]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/dependency_format.rs
rustc: Flag some CrateStore methods as "untracked"
[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::DepKind;
70 use middle::cstore::LinkagePreference::{self, RequireStatic, RequireDynamic};
71 use util::nodemap::FxHashMap;
72 use rustc_back::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 = sess.dependency_formats.borrow_mut();
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 }
105
106 fn calculate_type<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
107                             ty: config::CrateType) -> DependencyList {
108
109     let sess = &tcx.sess;
110
111     if !sess.opts.output_types.should_trans() {
112         return Vec::new();
113     }
114
115     match ty {
116         // If the global prefer_dynamic switch is turned off, first attempt
117         // static linkage (this can fail).
118         config::CrateTypeExecutable if !sess.opts.cg.prefer_dynamic => {
119             if let Some(v) = attempt_static(tcx) {
120                 return v;
121             }
122         }
123
124         // No linkage happens with rlibs, we just needed the metadata (which we
125         // got long ago), so don't bother with anything.
126         config::CrateTypeRlib => return Vec::new(),
127
128         // Staticlibs and cdylibs must have all static dependencies. If any fail
129         // to be found, we generate some nice pretty errors.
130         config::CrateTypeStaticlib |
131         config::CrateTypeCdylib => {
132             if let Some(v) = attempt_static(tcx) {
133                 return v;
134             }
135             for cnum in sess.cstore.crates() {
136                 if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
137                 let src = sess.cstore.used_crate_source(cnum);
138                 if src.rlib.is_some() { continue }
139                 sess.err(&format!("dependency `{}` not found in rlib format",
140                                   tcx.crate_name(cnum)));
141             }
142             return Vec::new();
143         }
144
145         // Generating a dylib without `-C prefer-dynamic` means that we're going
146         // to try to eagerly statically link all dependencies. This is normally
147         // done for end-product dylibs, not intermediate products.
148         config::CrateTypeDylib if !sess.opts.cg.prefer_dynamic => {
149             if let Some(v) = attempt_static(tcx) {
150                 return v;
151             }
152         }
153
154         // Everything else falls through below. This will happen either with the
155         // `-C prefer-dynamic` or because we're a proc-macro crate. Note that
156         // proc-macro crates are required to be dylibs, and they're currently
157         // required to link to libsyntax as well.
158         config::CrateTypeExecutable |
159         config::CrateTypeDylib |
160         config::CrateTypeProcMacro => {},
161     }
162
163     let mut formats = FxHashMap();
164
165     // Sweep all crates for found dylibs. Add all dylibs, as well as their
166     // dependencies, ensuring there are no conflicts. The only valid case for a
167     // dependency to be relied upon twice is for both cases to rely on a dylib.
168     for cnum in sess.cstore.crates() {
169         if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
170         let name = tcx.crate_name(cnum);
171         let src = sess.cstore.used_crate_source(cnum);
172         if src.dylib.is_some() {
173             info!("adding dylib: {}", name);
174             add_library(tcx, cnum, RequireDynamic, &mut formats);
175             let deps = tcx.dylib_dependency_formats(cnum);
176             for &(depnum, style) in deps.iter() {
177                 info!("adding {:?}: {}", style, tcx.crate_name(depnum));
178                 add_library(tcx, depnum, style, &mut formats);
179             }
180         }
181     }
182
183     // Collect what we've got so far in the return vector.
184     let last_crate = sess.cstore.crates().len();
185     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
186         match formats.get(&CrateNum::new(cnum)) {
187             Some(&RequireDynamic) => Linkage::Dynamic,
188             Some(&RequireStatic) => Linkage::IncludedFromDylib,
189             None => Linkage::NotLinked,
190         }
191     }).collect::<Vec<_>>();
192
193     // Run through the dependency list again, and add any missing libraries as
194     // static libraries.
195     //
196     // If the crate hasn't been included yet and it's not actually required
197     // (e.g. it's an allocator) then we skip it here as well.
198     for cnum in sess.cstore.crates() {
199         let src = sess.cstore.used_crate_source(cnum);
200         if src.dylib.is_none() &&
201            !formats.contains_key(&cnum) &&
202            tcx.dep_kind(cnum) == DepKind::Explicit {
203             assert!(src.rlib.is_some() || src.rmeta.is_some());
204             info!("adding staticlib: {}", tcx.crate_name(cnum));
205             add_library(tcx, cnum, RequireStatic, &mut formats);
206             ret[cnum.as_usize() - 1] = Linkage::Static;
207         }
208     }
209
210     // We've gotten this far because we're emitting some form of a final
211     // artifact which means that we may need to inject dependencies of some
212     // form.
213     //
214     // Things like allocators and panic runtimes may not have been activated
215     // quite yet, so do so here.
216     activate_injected_dep(sess.injected_panic_runtime.get(), &mut ret,
217                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
218     activate_injected_allocator(sess, &mut ret);
219
220     // When dylib B links to dylib A, then when using B we must also link to A.
221     // It could be the case, however, that the rlib for A is present (hence we
222     // found metadata), but the dylib for A has since been removed.
223     //
224     // For situations like this, we perform one last pass over the dependencies,
225     // making sure that everything is available in the requested format.
226     for (cnum, kind) in ret.iter().enumerate() {
227         let cnum = CrateNum::new(cnum + 1);
228         let src = sess.cstore.used_crate_source(cnum);
229         match *kind {
230             Linkage::NotLinked |
231             Linkage::IncludedFromDylib => {}
232             Linkage::Static if src.rlib.is_some() => continue,
233             Linkage::Dynamic if src.dylib.is_some() => continue,
234             kind => {
235                 let kind = match kind {
236                     Linkage::Static => "rlib",
237                     _ => "dylib",
238                 };
239                 let name = tcx.crate_name(cnum);
240                 sess.err(&format!("crate `{}` required to be available in {}, \
241                                   but it was not available in this form",
242                                   name, kind));
243             }
244         }
245     }
246
247     return ret;
248 }
249
250 fn add_library(tcx: TyCtxt,
251                cnum: CrateNum,
252                link: LinkagePreference,
253                m: &mut FxHashMap<CrateNum, LinkagePreference>) {
254     match m.get(&cnum) {
255         Some(&link2) => {
256             // If the linkages differ, then we'd have two copies of the library
257             // if we continued linking. If the linkages are both static, then we
258             // would also have two copies of the library (static from two
259             // different locations).
260             //
261             // This error is probably a little obscure, but I imagine that it
262             // can be refined over time.
263             if link2 != link || link == RequireStatic {
264                 tcx.sess.struct_err(&format!("cannot satisfy dependencies so `{}` only \
265                                               shows up once", tcx.crate_name(cnum)))
266                     .help("having upstream crates all available in one format \
267                            will likely make this go away")
268                     .emit();
269             }
270         }
271         None => { m.insert(cnum, link); }
272     }
273 }
274
275 fn attempt_static<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> Option<DependencyList> {
276     let sess = &tcx.sess;
277     let crates = sess.cstore.used_crates(RequireStatic);
278     if !crates.iter().by_ref().all(|&(_, ref p)| p.is_some()) {
279         return None
280     }
281
282     // All crates are available in an rlib format, so we're just going to link
283     // everything in explicitly so long as it's actually required.
284     let last_crate = sess.cstore.crates().len();
285     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
286         if tcx.dep_kind(CrateNum::new(cnum)) == DepKind::Explicit {
287             Linkage::Static
288         } else {
289             Linkage::NotLinked
290         }
291     }).collect::<Vec<_>>();
292
293     // Our allocator/panic runtime may not have been linked above if it wasn't
294     // explicitly linked, which is the case for any injected dependency. Handle
295     // that here and activate them.
296     activate_injected_dep(sess.injected_panic_runtime.get(), &mut ret,
297                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
298     activate_injected_allocator(sess, &mut ret);
299
300     Some(ret)
301 }
302
303 // Given a list of how to link upstream dependencies so far, ensure that an
304 // injected dependency is activated. This will not do anything if one was
305 // transitively included already (e.g. via a dylib or explicitly so).
306 //
307 // If an injected dependency was not found then we're guaranteed the
308 // metadata::creader module has injected that dependency (not listed as
309 // a required dependency) in one of the session's field. If this field is not
310 // set then this compilation doesn't actually need the dependency and we can
311 // also skip this step entirely.
312 fn activate_injected_dep(injected: Option<CrateNum>,
313                          list: &mut DependencyList,
314                          replaces_injected: &Fn(CrateNum) -> bool) {
315     for (i, slot) in list.iter().enumerate() {
316         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
317         if !replaces_injected(cnum) {
318             continue
319         }
320         if *slot != Linkage::NotLinked {
321             return
322         }
323     }
324     if let Some(injected) = injected {
325         let idx = injected.as_usize() - 1;
326         assert_eq!(list[idx], Linkage::NotLinked);
327         list[idx] = Linkage::Static;
328     }
329 }
330
331 fn activate_injected_allocator(sess: &session::Session,
332                                list: &mut DependencyList) {
333     let cnum = match sess.injected_allocator.get() {
334         Some(cnum) => cnum,
335         None => return,
336     };
337     let idx = cnum.as_usize() - 1;
338     if list[idx] == Linkage::NotLinked {
339         list[idx] = Linkage::Static;
340     }
341 }
342
343 // After the linkage for a crate has been determined we need to verify that
344 // there's only going to be one allocator in the output.
345 fn verify_ok<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, list: &[Linkage]) {
346     let sess = &tcx.sess;
347     if list.len() == 0 {
348         return
349     }
350     let mut panic_runtime = None;
351     for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
352         if let Linkage::NotLinked = *linkage {
353             continue
354         }
355         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
356
357         if tcx.is_panic_runtime(cnum) {
358             if let Some((prev, _)) = panic_runtime {
359                 let prev_name = tcx.crate_name(prev);
360                 let cur_name = tcx.crate_name(cnum);
361                 sess.err(&format!("cannot link together two \
362                                    panic runtimes: {} and {}",
363                                   prev_name, cur_name));
364             }
365             panic_runtime = Some((cnum, tcx.panic_strategy(cnum)));
366         }
367     }
368
369     // If we found a panic runtime, then we know by this point that it's the
370     // only one, but we perform validation here that all the panic strategy
371     // compilation modes for the whole DAG are valid.
372     if let Some((cnum, found_strategy)) = panic_runtime {
373         let desired_strategy = sess.panic_strategy();
374
375         // First up, validate that our selected panic runtime is indeed exactly
376         // our same strategy.
377         if found_strategy != desired_strategy {
378             sess.err(&format!("the linked panic runtime `{}` is \
379                                not compiled with this crate's \
380                                panic strategy `{}`",
381                               tcx.crate_name(cnum),
382                               desired_strategy.desc()));
383         }
384
385         // Next up, verify that all other crates are compatible with this panic
386         // strategy. If the dep isn't linked, we ignore it, and if our strategy
387         // is abort then it's compatible with everything. Otherwise all crates'
388         // panic strategy must match our own.
389         for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
390             if let Linkage::NotLinked = *linkage {
391                 continue
392             }
393             if desired_strategy == PanicStrategy::Abort {
394                 continue
395             }
396             let cnum = CrateNum::new(i + 1);
397             let found_strategy = tcx.panic_strategy(cnum);
398             let is_compiler_builtins = tcx.is_compiler_builtins(cnum);
399             if is_compiler_builtins || desired_strategy == found_strategy {
400                 continue
401             }
402
403             sess.err(&format!("the crate `{}` is compiled with the \
404                                panic strategy `{}` which is \
405                                incompatible with this crate's \
406                                strategy of `{}`",
407                               tcx.crate_name(cnum),
408                               found_strategy.desc(),
409                               desired_strategy.desc()));
410         }
411     }
412 }