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1 # Platform Notes {#chap-platform-notes}
3 ## Darwin (macOS) {#sec-darwin}
5 The Darwin `stdenv` differs from most other ones in Nixpkgs in a few key ways.
6 These differences reflect the default assumptions for building software on that platform.
7 In many cases, you can ignore these differences because the software you are packaging is already written with them in mind.
8 When you do that, write your derivation as normal. You don’t have to include any Darwin-specific special cases.
9 The easiest way to know whether your derivation requires special handling for Darwin is to write it as if it doesn’t and see if it works.
10 If it does, you’re done; skip the rest of this.
12 - Darwin uses Clang by default instead of GCC. Packages that refer to `$CC` or `cc` should just work in most cases.
13   Some packages may hardcode `gcc` or `g++`. You can usually fix that by setting `makeFlags = [ "CC=cc" "CXX=C++" ]`.
14   If that does not work, you will have to patch the build scripts yourself to use the correct compiler for Darwin.
15 - Darwin needs an SDK to build software.
16   The SDK provides a default set of frameworks and libraries to build software, most of which are specific to Darwin.
17   There are multiple versions of the SDK packages in Nixpkgs, but one is included by default in the `stdenv`.
18   Usually, you don’t have to change or pick a different SDK. When in doubt, use the default.
19 - The SDK used by your build can be found using the `DEVELOPER_DIR` environment variable.
20   There are also versions of this variable available when cross-compiling depending on the SDK’s role.
21   The `SDKROOT` variable is also set with the path to the SDK’s libraries and frameworks.
22   `SDKROOT` is always a sub-folder of `DEVELOPER_DIR`.
23 - Darwin includes a platform-specific tool called `xcrun` to help builds locate binaries they need.
24   A version of `xcrun` is part of the `stdenv` on Darwin.
25   If your package invokes `xcrun` via an absolute path (such as `/usr/bin/xcrun`), you will need to patch the build scripts to use `xcrun` instead.
27 To reiterate: you usually don’t have to worry about this stuff.
28 Start with writing your derivation as if everything is already set up for you (because in most cases it already is).
29 If you run into issues or failures, continue reading below for how to deal with the most common issues you may encounter.
31 ### Darwin Issue Troubleshooting {#sec-darwin-troubleshooting}
33 #### Package requires a non-default SDK or fails to build due to missing frameworks or symbols {#sec-darwin-troubleshooting-using-sdks}
35 In some cases, you may have to use a non-default SDK.
36 This can happen when a package requires APIs that are not present in the default SDK.
37 For example, Metal Performance Shaders were added in macOS 12.
38 If the default SDK is 11.3, then a package that requires Metal Performance Shaders will fail to build due to missing frameworks and symbols.
40 To use a non-default SDK, add it to your derivation’s `buildInputs`.
41 It is not necessary to override the SDK in the `stdenv` nor is it necessary to override the SDK used by your dependencies.
42 If your derivation needs a non-default SDK at build time (e.g., for a `depsBuildBuild` compiler), see the cross-compilation documentation for which input you should use.
44 When determining whether to use a non-default SDK, consider the following:
46 - Try building your derivation with the default SDK. If it works, you’re done.
47 - If the package specifies a specific version, use that. See below for how to map Xcode version to SDK version.
48 - If the package’s documentation indicates it supports optional features on newer SDKs, consider using the SDK that enables those features.
49   If you’re not sure, use the default SDK.
51 Note: It is possible to have multiple, different SDK versions in your inputs.
52 When that happens, the one with the highest version is always used.
54 ```nix
55 stdenv.mkDerivation {
56   name = "libfoo-1.2.3";
57   # ...
58   buildInputs = [ apple-sdk_14 ];
60 ```
62 #### What is a “deployment target” (or minimum version)? {#sec-darwin-troubleshooting-using-deployment-targets}
64 The “deployment target” refers to the minimum version of macOS that is expected to run an application.
65 In most cases, the default is fine, and you don’t have to do anything else.
66 If you’re not sure, don’t do anything, and that will probably be fine.
68 Some packages require setting a non-default deployment target (or minimum version) to gain access to certain APIs.
69 You do that using the `darwinMinVersionHook`, which takes the deployment target version as a parameter.
70 There are primarily two ways to determine the deployment target.
72 - The upstream documentation will specify a deployment target or minimum version. Use that.
73 - The build will fail because an API requires a certain version. Use that.
74 - In all other cases, you probably don’t need to specify a minimum version. The default is usually good enough.
76 ```nix
77 stdenv.mkDerivation {
78   name = "libfoo-1.2.3"; # Upstream specifies the minimum supported version as 12.5.
79   buildInputs = [ (darwinMinVersionHook "12.5") ];
81 ```
83 Note: It is possible to have multiple, different instances of `darwinMinVerisonHook` in your inputs.
84 When that happens, the one with the  highest version is always used.
86 #### Picking an SDK version {#sec-darwin-troubleshooting-picking-sdk-version}
88 The following is a list of Xcode versions, the SDK version in Nixpkgs, and the attribute to use to add it.
89 Check your package’s documentation (platform support or installation instructions) to find which Xcode or SDK version to use.
90 Generally, only the last SDK release for a major version is packaged (each _x_ in 10._x_ until 10.15 is considered a major version).
92 | Xcode version      | SDK version                                       | Nixpkgs attribute |
93 |--------------------|---------------------------------------------------|-------------------|
94 | Varies by platform | 10.12.2 (x86_64-darwin)<br/>11.3 (aarch64-darwin) | `apple-sdk`       |
95 | 8.0–8.3.3          | 10.12.2                                           | `apple-sdk_10_12` |
96 | 9.0–9.4.1          | 10.13.2                                           | `apple-sdk_10_13` |
97 | 10.0–10.3          | 10.14.6                                           | `apple-sdk_10_14` |
98 | 11.0–11.7          | 10.15.6                                           | `apple-sdk_10_15` |
99 | 12.0–12.5.1        | 11.3                                              | `apple-sdk_11`    |
100 | 13.0–13.4.1        | 12.3                                              | `apple-sdk_12`    |
101 | 14.0–14.3.1        | 13.3                                              | `apple-sdk_13`    |
102 | 15.0–15.4          | 14.4                                              | `apple-sdk_14`    |
103 | 16.0               | 15.0                                              | `apple-sdk_15`    |
106 #### Darwin Default SDK versions {#sec-darwin-troubleshooting-darwin-defaults}
108 The current default versions of the deployment target (minimum version) and SDK are indicated by Darwin-specific attributes on the platform. Because of the ways that minimum version and SDK can be changed that are not visible to Nix, they should be treated as lower bounds.
109 If you need to parameterize over a specific version, create a function that takes the version as a parameter instead of relying on these attributes.
111 - `darwinMinVersion` defaults to 10.12 on x86_64-darwin and 11.0 on aarch64-darwin.
112   It sets the default deployment target.
113 - `darwinSdkVersion` defaults to 10.12 on x86-64-darwin and 11.0 on aarch64-darwin.
114   Only the major version determines the SDK version, resulting in the 10.12.2 and 11.3 SDKs being used on these platforms respectively.
117 #### `xcrun` cannot find a binary {#sec-darwin-troubleshooting-xcrun}
119 `xcrun` searches `PATH` and the SDK’s toolchain for binaries to run.
120 If it cannot find a required binary, it will fail. When that happens, add the package for that binary to your derivation’s `nativeBuildInputs` (or `nativeCheckInputs` if the failure is happening when running tests).
122 ```nix
123 stdenv.mkDerivation {
124   name = "libfoo-1.2.3";
125   # ...
126   nativeBuildInputs = [ bison ];
127   buildCommand = ''
128     xcrun bison foo.y # produces foo.tab.c
129     # ...
130   '';
134 #### Package requires `xcodebuild` {#sec-darwin-troubleshooting-xcodebuild}
136 The xcbuild package provides an `xcodebuild` command for packages that really depend on Xcode.
137 This replacement is not 100% compatible and may run into some issues, but it is able to build many packages.
138 To use `xcodebuild`, add `xcbuildHook` to your package’s `nativeBuildInputs`.
139 It will provide a `buildPhase` for your derivation.
140 You can use `xcbuildFlags` to specify flags to `xcodebuild` such as the required schema.
141 If a schema has spaces in its name, you must set `__structuredAttrs` to `true`.
142 See MoltenVK for an example of setting up xcbuild.
144 ```nix
145 stdenv.mkDerivation {
146   name = "libfoo-1.2.3";
147   xcbuildFlags = [
148     "-configuration"
149     "Release"
150     "-project"
151     "libfoo-project.xcodeproj"
152     "-scheme"
153     "libfoo Package (macOS only)"
154   ];
155   __structuredAttrs = true;
159 ##### Fixing absolute paths to `xcodebuild`, `xcrun`, and `PlistBuddy` {#sec-darwin-troubleshooting-xcodebuild-absolute-paths}
161 Many build systems hardcode the absolute paths to `xcodebuild`, `xcrun`, and `PlistBuddy` as `/usr/bin/xcodebuild`, `/usr/bin/xcrun`, and `/usr/libexec/PlistBuddy` respectively.
162 These paths will need to be replaced with relative paths and the xcbuild package if `xcodebuild` or `PListBuddy` are used.
164 ```nix
165 stdenv.mkDerivation {
166   name = "libfoo-1.2.3";
167   postPatch = ''
168     substituteInPlace Makefile \
169       --replace-fail '/usr/bin/xcodebuild' 'xcodebuild' \
170       --replace-fail '/usr/bin/xcrun' 'xcrun' \
171       --replace-fail '/usr/bin/PListBuddy' 'PListBuddy'
172   '';
176 #### How to use libiconv on Darwin {#sec-darwin-troubleshooting-libiconv}
178 The libiconv package is included in the SDK by default along with libresolv and libsbuf.
179 You do not need to do anything to use these packages. They are available automatically.
180 If your derivation needs the `iconv` binary, add the `libiconv` package to your `nativeBuildInputs` (or `nativeCheckInputs` for tests).
182 #### Library install name issues {#sec-darwin-troubleshooting-install-name}
184 Libraries on Darwin are usually linked with absolute paths.
185 This is determined by something called an “install name”, which is resolved at link time.
186 Sometimes packages will not set this correctly, causing binaries linking to it not to find their libraries at runtime.
187 This can be fixed by adding extra linker flags or by using `install_name_tool` to set it in `fixupPhase`.
189 ##### Setting the install name via linker flags {#sec-darwin-troubleshooting-install-name-linker-flags}
191 ```nix
192 stdenv.mkDerivation {
193   name = "libfoo-1.2.3";
194   # ...
195   makeFlags = lib.optional stdenv.hostPlatform.isDarwin "LDFLAGS=-Wl,-install_name,$(out)/lib/libfoo.dylib";
199 ##### Setting the install name using `install_name_tool` {#sec-darwin-troubleshooting-install-name-install_name_tool}
201 ```nix
202 stdenv.mkDerivation {
203   name = "libfoo-1.2.3";
204   # ...
205   postFixup = ''
206     # `-id <install_name>` takes the install name. The last parameter is the path to the library.
207     ${stdenv.cc.targetPrefix}install_name_tool -id "$out/lib/libfoo.dylib" "$out/lib/libfoo.dylib"
208   '';
212 Even if libraries are linked using absolute paths and resolved via their install name correctly, tests in `checkPhase` can sometimes fail to run binaries because they are linked against libraries that have not yet been installed.
213 This can usually be solved by running the tests after the `installPhase` or by using `DYLD_LIBRARY_PATH` (see {manpage}`dyld(1)` for more on setting `DYLD_LIBRARY_PATH`).
215 ##### Setting the install name using `fixDarwinDylibNames` hook {#sec-darwin-troubleshooting-install-name-fixDarwinDylibNames}
217 If your package has numerous dylibs needing fixed, while it is preferable to fix the issue in the package’s build, you can update them all by adding the `fixDarwinDylibNames` hook to your `nativeBuildInputs`.
218 This hook will scan your package’s outputs for dylibs and correct their install names.
219 Note that if any binaries in your outputs linked those dylibs, you may need to use `install_name_tool` to replace references to them with the correct paths.
221 #### Propagating an SDK (advanced, compilers-only) {#sec-darwin-troubleshooting-propagating-sdks}
223 The SDK is a package, and it can be propagated.
224 `darwinMinVersionHook` with a version specified can also be propagated.
225 However, most packages should *not* do this.
226 The exception is compilers.
227 When you propagate an SDK, it becomes part of your derivation’s public API, and changing the SDK or removing it can be a breaking change.
228 That is why propagating it is only recommended for compilers.
230 When authoring a compiler derivation, propagate the SDK only for the ways you expect users to use your compiler.
231 Depending on your expected use cases, you may have to do one or all of these.
233 - Put it in `depsTargetTargetPropagated` when your compiler is expected to be added to `nativeBuildInputs`.
234   That will ensure the SDK is effectively part of the target derivation’s `buildInputs`.
235 - If your compiler uses a hook, put it in the hook’s `depsTargetTargetPropagated` instead.
236   The effect should be the same as the above.
237 - If your package uses the builder pattern, update your builder to add the SDK to the derivation’s `buildInputs`.
239 If you’re not sure whether to propagate an SDK, don’t.
240 If your package is a compiler or language, and you’re not sure, ask @NixOS/darwin-maintainers for help deciding.
242 ### Dealing with `darwin.apple_sdk.frameworks` {#sec-darwin-legacy-frameworks}
244 You may see references to `darwin.apple_sdk.frameworks`.
245 This is the legacy SDK pattern, and it is being phased out.
246 All packages in `darwin.apple_sdk`, `darwin.apple_sdk_11_0`, and `darwin.apple_sdk_12_3` are stubs that do nothing.
247 If your derivation references them, you can delete them. The default SDK should be enough to build your package.
249 Note: the new SDK pattern uses the name `apple-sdk` to better align with Nixpkgs naming conventions.
250 The legacy SDK pattern uses `apple_sdk`.
251 You always know you are using the old SDK pattern if the name is `apple_sdk`.
253 Some derivations may depend on the location of frameworks in those old packages.
254 To update your derivation to find them in the new SDK, use `$SDKROOT` instead in `preConfigure`.
255 For example, if you substitute `${darwin.apple_sdk.frameworks.OpenGL}/Library/Frameworks/OpenGL.framework` in `postPatch`, replace it with `$SDKROOT/System/Library/Frameworks/OpenGL.framework` in `preConfigure`.
257 Note that if your derivation is changing a system path (such as `/System/Library/Frameworks/OpenGL.framework`), you may be able to remove the path.
258 Compilers and binutils targeting Darwin look for system paths in the SDK sysroot.
259 Some of them (such as Zig or `bindgen` for Rust) depend on it.
261 #### Updating legacy SDK overrides {#sec-darwin-legacy-frameworks-overrides}
263 The legacy SDK provided two ways of overriding the default SDK.
264 These are both being phased out along with the legacy SDKs.
265 They have been updated to set up the new SDK for you, but you should replace them with doing that directly.
267 - `pkgs.darwin.apple_sdk_11_0.callPackage` - this pattern was used to provide frameworks from the 11.0 SDK.
268   It now adds the `apple-sdk_11` package to your derivation’s build inputs.
269 - `overrideSDK` - this stdenv adapter would try to replace the frameworks used by your derivation and its transitive dependencies.
270   It now adds the `apple-sdk_11` package for `11.0` or the `apple-sdk_12` package for `12.3`.
271   If `darwinMinVersion` is specified, it will add `darwinMinVersionHook` with the specified minimum version.
272   No other SDK versions are supported.
274 ### Darwin Cross-Compilation {#sec-darwin-legacy-cross-compilation}
276 Darwin supports cross-compilation between Darwin platforms.
277 Cross-compilation from Linux is not currently supported but may be supported in the future.
278 To cross-compile to Darwin, you can set `crossSystem` or use one of the Darwin systems in `pkgsCross`.
279 The `darwinMinVersionHook` and the SDKs support cross-compilation.
280 If you need to specify a different SDK version for a `depsBuildBuild` compiler, add it to your `nativeBuildInputs`.
282 ```nix
283 stdenv.mkDerivation {
284   name = "libfoo-1.2.3";
285   # ...
286   depsBuildBuild = [ buildPackages.stdenv.cc ];
287   nativeBuildInputs = [ apple-sdk_12 ];
288   buildInputs = [ apple-sdk_13 ];
289   depsTargetTargetPropagated = [ apple-sdk_14 ];
291 # The build-build `clang` will use the 12.3 SDK while the package build itself will use the 13.3 SDK.
292 # Derivations that add this package as an input will have the 14.4 SDK propagated to them.
295 The different target SDK and hooks are mangled based on role:
297 - `DEVELOPER_DIR_FOR_BUILD` and `MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET_FOR_BUILD` for the build platform;
298 - `DEVELOPER_DIR` and `MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET` for the host platform; and
299 - `DEVELOPER_DIR_FOR_TARGET` and `MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET_FOR_TARGET` for the build platform.
301 In static compilation situations, it is possible for the build and host platform to be the same platform but have different SDKs with the same version (one dynamic and one static).
302 cc-wrapper and bintools-wrapper take care of handling this distinction.