum.as_usize() - 1] = Linkage::Static;
217         }
218     }
219
220     // We've gotten this far because we're emitting some form of a final
221     // artifact which means that we may need to inject dependencies of some
222     // form.
223     //
224     // Things like allocators and panic runtimes may not have been activated
225     // quite yet, so do so here.
226     activate_injected_dep(*sess.injected_panic_runtime.get(), &mut ret,
227                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
228     activate_injected_allocator(sess, &mut ret);
229
230     // When dylib B links to dylib A, then when using B we must also link to A.
231     // It could be the case, however, that the rlib for A is present (hence we
232     // found metadata), but the dylib for A has since been removed.
233     //
234     // For situations like this, we perform one last pass over the dependencies,
235     // making sure that everything is available in the requested format.
236     for (cnum, kind) in ret.iter().enumerate() {
237         let cnum = CrateNum::new(cnum + 1);
238         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
239         match *kind {
240             Linkage::NotLinked |
241             Linkage::IncludedFromDylib => {}
242             Linkage::Static if src.rlib.is_some() => continue,
243             Linkage::Dynamic if src.dylib.is_some() => continue,
244             kind => {
245                 let kind = match kind {
246                     Linkage::Static => "rlib",
247                     _ => "dylib",
248                 };
249                 sess.err(&format!("crate `{}` required to be available in {} format, \
250                                    but was not found in this form",
251                                   tcx.crate_name(cnum), kind));
252             }
253         }
254     }
255
256     ret
257 }
258
259 fn add_library(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
260                cnum: CrateNum,
261                link: LinkagePreference,
262                m: &mut FxHashMap<CrateNum, LinkagePreference>) {
263     match m.get(&cnum) {
264         Some(&link2) => {
265             // If the linkages differ, then we'd have two copies of the library
266             // if we continued linking. If the linkages are both static, then we
267             // would also have two copies of the library (static from two
268             // different locations).
269             //
270             // This error is probably a little obscure, but I imagine that it
271             // can be refined over time.
272             if link2 != link || link == RequireStatic {
273                 tcx.sess.struct_err(&format!("cannot satisfy dependencies so `{}` only \
274                                               shows up once", tcx.crate_name(cnum)))
275                     .help("having upstream crates all available in one format \
276                            will likely make this go away")
277                     .emit();
278             }
279         }
280         None => { m.insert(cnum, link); }
281     }
282 }
283
284 fn attempt_static<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> Option<DependencyList> {
285     let sess = &tcx.sess;
286     let crates = cstore::used_crates(tcx, RequireStatic);
287     if !crates.iter().by_ref().all(|&(_, ref p)| p.is_some()) {
288         return None
289     }
290
291     // All crates are available in an rlib format, so we're just going to link
292     // everything in explicitly so long as it's actually required.
293     let last_crate = tcx.crates().len();
294     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
295         if tcx.dep_kind(CrateNum::new(cnum)) == DepKind::Explicit {
296             Linkage::Static
297         } else {
298             Linkage::NotLinked
299         }
300     }).collect::<Vec<_>>();
301
302     // Our allocator/panic runtime may not have been linked above if it wasn't
303     // explicitly linked, which is the case for any injected dependency. Handle
304     // that here and activate them.
305     activate_injected_dep(*sess.injected_panic_runtime.get(), &mut ret,
306                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
307     activate_injected_allocator(sess, &mut ret);
308
309     Some(ret)
310 }
311
312 // Given a list of how to link upstream dependencies so far, ensure that an
313 // injected dependency is activated. This will not do anything if one was
314 // transitively included already (e.g. via a dylib or explicitly so).
315 //
316 // If an injected dependency was not found then we're guaranteed the
317 // metadata::creader module has injected that dependency (not listed as
318 // a required dependency) in one of the session's field. If this field is not
319 // set then this compilation doesn't actually need the dependency and we can
320 // also skip this step entirely.
321 fn activate_injected_dep(injected: Option<CrateNum>,
322                          list: &mut DependencyList,
323                          replaces_injected: &dyn Fn(CrateNum) -> bool) {
324     for (i, slot) in list.iter().enumerate() {
325         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
326         if !replaces_injected(cnum) {
327             continue
328         }
329         if *slot != Linkage::NotLinked {
330             return
331         }
332     }
333     if let Some(injected) = injected {
334         let idx = injected.as_usize() - 1;
335         assert_eq!(list[idx], Linkage::NotLinked);
336         list[idx] = Linkage::Static;
337     }
338 }
339
340 fn activate_injected_allocator(sess: &session::Session,
341                                list: &mut DependencyList) {
342     let cnum = match sess.injected_allocator.get() {
343         Some(cnum) => cnum,
344         None => return,
345     };
346     let idx = cnum.as_usize() - 1;
347     if list[idx] == Linkage::NotLinked {
348         list[idx] = Linkage::Static;
349     }
350 }
351
352 // After the linkage for a crate has been determined we need to verify that
353 // there's only going to be one allocator in the output.
354 fn verify_ok<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, list: &[Linkage]) {
355     let sess = &tcx.sess;
356     if list.len() == 0 {
357         return
358     }
359     let mut panic_runtime = None;
360     for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
361         if let Linkage::NotLinked = *linkage {
362             continue
363         }
364         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
365
366         if tcx.is_panic_runtime(cnum) {
367             if let Some((prev, _)) = panic_runtime {
368                 let prev_name = tcx.crate_name(prev);
369                 let cur_name = tcx.crate_name(cnum);
370                 sess.err(&format!("cannot link together two \
371                                    panic runtimes: {} and {}",
372                                   prev_name, cur_name));
373             }
374             panic_runtime = Some((cnum, tcx.panic_strategy(cnum)));
375         }
376     }
377
378     // If we found a panic runtime, then we know by this point that it's the
379     // only one, but we perform validation here that all the panic strategy
380     // compilation modes for the whole DAG are valid.
381     if let Some((cnum, found_strategy)) = panic_runtime {
382         let desired_strategy = sess.panic_strategy();
383
384         // First up, validate that our selected panic runtime is indeed exactly
385         // our same strategy.
386         if found_strategy != desired_strategy {
387             sess.err(&format!("the linked panic runtime `{}` is \
388                                not compiled with this crate's \
389                                panic strategy `{}`",
390                               tcx.crate_name(cnum),
391                               desired_strategy.desc()));
392         }
393
394         // Next up, verify that all other crates are compatible with this panic
395         // strategy. If the dep isn't linked, we ignore it, and if our strategy
396         // is abort then it's compatible with everything. Otherwise all crates'
397         // panic strategy must match our own.
398         for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
399             if let Linkage::NotLinked = *linkage {
400                 continue
401             }
402             if desired_strategy == PanicStrategy::Abort {
403                 continue
404             }
405             let cnum = CrateNum::new(i + 1);
406             let found_strategy = tcx.panic_strategy(cnum);
407             let is_compiler_builtins = tcx.is_compiler_builtins(cnum);
408             if is_compiler_builtins || desired_strategy == found_strategy {
409                 continue
410             }
411
412             sess.err(&format!("the crate `{}` is compiled with the \
413                                panic strategy `{}` which is \
414                                incompatible with this crate's \
415                                strategy of `{}`",
416                               tcx.crate_name(cnum),
417                               found_strategy.desc(),
418                               desired_strategy.desc()));
419         }
420     }
421 }