src/librustc_back/target/mod.rs

   1 // Copyright 2014-2015 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 //! [Flexible target specification.](https://github.com/rust-lang/rfcs/pull/131)
  12 //!
  13 //! Rust targets a wide variety of usecases, and in the interest of flexibility,
  14 //! allows new target triples to be defined in configuration files. Most users
  15 //! will not need to care about these, but this is invaluable when porting Rust
  16 //! to a new platform, and allows for an unprecedented level of control over how
  17 //! the compiler works.
  18 //!
  19 //! # Using custom targets
  20 //!
  21 //! A target triple, as passed via `rustc --target=TRIPLE`, will first be
  22 //! compared against the list of built-in targets. This is to ease distributing
  23 //! rustc (no need for configuration files) and also to hold these built-in
  24 //! targets as immutable and sacred. If `TRIPLE` is not one of the built-in
  25 //! targets, rustc will check if a file named `TRIPLE` exists. If it does, it
  26 //! will be loaded as the target configuration. If the file does not exist,
  27 //! rustc will search each directory in the environment variable
  28 //! `RUST_TARGET_PATH` for a file named `TRIPLE.json`. The first one found will
  29 //! be loaded. If no file is found in any of those directories, a fatal error
  30 //! will be given.  `RUST_TARGET_PATH` includes `/etc/rustc` as its last entry,
  31 //! to be searched by default.
  32 //!
  33 //! Projects defining their own targets should use
  34 //! `--target=path/to/my-awesome-platform.json` instead of adding to
  35 //! `RUST_TARGET_PATH`.
  36 //!
  37 //! # Defining a new target
  38 //!
  39 //! Targets are defined using [JSON](http://json.org/). The `Target` struct in
  40 //! this module defines the format the JSON file should take, though each
  41 //! underscore in the field names should be replaced with a hyphen (`-`) in the
  42 //! JSON file. Some fields are required in every target specification, such as
  43 //! `data-layout`, `llvm-target`, `target-endian`, `target-pointer-width`, and
  44 //! `arch`. In general, options passed to rustc with `-C` override the target's
  45 //! settings, though `target-feature` and `link-args` will *add* to the list
  46 //! specified by the target, rather than replace.
  47
  48 use serialize::json::Json;
  49 use std::default::Default;
  50 use std::io::prelude::*;
  51 use syntax::abi::Abi;
  52
  53 mod android_base;
  54 mod apple_base;
  55 mod apple_ios_base;
  56 mod bitrig_base;
  57 mod dragonfly_base;
  58 mod freebsd_base;
  59 mod linux_base;
  60 mod openbsd_base;
  61 mod netbsd_base;
  62 mod solaris_base;
  63 mod windows_base;
  64 mod windows_msvc_base;
  65
  66 macro_rules! supported_targets {
  67     ( $(($triple:expr, $module:ident)),+ ) => (
  68         $(mod $module;)*
  69
  70         /// List of supported targets
  71         pub const TARGETS: &'static [&'static str] = &[$($triple),*];
  72
  73         // this would use a match if stringify! were allowed in pattern position
  74         fn load_specific(target: &str) -> Option<Target> {
  75             let target = target.replace("-", "_");
  76             if false { }
  77             $(
  78                 else if target == stringify!($module) {
  79                     let t = $module::target();
  80                     debug!("Got builtin target: {:?}", t);
  81                     return Some(t);
  82                 }
  83             )*
  84
  85             None
  86         }
  87     )
  88 }
  89
  90 supported_targets! {
  91     ("x86_64-unknown-linux-gnu", x86_64_unknown_linux_gnu),
  92     ("i686-unknown-linux-gnu", i686_unknown_linux_gnu),
  93     ("mips-unknown-linux-gnu", mips_unknown_linux_gnu),
  94     ("mipsel-unknown-linux-gnu", mipsel_unknown_linux_gnu),
  95     ("powerpc-unknown-linux-gnu", powerpc_unknown_linux_gnu),
  96     ("powerpc64-unknown-linux-gnu", powerpc64_unknown_linux_gnu),
  97     ("powerpc64le-unknown-linux-gnu", powerpc64le_unknown_linux_gnu),
  98     ("arm-unknown-linux-gnueabi", arm_unknown_linux_gnueabi),
  99     ("arm-unknown-linux-gnueabihf", arm_unknown_linux_gnueabihf),
 100     ("armv7-unknown-linux-gnueabihf", armv7_unknown_linux_gnueabihf),
 101     ("aarch64-unknown-linux-gnu", aarch64_unknown_linux_gnu),
 102     ("x86_64-unknown-linux-musl", x86_64_unknown_linux_musl),
 103     ("i686-unknown-linux-musl", i686_unknown_linux_musl),
 104     ("mips-unknown-linux-musl", mips_unknown_linux_musl),
 105     ("mipsel-unknown-linux-musl", mipsel_unknown_linux_musl),
 106
 107     ("i686-linux-android", i686_linux_android),
 108     ("arm-linux-androideabi", arm_linux_androideabi),
 109     ("aarch64-linux-android", aarch64_linux_android),
 110
 111     ("i686-unknown-freebsd", i686_unknown_freebsd),
 112     ("x86_64-unknown-freebsd", x86_64_unknown_freebsd),
 113
 114     ("i686-unknown-dragonfly", i686_unknown_dragonfly),
 115     ("x86_64-unknown-dragonfly", x86_64_unknown_dragonfly),
 116
 117     ("x86_64-unknown-bitrig", x86_64_unknown_bitrig),
 118     ("x86_64-unknown-openbsd", x86_64_unknown_openbsd),
 119     ("x86_64-unknown-netbsd", x86_64_unknown_netbsd),
 120     ("x86_64-rumprun-netbsd", x86_64_rumprun_netbsd),
 121
 122     ("x86_64-apple-darwin", x86_64_apple_darwin),
 123     ("i686-apple-darwin", i686_apple_darwin),
 124
 125     ("i386-apple-ios", i386_apple_ios),
 126     ("x86_64-apple-ios", x86_64_apple_ios),
 127     ("aarch64-apple-ios", aarch64_apple_ios),
 128     ("armv7-apple-ios", armv7_apple_ios),
 129     ("armv7s-apple-ios", armv7s_apple_ios),
 130
 131     ("x86_64-sun-solaris", x86_64_sun_solaris),
 132
 133     ("x86_64-pc-windows-gnu", x86_64_pc_windows_gnu),
 134     ("i686-pc-windows-gnu", i686_pc_windows_gnu),
 135
 136     ("x86_64-pc-windows-msvc", x86_64_pc_windows_msvc),
 137     ("i686-pc-windows-msvc", i686_pc_windows_msvc),
 138
 139     ("le32-unknown-nacl", le32_unknown_nacl),
 140     ("asmjs-unknown-emscripten", asmjs_unknown_emscripten)
 141 }
 142
 143 /// Everything `rustc` knows about how to compile for a specific target.
 144 ///
 145 /// Every field here must be specified, and has no default value.
 146 #[derive(Clone, Debug)]
 147 pub struct Target {
 148     /// Target triple to pass to LLVM.
 149     pub llvm_target: String,
 150     /// String to use as the `target_endian` `cfg` variable.
 151     pub target_endian: String,
 152     /// String to use as the `target_pointer_width` `cfg` variable.
 153     pub target_pointer_width: String,
 154     /// OS name to use for conditional compilation.
 155     pub target_os: String,
 156     /// Environment name to use for conditional compilation.
 157     pub target_env: String,
 158     /// Vendor name to use for conditional compilation.
 159     pub target_vendor: String,
 160     /// Architecture to use for ABI considerations. Valid options: "x86",
 161     /// "x86_64", "arm", "aarch64", "mips", "powerpc", and "powerpc64".
 162     pub arch: String,
 163     /// Optional settings with defaults.
 164     pub options: TargetOptions,
 165 }
 166
 167 /// Optional aspects of a target specification.
 168 ///
 169 /// This has an implementation of `Default`, see each field for what the default is. In general,
 170 /// these try to take "minimal defaults" that don't assume anything about the runtime they run in.
 171 #[derive(Clone, Debug)]
 172 pub struct TargetOptions {
 173     /// [Data layout](http://llvm.org/docs/LangRef.html#data-layout) to pass to LLVM.
 174     pub data_layout: Option<String>,
 175     /// Linker to invoke. Defaults to "cc".
 176     pub linker: String,
 177     /// Archive utility to use when managing archives. Defaults to "ar".
 178     pub ar: String,
 179
 180     /// Linker arguments that are unconditionally passed *before* any
 181     /// user-defined libraries.
 182     pub pre_link_args: Vec<String>,
 183     /// Objects to link before all others, always found within the
 184     /// sysroot folder.
 185     pub pre_link_objects_exe: Vec<String>, // ... when linking an executable
 186     pub pre_link_objects_dll: Vec<String>, // ... when linking a dylib
 187     /// Linker arguments that are unconditionally passed after any
 188     /// user-defined but before post_link_objects.  Standard platform
 189     /// libraries that should be always be linked to, usually go here.
 190     pub late_link_args: Vec<String>,
 191     /// Objects to link after all others, always found within the
 192     /// sysroot folder.
 193     pub post_link_objects: Vec<String>,
 194     /// Linker arguments that are unconditionally passed *after* any
 195     /// user-defined libraries.
 196     pub post_link_args: Vec<String>,
 197
 198     /// Default CPU to pass to LLVM. Corresponds to `llc -mcpu=$cpu`. Defaults
 199     /// to "default".
 200     pub cpu: String,
 201     /// Default target features to pass to LLVM. These features will *always* be
 202     /// passed, and cannot be disabled even via `-C`. Corresponds to `llc
 203     /// -mattr=$features`.
 204     pub features: String,
 205     /// Whether dynamic linking is available on this target. Defaults to false.
 206     pub dynamic_linking: bool,
 207     /// Whether executables are available on this target. iOS, for example, only allows static
 208     /// libraries. Defaults to false.
 209     pub executables: bool,
 210     /// Relocation model to use in object file. Corresponds to `llc
 211     /// -relocation-model=$relocation_model`. Defaults to "pic".
 212     pub relocation_model: String,
 213     /// Code model to use. Corresponds to `llc -code-model=$code_model`. Defaults to "default".
 214     pub code_model: String,
 215     /// Do not emit code that uses the "red zone", if the ABI has one. Defaults to false.
 216     pub disable_redzone: bool,
 217     /// Eliminate frame pointers from stack frames if possible. Defaults to true.
 218     pub eliminate_frame_pointer: bool,
 219     /// Emit each function in its own section. Defaults to true.
 220     pub function_sections: bool,
 221     /// String to prepend to the name of every dynamic library. Defaults to "lib".
 222     pub dll_prefix: String,
 223     /// String to append to the name of every dynamic library. Defaults to ".so".
 224     pub dll_suffix: String,
 225     /// String to append to the name of every executable.
 226     pub exe_suffix: String,
 227     /// String to prepend to the name of every static library. Defaults to "lib".
 228     pub staticlib_prefix: String,
 229     /// String to append to the name of every static library. Defaults to ".a".
 230     pub staticlib_suffix: String,
 231     /// OS family to use for conditional compilation. Valid options: "unix", "windows".
 232     pub target_family: Option<String>,
 233     /// Whether the target toolchain is like OSX's. Only useful for compiling against iOS/OS X, in
 234     /// particular running dsymutil and some other stuff like `-dead_strip`. Defaults to false.
 235     pub is_like_osx: bool,
 236     /// Whether the target toolchain is like Solaris's.
 237     /// Only useful for compiling against Illumos/Solaris,
 238     /// as they have a different set of linker flags. Defaults to false.
 239     pub is_like_solaris: bool,
 240     /// Whether the target toolchain is like Windows'. Only useful for compiling against Windows,
 241     /// only really used for figuring out how to find libraries, since Windows uses its own
 242     /// library naming convention. Defaults to false.
 243     pub is_like_windows: bool,
 244     pub is_like_msvc: bool,
 245     /// Whether the target toolchain is like Android's. Only useful for compiling against Android.
 246     /// Defaults to false.
 247     pub is_like_android: bool,
 248     /// Whether the linker support GNU-like arguments such as -O. Defaults to false.
 249     pub linker_is_gnu: bool,
 250     /// Whether the linker support rpaths or not. Defaults to false.
 251     pub has_rpath: bool,
 252     /// Whether to disable linking to compiler-rt. Defaults to false, as LLVM
 253     /// will emit references to the functions that compiler-rt provides.
 254     pub no_compiler_rt: bool,
 255     /// Whether to disable linking to the default libraries, typically corresponds
 256     /// to `-nodefaultlibs`. Defaults to true.
 257     pub no_default_libraries: bool,
 258     /// Dynamically linked executables can be compiled as position independent
 259     /// if the default relocation model of position independent code is not
 260     /// changed. This is a requirement to take advantage of ASLR, as otherwise
 261     /// the functions in the executable are not randomized and can be used
 262     /// during an exploit of a vulnerability in any code.
 263     pub position_independent_executables: bool,
 264     /// Format that archives should be emitted in. This affects whether we use
 265     /// LLVM to assemble an archive or fall back to the system linker, and
 266     /// currently only "gnu" is used to fall into LLVM. Unknown strings cause
 267     /// the system linker to be used.
 268     pub archive_format: String,
 269     /// Is asm!() allowed? Defaults to true.
 270     pub allow_asm: bool,
 271     /// Whether the target uses a custom unwind resumption routine.
 272     /// By default LLVM lowers `resume` instructions into calls to `_Unwind_Resume`
 273     /// defined in libgcc.  If this option is enabled, the target must provide
 274     /// `eh_unwind_resume` lang item.
 275     pub custom_unwind_resume: bool,
 276
 277     /// Default crate for allocation symbols to link against
 278     pub lib_allocation_crate: String,
 279     pub exe_allocation_crate: String,
 280
 281     /// Flag indicating whether ELF TLS (e.g. #[thread_local]) is available for
 282     /// this target.
 283     pub has_elf_tls: bool,
 284     // This is mainly for easy compatibility with emscripten.
 285     // If we give emcc .o files that are actually .bc files it
 286     // will 'just work'.
 287     pub obj_is_bitcode: bool,
 288 }
 289
 290 impl Default for TargetOptions {
 291     /// Create a set of "sane defaults" for any target. This is still
 292     /// incomplete, and if used for compilation, will certainly not work.
 293     fn default() -> TargetOptions {
 294         TargetOptions {
 295             data_layout: None,
 296             linker: option_env!("CFG_DEFAULT_LINKER").unwrap_or("cc").to_string(),
 297             ar: option_env!("CFG_DEFAULT_AR").unwrap_or("ar").to_string(),
 298             pre_link_args: Vec::new(),
 299             post_link_args: Vec::new(),
 300             cpu: "generic".to_string(),
 301             features: "".to_string(),
 302             dynamic_linking: false,
 303             executables: false,
 304             relocation_model: "pic".to_string(),
 305             code_model: "default".to_string(),
 306             disable_redzone: false,
 307             eliminate_frame_pointer: true,
 308             function_sections: true,
 309             dll_prefix: "lib".to_string(),
 310             dll_suffix: ".so".to_string(),
 311             exe_suffix: "".to_string(),
 312             staticlib_prefix: "lib".to_string(),
 313             staticlib_suffix: ".a".to_string(),
 314             target_family: None,
 315             is_like_osx: false,
 316             is_like_solaris: false,
 317             is_like_windows: false,
 318             is_like_android: false,
 319             is_like_msvc: false,
 320             linker_is_gnu: false,
 321             has_rpath: false,
 322             no_compiler_rt: false,
 323             no_default_libraries: true,
 324             position_independent_executables: false,
 325             pre_link_objects_exe: Vec::new(),
 326             pre_link_objects_dll: Vec::new(),
 327             post_link_objects: Vec::new(),
 328             late_link_args: Vec::new(),
 329             archive_format: "gnu".to_string(),
 330             custom_unwind_resume: false,
 331             lib_allocation_crate: "alloc_system".to_string(),
 332             exe_allocation_crate: "alloc_system".to_string(),
 333             allow_asm: true,
 334             has_elf_tls: false,
 335             obj_is_bitcode: false,
 336         }
 337     }
 338 }
 339
 340 impl Target {
 341     /// Given a function ABI, turn "System" into the correct ABI for this target.
 342     pub fn adjust_abi(&self, abi: Abi) -> Abi {
 343         match abi {
 344             Abi::System => {
 345                 if self.options.is_like_windows && self.arch == "x86" {
 346                     Abi::Stdcall
 347                 } else {
 348                     Abi::C
 349                 }
 350             },
 351             abi => abi
 352         }
 353     }
 354
 355     /// Load a target descriptor from a JSON object.
 356     pub fn from_json(obj: Json) -> Target {
 357         // this is 1. ugly, 2. error prone.
 358
 359         let get_req_field = |name: &str| {
 360             match obj.find(name)
 361                      .map(|s| s.as_string())
 362                      .and_then(|os| os.map(|s| s.to_string())) {
 363                 Some(val) => val,
 364                 None => {
 365                     panic!("Field {} in target specification is required", name)
 366                 }
 367             }
 368         };
 369
 370         let get_opt_field = |name: &str, default: &str| {
 371             obj.find(name).and_then(|s| s.as_string())
 372                .map(|s| s.to_string())
 373                .unwrap_or(default.to_string())
 374         };
 375
 376         let mut base = Target {
 377             llvm_target: get_req_field("llvm-target"),
 378             target_endian: get_req_field("target-endian"),
 379             target_pointer_width: get_req_field("target-pointer-width"),
 380             arch: get_req_field("arch"),
 381             target_os: get_req_field("os"),
 382             target_env: get_opt_field("env", ""),
 383             target_vendor: get_opt_field("vendor", "unknown"),
 384             options: Default::default(),
 385         };
 386
 387         macro_rules! key {
 388             ($key_name:ident) => ( {
 389                 let name = (stringify!($key_name)).replace("_", "-");
 390                 obj.find(&name[..]).map(|o| o.as_string()
 391                                     .map(|s| base.options.$key_name = s.to_string()));
 392             } );
 393             ($key_name:ident, bool) => ( {
 394                 let name = (stringify!($key_name)).replace("_", "-");
 395                 obj.find(&name[..])
 396                     .map(|o| o.as_boolean()
 397                          .map(|s| base.options.$key_name = s));
 398             } );
 399             ($key_name:ident, list) => ( {
 400                 let name = (stringify!($key_name)).replace("_", "-");
 401                 obj.find(&name[..]).map(|o| o.as_array()
 402                     .map(|v| base.options.$key_name = v.iter()
 403                         .map(|a| a.as_string().unwrap().to_string()).collect()
 404                         )
 405                     );
 406             } );
 407             ($key_name:ident, optional) => ( {
 408                 let name = (stringify!($key_name)).replace("_", "-");
 409                 if let Some(o) = obj.find(&name[..]) {
 410                     base.options.$key_name = o
 411                         .as_string()
 412                         .map(|s| s.to_string() );
 413                 }
 414             } );
 415         }
 416
 417         key!(cpu);
 418         key!(ar);
 419         key!(linker);
 420         key!(relocation_model);
 421         key!(code_model);
 422         key!(dll_prefix);
 423         key!(dll_suffix);
 424         key!(exe_suffix);
 425         key!(staticlib_prefix);
 426         key!(staticlib_suffix);
 427         key!(features);
 428         key!(data_layout, optional);
 429         key!(dynamic_linking, bool);
 430         key!(executables, bool);
 431         key!(disable_redzone, bool);
 432         key!(eliminate_frame_pointer, bool);
 433         key!(function_sections, bool);
 434         key!(target_family, optional);
 435         key!(is_like_osx, bool);
 436         key!(is_like_windows, bool);
 437         key!(linker_is_gnu, bool);
 438         key!(has_rpath, bool);
 439         key!(no_compiler_rt, bool);
 440         key!(no_default_libraries, bool);
 441         key!(pre_link_args, list);
 442         key!(post_link_args, list);
 443         key!(archive_format);
 444         key!(allow_asm, bool);
 445         key!(custom_unwind_resume, bool);
 446
 447         base
 448     }
 449
 450     /// Search RUST_TARGET_PATH for a JSON file specifying the given target
 451     /// triple. Note that it could also just be a bare filename already, so also
 452     /// check for that. If one of the hardcoded targets we know about, just
 453     /// return it directly.
 454     ///
 455     /// The error string could come from any of the APIs called, including
 456     /// filesystem access and JSON decoding.
 457     pub fn search(target: &str) -> Result<Target, String> {
 458         use std::env;
 459         use std::ffi::OsString;
 460         use std::fs::File;
 461         use std::path::{Path, PathBuf};
 462         use serialize::json;
 463
 464         fn load_file(path: &Path) -> Result<Target, String> {
 465             let mut f = try!(File::open(path).map_err(|e| e.to_string()));
 466             let mut contents = Vec::new();
 467             try!(f.read_to_end(&mut contents).map_err(|e| e.to_string()));
 468             let obj = try!(json::from_reader(&mut &contents[..])
 469                                 .map_err(|e| e.to_string()));
 470             Ok(Target::from_json(obj))
 471         }
 472
 473         if let Some(t) = load_specific(target) {
 474             return Ok(t)
 475         }
 476
 477         let path = Path::new(target);
 478
 479         if path.is_file() {
 480             return load_file(&path);
 481         }
 482
 483         let path = {
 484             let mut target = target.to_string();
 485             target.push_str(".json");
 486             PathBuf::from(target)
 487         };
 488
 489         let target_path = env::var_os("RUST_TARGET_PATH")
 490                               .unwrap_or(OsString::new());
 491
 492         // FIXME 16351: add a sane default search path?
 493
 494         for dir in env::split_paths(&target_path) {
 495             let p =  dir.join(&path);
 496             if p.is_file() {
 497                 return load_file(&p);
 498             }
 499         }
 500
 501         Err(format!("Could not find specification for target {:?}", target))
 502     }
 503 }
 504
 505 fn maybe_jemalloc() -> String {
 506     if cfg!(feature = "jemalloc") {
 507         "alloc_jemalloc".to_string()
 508     } else {
 509         "alloc_system".to_string()
 510     }
 511 }