]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_metadata/dependency_format.rs
Rollup merge of #66790 - christianpoveda:check-set-discriminant, r=oli-obk
[rust.git] / src / librustc_metadata / dependency_format.rs
1 //! Resolution of mixing rlibs and dylibs
2 //!
3 //! When producing a final artifact, such as a dynamic library, the compiler has
4 //! a choice between linking an rlib or linking a dylib of all upstream
5 //! dependencies. The linking phase must guarantee, however, that a library only
6 //! show up once in the object file. For example, it is illegal for library A to
7 //! be statically linked to B and C in separate dylibs, and then link B and C
8 //! into a crate D (because library A appears twice).
9 //!
10 //! The job of this module is to calculate what format each upstream crate
11 //! should be used when linking each output type requested in this session. This
12 //! generally follows this set of rules:
13 //!
14 //!     1. Each library must appear exactly once in the output.
15 //!     2. Each rlib contains only one library (it's just an object file)
16 //!     3. Each dylib can contain more than one library (due to static linking),
17 //!        and can also bring in many dynamic dependencies.
18 //!
19 //! With these constraints in mind, it's generally a very difficult problem to
20 //! find a solution that's not "all rlibs" or "all dylibs". I have suspicions
21 //! that NP-ness may come into the picture here...
22 //!
23 //! The current selection algorithm below looks mostly similar to:
24 //!
25 //!     1. If static linking is required, then require all upstream dependencies
26 //!        to be available as rlibs. If not, generate an error.
27 //!     2. If static linking is requested (generating an executable), then
28 //!        attempt to use all upstream dependencies as rlibs. If any are not
29 //!        found, bail out and continue to step 3.
30 //!     3. Static linking has failed, at least one library must be dynamically
31 //!        linked. Apply a heuristic by greedily maximizing the number of
32 //!        dynamically linked libraries.
33 //!     4. Each upstream dependency available as a dynamic library is
34 //!        registered. The dependencies all propagate, adding to a map. It is
35 //!        possible for a dylib to add a static library as a dependency, but it
36 //!        is illegal for two dylibs to add the same static library as a
37 //!        dependency. The same dylib can be added twice. Additionally, it is
38 //!        illegal to add a static dependency when it was previously found as a
39 //!        dylib (and vice versa)
40 //!     5. After all dynamic dependencies have been traversed, re-traverse the
41 //!        remaining dependencies and add them statically (if they haven't been
42 //!        added already).
43 //!
44 //! While not perfect, this algorithm should help support use-cases such as leaf
45 //! dependencies being static while the larger tree of inner dependencies are
46 //! all dynamic. This isn't currently very well battle tested, so it will likely
47 //! fall short in some use cases.
48 //!
49 //! Currently, there is no way to specify the preference of linkage with a
50 //! particular library (other than a global dynamic/static switch).
51 //! Additionally, the algorithm is geared towards finding *any* solution rather
52 //! than finding a number of solutions (there are normally quite a few).
53
54 use crate::creader::CStore;
55
56 use rustc::hir::def_id::CrateNum;
57 use rustc::middle::cstore::LinkagePreference::{self, RequireStatic, RequireDynamic};
58 use rustc::middle::cstore::{self, DepKind};
59 use rustc::middle::dependency_format::{DependencyList, Dependencies, Linkage};
60 use rustc::session::config;
61 use rustc::ty::TyCtxt;
62 use rustc::util::nodemap::FxHashMap;
63 use rustc_target::spec::PanicStrategy;
64
65 crate fn calculate(tcx: TyCtxt<'_>) -> Dependencies {
66     tcx.sess.crate_types.borrow().iter().map(|&ty| {
67         let linkage = calculate_type(tcx, ty);
68         verify_ok(tcx, &linkage);
69         (ty, linkage)
70     }).collect::<Vec<_>>()
71 }
72
73 fn calculate_type(tcx: TyCtxt<'_>, ty: config::CrateType) -> DependencyList {
74     let sess = &tcx.sess;
75
76     if !sess.opts.output_types.should_codegen() {
77         return Vec::new();
78     }
79
80     let preferred_linkage = match ty {
81         // cdylibs must have all static dependencies.
82         config::CrateType::Cdylib => Linkage::Static,
83
84         // Generating a dylib without `-C prefer-dynamic` means that we're going
85         // to try to eagerly statically link all dependencies. This is normally
86         // done for end-product dylibs, not intermediate products.
87         config::CrateType::Dylib if !sess.opts.cg.prefer_dynamic => Linkage::Static,
88         config::CrateType::Dylib => Linkage::Dynamic,
89
90         // If the global prefer_dynamic switch is turned off, or the final
91         // executable will be statically linked, prefer static crate linkage.
92         config::CrateType::Executable if !sess.opts.cg.prefer_dynamic ||
93             sess.crt_static() => Linkage::Static,
94         config::CrateType::Executable => Linkage::Dynamic,
95
96         // proc-macro crates are mostly cdylibs, but we also need metadata.
97         config::CrateType::ProcMacro => Linkage::Static,
98
99         // No linkage happens with rlibs, we just needed the metadata (which we
100         // got long ago), so don't bother with anything.
101         config::CrateType::Rlib => Linkage::NotLinked,
102
103         // staticlibs must have all static dependencies.
104         config::CrateType::Staticlib => Linkage::Static,
105     };
106
107     if preferred_linkage == Linkage::NotLinked {
108         // If the crate is not linked, there are no link-time dependencies.
109         return Vec::new();
110     }
111
112     if preferred_linkage == Linkage::Static {
113         // Attempt static linkage first. For dylibs and executables, we may be
114         // able to retry below with dynamic linkage.
115         if let Some(v) = attempt_static(tcx) {
116             return v;
117         }
118
119         // Staticlibs, cdylibs, and static executables must have all static
120         // dependencies. If any are not found, generate some nice pretty errors.
121         if ty == config::CrateType::Cdylib || ty == config::CrateType::Staticlib ||
122                 (ty == config::CrateType::Executable && sess.crt_static() &&
123                 !sess.target.target.options.crt_static_allows_dylibs) {
124             for &cnum in tcx.crates().iter() {
125                 if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
126                 let src = tcx.used_crate_source(cnum);
127                 if src.rlib.is_some() { continue }
128                 sess.err(&format!("crate `{}` required to be available in rlib format, \
129                                    but was not found in this form",
130                                   tcx.crate_name(cnum)));
131             }
132             return Vec::new();
133         }
134     }
135
136     let mut formats = FxHashMap::default();
137
138     // Sweep all crates for found dylibs. Add all dylibs, as well as their
139     // dependencies, ensuring there are no conflicts. The only valid case for a
140     // dependency to be relied upon twice is for both cases to rely on a dylib.
141     for &cnum in tcx.crates().iter() {
142         if tcx.dep_kind(cnum).macros_only() { continue }
143         let name = tcx.crate_name(cnum);
144         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
145         if src.dylib.is_some() {
146             log::info!("adding dylib: {}", name);
147             add_library(tcx, cnum, RequireDynamic, &mut formats);
148             let deps = tcx.dylib_dependency_formats(cnum);
149             for &(depnum, style) in deps.iter() {
150                 log::info!("adding {:?}: {}", style, tcx.crate_name(depnum));
151                 add_library(tcx, depnum, style, &mut formats);
152             }
153         }
154     }
155
156     // Collect what we've got so far in the return vector.
157     let last_crate = tcx.crates().len();
158     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
159         match formats.get(&CrateNum::new(cnum)) {
160             Some(&RequireDynamic) => Linkage::Dynamic,
161             Some(&RequireStatic) => Linkage::IncludedFromDylib,
162             None => Linkage::NotLinked,
163         }
164     }).collect::<Vec<_>>();
165
166     // Run through the dependency list again, and add any missing libraries as
167     // static libraries.
168     //
169     // If the crate hasn't been included yet and it's not actually required
170     // (e.g., it's an allocator) then we skip it here as well.
171     for &cnum in tcx.crates().iter() {
172         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
173         if src.dylib.is_none() &&
174            !formats.contains_key(&cnum) &&
175            tcx.dep_kind(cnum) == DepKind::Explicit {
176             assert!(src.rlib.is_some() || src.rmeta.is_some());
177             log::info!("adding staticlib: {}", tcx.crate_name(cnum));
178             add_library(tcx, cnum, RequireStatic, &mut formats);
179             ret[cnum.as_usize() - 1] = Linkage::Static;
180         }
181     }
182
183     // We've gotten this far because we're emitting some form of a final
184     // artifact which means that we may need to inject dependencies of some
185     // form.
186     //
187     // Things like allocators and panic runtimes may not have been activated
188     // quite yet, so do so here.
189     activate_injected_dep(CStore::from_tcx(tcx).injected_panic_runtime(), &mut ret,
190                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
191
192     // When dylib B links to dylib A, then when using B we must also link to A.
193     // It could be the case, however, that the rlib for A is present (hence we
194     // found metadata), but the dylib for A has since been removed.
195     //
196     // For situations like this, we perform one last pass over the dependencies,
197     // making sure that everything is available in the requested format.
198     for (cnum, kind) in ret.iter().enumerate() {
199         let cnum = CrateNum::new(cnum + 1);
200         let src = tcx.used_crate_source(cnum);
201         match *kind {
202             Linkage::NotLinked |
203             Linkage::IncludedFromDylib => {}
204             Linkage::Static if src.rlib.is_some() => continue,
205             Linkage::Dynamic if src.dylib.is_some() => continue,
206             kind => {
207                 let kind = match kind {
208                     Linkage::Static => "rlib",
209                     _ => "dylib",
210                 };
211                 sess.err(&format!("crate `{}` required to be available in {} format, \
212                                    but was not found in this form",
213                                   tcx.crate_name(cnum), kind));
214             }
215         }
216     }
217
218     ret
219 }
220
221 fn add_library(
222     tcx: TyCtxt<'_>,
223     cnum: CrateNum,
224     link: LinkagePreference,
225     m: &mut FxHashMap<CrateNum, LinkagePreference>,
226 ) {
227     match m.get(&cnum) {
228         Some(&link2) => {
229             // If the linkages differ, then we'd have two copies of the library
230             // if we continued linking. If the linkages are both static, then we
231             // would also have two copies of the library (static from two
232             // different locations).
233             //
234             // This error is probably a little obscure, but I imagine that it
235             // can be refined over time.
236             if link2 != link || link == RequireStatic {
237                 tcx.sess.struct_err(&format!("cannot satisfy dependencies so `{}` only \
238                                               shows up once", tcx.crate_name(cnum)))
239                     .help("having upstream crates all available in one format \
240                            will likely make this go away")
241                     .emit();
242             }
243         }
244         None => { m.insert(cnum, link); }
245     }
246 }
247
248 fn attempt_static(tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<DependencyList> {
249     let crates = cstore::used_crates(tcx, RequireStatic);
250     if !crates.iter().by_ref().all(|&(_, ref p)| p.is_some()) {
251         return None
252     }
253
254     // All crates are available in an rlib format, so we're just going to link
255     // everything in explicitly so long as it's actually required.
256     let last_crate = tcx.crates().len();
257     let mut ret = (1..last_crate+1).map(|cnum| {
258         if tcx.dep_kind(CrateNum::new(cnum)) == DepKind::Explicit {
259             Linkage::Static
260         } else {
261             Linkage::NotLinked
262         }
263     }).collect::<Vec<_>>();
264
265     // Our allocator/panic runtime may not have been linked above if it wasn't
266     // explicitly linked, which is the case for any injected dependency. Handle
267     // that here and activate them.
268     activate_injected_dep(CStore::from_tcx(tcx).injected_panic_runtime(), &mut ret,
269                           &|cnum| tcx.is_panic_runtime(cnum));
270
271     Some(ret)
272 }
273
274 // Given a list of how to link upstream dependencies so far, ensure that an
275 // injected dependency is activated. This will not do anything if one was
276 // transitively included already (e.g., via a dylib or explicitly so).
277 //
278 // If an injected dependency was not found then we're guaranteed the
279 // metadata::creader module has injected that dependency (not listed as
280 // a required dependency) in one of the session's field. If this field is not
281 // set then this compilation doesn't actually need the dependency and we can
282 // also skip this step entirely.
283 fn activate_injected_dep(injected: Option<CrateNum>,
284                          list: &mut DependencyList,
285                          replaces_injected: &dyn Fn(CrateNum) -> bool) {
286     for (i, slot) in list.iter().enumerate() {
287         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
288         if !replaces_injected(cnum) {
289             continue
290         }
291         if *slot != Linkage::NotLinked {
292             return
293         }
294     }
295     if let Some(injected) = injected {
296         let idx = injected.as_usize() - 1;
297         assert_eq!(list[idx], Linkage::NotLinked);
298         list[idx] = Linkage::Static;
299     }
300 }
301
302 // After the linkage for a crate has been determined we need to verify that
303 // there's only going to be one allocator in the output.
304 fn verify_ok(tcx: TyCtxt<'_>, list: &[Linkage]) {
305     let sess = &tcx.sess;
306     if list.len() == 0 {
307         return
308     }
309     let mut panic_runtime = None;
310     for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
311         if let Linkage::NotLinked = *linkage {
312             continue
313         }
314         let cnum = CrateNum::new(i + 1);
315
316         if tcx.is_panic_runtime(cnum) {
317             if let Some((prev, _)) = panic_runtime {
318                 let prev_name = tcx.crate_name(prev);
319                 let cur_name = tcx.crate_name(cnum);
320                 sess.err(&format!("cannot link together two \
321                                    panic runtimes: {} and {}",
322                                   prev_name, cur_name));
323             }
324             panic_runtime = Some((cnum, tcx.panic_strategy(cnum)));
325         }
326     }
327
328     // If we found a panic runtime, then we know by this point that it's the
329     // only one, but we perform validation here that all the panic strategy
330     // compilation modes for the whole DAG are valid.
331     if let Some((cnum, found_strategy)) = panic_runtime {
332         let desired_strategy = sess.panic_strategy();
333
334         // First up, validate that our selected panic runtime is indeed exactly
335         // our same strategy.
336         if found_strategy != desired_strategy {
337             sess.err(&format!("the linked panic runtime `{}` is \
338                                not compiled with this crate's \
339                                panic strategy `{}`",
340                               tcx.crate_name(cnum),
341                               desired_strategy.desc()));
342         }
343
344         // Next up, verify that all other crates are compatible with this panic
345         // strategy. If the dep isn't linked, we ignore it, and if our strategy
346         // is abort then it's compatible with everything. Otherwise all crates'
347         // panic strategy must match our own.
348         for (i, linkage) in list.iter().enumerate() {
349             if let Linkage::NotLinked = *linkage {
350                 continue
351             }
352             if desired_strategy == PanicStrategy::Abort {
353                 continue
354             }
355             let cnum = CrateNum::new(i + 1);
356             let found_strategy = tcx.panic_strategy(cnum);
357             let is_compiler_builtins = tcx.is_compiler_builtins(cnum);
358             if is_compiler_builtins || desired_strategy == found_strategy {
359                 continue
360             }
361
362             sess.err(&format!("the crate `{}` is compiled with the \
363                                panic strategy `{}` which is \
364                                incompatible with this crate's \
365                                strategy of `{}`",
366                               tcx.crate_name(cnum),
367                               found_strategy.desc(),
368                               desired_strategy.desc()));
369         }
370     }
371 }