]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs
8fbcbe45d6ee9c1f8be65c1d9a004c85a8d2205a
[rust.git] / compiler / rustc_codegen_ssa / src / back / link.rs
1 use rustc_arena::TypedArena;
2 use rustc_ast::CRATE_NODE_ID;
3 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
4 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
5 use rustc_data_structures::memmap::Mmap;
6 use rustc_data_structures::temp_dir::MaybeTempDir;
7 use rustc_errors::{ErrorGuaranteed, Handler};
8 use rustc_fs_util::fix_windows_verbatim_for_gcc;
9 use rustc_hir::def_id::CrateNum;
10 use rustc_metadata::find_native_static_library;
11 use rustc_metadata::fs::{emit_wrapper_file, METADATA_FILENAME};
12 use rustc_middle::middle::dependency_format::Linkage;
13 use rustc_middle::middle::exported_symbols::SymbolExportKind;
14 use rustc_session::config::{self, CFGuard, CrateType, DebugInfo, LdImpl, Lto, Strip};
15 use rustc_session::config::{OutputFilenames, OutputType, PrintRequest, SplitDwarfKind};
16 use rustc_session::cstore::DllImport;
17 use rustc_session::output::{check_file_is_writeable, invalid_output_for_target, out_filename};
18 use rustc_session::search_paths::PathKind;
19 use rustc_session::utils::NativeLibKind;
20 /// For all the linkers we support, and information they might
21 /// need out of the shared crate context before we get rid of it.
22 use rustc_session::{filesearch, Session};
23 use rustc_span::symbol::Symbol;
24 use rustc_span::DebuggerVisualizerFile;
25 use rustc_target::spec::crt_objects::{CrtObjects, LinkSelfContainedDefault};
26 use rustc_target::spec::{Cc, LinkOutputKind, LinkerFlavor, LinkerFlavorCli, Lld, PanicStrategy};
27 use rustc_target::spec::{RelocModel, RelroLevel, SanitizerSet, SplitDebuginfo, Target};
28
29 use super::archive::{ArchiveBuilder, ArchiveBuilderBuilder};
30 use super::command::Command;
31 use super::linker::{self, Linker};
32 use super::metadata::{create_wrapper_file, MetadataPosition};
33 use super::rpath::{self, RPathConfig};
34 use crate::{
35     errors, looks_like_rust_object_file, CodegenResults, CompiledModule, CrateInfo, NativeLib,
36 };
37
38 use cc::windows_registry;
39 use regex::Regex;
40 use tempfile::Builder as TempFileBuilder;
41
42 use itertools::Itertools;
43 use std::borrow::Borrow;
44 use std::cell::OnceCell;
45 use std::collections::BTreeSet;
46 use std::ffi::OsString;
47 use std::fs::{read, File, OpenOptions};
48 use std::io::{BufWriter, Write};
49 use std::ops::Deref;
50 use std::path::{Path, PathBuf};
51 use std::process::{ExitStatus, Output, Stdio};
52 use std::{env, fmt, fs, io, mem, str};
53
54 pub fn ensure_removed(diag_handler: &Handler, path: &Path) {
55     if let Err(e) = fs::remove_file(path) {
56         if e.kind() != io::ErrorKind::NotFound {
57             diag_handler.err(&format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
58         }
59     }
60 }
61
62 /// Performs the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
63 /// of the requested outputs for this compilation session.
64 pub fn link_binary<'a>(
65     sess: &'a Session,
66     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
67     codegen_results: &CodegenResults,
68     outputs: &OutputFilenames,
69 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
70     let _timer = sess.timer("link_binary");
71     let output_metadata = sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Metadata);
72     for &crate_type in sess.crate_types().iter() {
73         // Ignore executable crates if we have -Z no-codegen, as they will error.
74         if (sess.opts.unstable_opts.no_codegen || !sess.opts.output_types.should_codegen())
75             && !output_metadata
76             && crate_type == CrateType::Executable
77         {
78             continue;
79         }
80
81         if invalid_output_for_target(sess, crate_type) {
82             bug!(
83                 "invalid output type `{:?}` for target os `{}`",
84                 crate_type,
85                 sess.opts.target_triple
86             );
87         }
88
89         sess.time("link_binary_check_files_are_writeable", || {
90             for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
91                 check_file_is_writeable(obj, sess);
92             }
93         });
94
95         if outputs.outputs.should_link() {
96             let tmpdir = TempFileBuilder::new()
97                 .prefix("rustc")
98                 .tempdir()
99                 .unwrap_or_else(|error| sess.emit_fatal(errors::CreateTempDir { error }));
100             let path = MaybeTempDir::new(tmpdir, sess.opts.cg.save_temps);
101             let out_filename = out_filename(
102                 sess,
103                 crate_type,
104                 outputs,
105                 codegen_results.crate_info.local_crate_name.as_str(),
106             );
107             match crate_type {
108                 CrateType::Rlib => {
109                     let _timer = sess.timer("link_rlib");
110                     info!("preparing rlib to {:?}", out_filename);
111                     link_rlib(
112                         sess,
113                         archive_builder_builder,
114                         codegen_results,
115                         RlibFlavor::Normal,
116                         &path,
117                     )?
118                     .build(&out_filename);
119                 }
120                 CrateType::Staticlib => {
121                     link_staticlib(
122                         sess,
123                         archive_builder_builder,
124                         codegen_results,
125                         &out_filename,
126                         &path,
127                     )?;
128                 }
129                 _ => {
130                     link_natively(
131                         sess,
132                         archive_builder_builder,
133                         crate_type,
134                         &out_filename,
135                         codegen_results,
136                         path.as_ref(),
137                     )?;
138                 }
139             }
140             if sess.opts.json_artifact_notifications {
141                 sess.parse_sess.span_diagnostic.emit_artifact_notification(&out_filename, "link");
142             }
143
144             if sess.prof.enabled() {
145                 if let Some(artifact_name) = out_filename.file_name() {
146                     // Record size for self-profiling
147                     let file_size = std::fs::metadata(&out_filename).map(|m| m.len()).unwrap_or(0);
148
149                     sess.prof.artifact_size(
150                         "linked_artifact",
151                         artifact_name.to_string_lossy(),
152                         file_size,
153                     );
154                 }
155             }
156         }
157     }
158
159     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps.
160     sess.time("link_binary_remove_temps", || {
161         // If the user requests that temporaries are saved, don't delete any.
162         if sess.opts.cg.save_temps {
163             return;
164         }
165
166         let maybe_remove_temps_from_module =
167             |preserve_objects: bool, preserve_dwarf_objects: bool, module: &CompiledModule| {
168                 if !preserve_objects {
169                     if let Some(ref obj) = module.object {
170                         ensure_removed(sess.diagnostic(), obj);
171                     }
172                 }
173
174                 if !preserve_dwarf_objects {
175                     if let Some(ref dwo_obj) = module.dwarf_object {
176                         ensure_removed(sess.diagnostic(), dwo_obj);
177                     }
178                 }
179             };
180
181         let remove_temps_from_module =
182             |module: &CompiledModule| maybe_remove_temps_from_module(false, false, module);
183
184         // Otherwise, always remove the metadata and allocator module temporaries.
185         if let Some(ref metadata_module) = codegen_results.metadata_module {
186             remove_temps_from_module(metadata_module);
187         }
188
189         if let Some(ref allocator_module) = codegen_results.allocator_module {
190             remove_temps_from_module(allocator_module);
191         }
192
193         // If no requested outputs require linking, then the object temporaries should
194         // be kept.
195         if !sess.opts.output_types.should_link() {
196             return;
197         }
198
199         // Potentially keep objects for their debuginfo.
200         let (preserve_objects, preserve_dwarf_objects) = preserve_objects_for_their_debuginfo(sess);
201         debug!(?preserve_objects, ?preserve_dwarf_objects);
202
203         for module in &codegen_results.modules {
204             maybe_remove_temps_from_module(preserve_objects, preserve_dwarf_objects, module);
205         }
206     });
207
208     Ok(())
209 }
210
211 pub fn each_linked_rlib(
212     sess: &Session,
213     info: &CrateInfo,
214     f: &mut dyn FnMut(CrateNum, &Path),
215 ) -> Result<(), errors::LinkRlibError> {
216     let crates = info.used_crates.iter();
217     let mut fmts = None;
218
219     let lto_active = matches!(sess.lto(), Lto::Fat | Lto::Thin);
220     if lto_active {
221         for combination in info.dependency_formats.iter().combinations(2) {
222             let (ty1, list1) = &combination[0];
223             let (ty2, list2) = &combination[1];
224             if list1 != list2 {
225                 return Err(errors::LinkRlibError::IncompatibleDependencyFormats {
226                     ty1: format!("{ty1:?}"),
227                     ty2: format!("{ty2:?}"),
228                     list1: format!("{list1:?}"),
229                     list2: format!("{list2:?}"),
230                 });
231             }
232         }
233     }
234
235     for (ty, list) in info.dependency_formats.iter() {
236         match ty {
237             CrateType::Executable
238             | CrateType::Staticlib
239             | CrateType::Cdylib
240             | CrateType::ProcMacro => {
241                 fmts = Some(list);
242                 break;
243             }
244             CrateType::Dylib if lto_active => {
245                 fmts = Some(list);
246                 break;
247             }
248             _ => {}
249         }
250     }
251     let Some(fmts) = fmts else {
252         return Err(errors::LinkRlibError::MissingFormat);
253     };
254     for &cnum in crates {
255         match fmts.get(cnum.as_usize() - 1) {
256             Some(&Linkage::NotLinked | &Linkage::IncludedFromDylib) => continue,
257             Some(_) => {}
258             None => return Err(errors::LinkRlibError::MissingFormat),
259         }
260         let crate_name = info.crate_name[&cnum];
261         let used_crate_source = &info.used_crate_source[&cnum];
262         if let Some((path, _)) = &used_crate_source.rlib {
263             f(cnum, &path);
264         } else {
265             if used_crate_source.rmeta.is_some() {
266                 return Err(errors::LinkRlibError::OnlyRmetaFound { crate_name });
267             } else {
268                 return Err(errors::LinkRlibError::NotFound { crate_name });
269             }
270         }
271     }
272     Ok(())
273 }
274
275 /// Create an 'rlib'.
276 ///
277 /// An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The rlib primarily contains
278 /// the object file of the crate, but it also contains all of the object files from native
279 /// libraries. This is done by unzipping native libraries and inserting all of the contents into
280 /// this archive.
281 fn link_rlib<'a>(
282     sess: &'a Session,
283     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
284     codegen_results: &CodegenResults,
285     flavor: RlibFlavor,
286     tmpdir: &MaybeTempDir,
287 ) -> Result<Box<dyn ArchiveBuilder<'a> + 'a>, ErrorGuaranteed> {
288     let lib_search_paths = archive_search_paths(sess);
289
290     let mut ab = archive_builder_builder.new_archive_builder(sess);
291
292     let trailing_metadata = match flavor {
293         RlibFlavor::Normal => {
294             let (metadata, metadata_position) =
295                 create_wrapper_file(sess, b".rmeta".to_vec(), codegen_results.metadata.raw_data());
296             let metadata = emit_wrapper_file(sess, &metadata, tmpdir, METADATA_FILENAME);
297             match metadata_position {
298                 MetadataPosition::First => {
299                     // Most of the time metadata in rlib files is wrapped in a "dummy" object
300                     // file for the target platform so the rlib can be processed entirely by
301                     // normal linkers for the platform. Sometimes this is not possible however.
302                     // If it is possible however, placing the metadata object first improves
303                     // performance of getting metadata from rlibs.
304                     ab.add_file(&metadata);
305                     None
306                 }
307                 MetadataPosition::Last => Some(metadata),
308             }
309         }
310
311         RlibFlavor::StaticlibBase => None,
312     };
313
314     for m in &codegen_results.modules {
315         if let Some(obj) = m.object.as_ref() {
316             ab.add_file(obj);
317         }
318
319         if let Some(dwarf_obj) = m.dwarf_object.as_ref() {
320             ab.add_file(dwarf_obj);
321         }
322     }
323
324     match flavor {
325         RlibFlavor::Normal => {}
326         RlibFlavor::StaticlibBase => {
327             let obj = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
328             if let Some(obj) = obj {
329                 ab.add_file(obj);
330             }
331         }
332     }
333
334     // Used if packed_bundled_libs flag enabled.
335     let mut packed_bundled_libs = Vec::new();
336
337     // Note that in this loop we are ignoring the value of `lib.cfg`. That is,
338     // we may not be configured to actually include a static library if we're
339     // adding it here. That's because later when we consume this rlib we'll
340     // decide whether we actually needed the static library or not.
341     //
342     // To do this "correctly" we'd need to keep track of which libraries added
343     // which object files to the archive. We don't do that here, however. The
344     // #[link(cfg(..))] feature is unstable, though, and only intended to get
345     // liblibc working. In that sense the check below just indicates that if
346     // there are any libraries we want to omit object files for at link time we
347     // just exclude all custom object files.
348     //
349     // Eventually if we want to stabilize or flesh out the #[link(cfg(..))]
350     // feature then we'll need to figure out how to record what objects were
351     // loaded from the libraries found here and then encode that into the
352     // metadata of the rlib we're generating somehow.
353     for lib in codegen_results.crate_info.used_libraries.iter() {
354         match lib.kind {
355             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), whole_archive: Some(true) }
356                 if flavor == RlibFlavor::Normal && sess.opts.unstable_opts.packed_bundled_libs => {}
357             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), whole_archive: Some(true) }
358                 if flavor == RlibFlavor::Normal =>
359             {
360                 // Don't allow mixing +bundle with +whole_archive since an rlib may contain
361                 // multiple native libs, some of which are +whole-archive and some of which are
362                 // -whole-archive and it isn't clear how we can currently handle such a
363                 // situation correctly.
364                 // See https://github.com/rust-lang/rust/issues/88085#issuecomment-901050897
365                 sess.emit_err(errors::IncompatibleLinkingModifiers);
366             }
367             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. } => {}
368             NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
369             | NativeLibKind::Dylib { .. }
370             | NativeLibKind::Framework { .. }
371             | NativeLibKind::RawDylib
372             | NativeLibKind::LinkArg
373             | NativeLibKind::Unspecified => continue,
374         }
375         if let Some(name) = lib.name {
376             let location =
377                 find_native_static_library(name.as_str(), lib.verbatim, &lib_search_paths, sess);
378             if sess.opts.unstable_opts.packed_bundled_libs && flavor == RlibFlavor::Normal {
379                 let filename = lib.filename.unwrap();
380                 let lib_path = find_native_static_library(
381                     filename.as_str(),
382                     Some(true),
383                     &lib_search_paths,
384                     sess,
385                 );
386                 let src = read(lib_path)
387                     .map_err(|e| sess.emit_fatal(errors::ReadFileError { message: e }))?;
388                 let (data, _) = create_wrapper_file(sess, b".bundled_lib".to_vec(), &src);
389                 let wrapper_file = emit_wrapper_file(sess, &data, tmpdir, filename.as_str());
390                 packed_bundled_libs.push(wrapper_file);
391                 continue;
392             }
393             ab.add_archive(&location, Box::new(|_| false)).unwrap_or_else(|error| {
394                 sess.emit_fatal(errors::AddNativeLibrary { library_path: location, error });
395             });
396         }
397     }
398
399     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
400         collate_raw_dylibs(sess, codegen_results.crate_info.used_libraries.iter())?
401     {
402         let output_path = archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
403             sess,
404             &raw_dylib_name,
405             &raw_dylib_imports,
406             tmpdir.as_ref(),
407             true,
408         );
409
410         ab.add_archive(&output_path, Box::new(|_| false)).unwrap_or_else(|error| {
411             sess.emit_fatal(errors::AddNativeLibrary { library_path: output_path, error });
412         });
413     }
414
415     if let Some(trailing_metadata) = trailing_metadata {
416         // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
417         // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
418         // this is as follows:
419         //
420         // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
421         //   objects from above. The reason for this is described below.
422         //
423         // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
424         //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
425         //   linkable.
426         //
427         //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
428         //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
429         //   object file. Read architecture from the object file.
430         //
431         // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
432         //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
433         //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
434         //
435         // * Most of the time metadata in rlib files is wrapped in a "dummy" object
436         //   file for the target platform so the rlib can be processed entirely by
437         //   normal linkers for the platform. Sometimes this is not possible however.
438         //
439         // Basically, all this means is that this code should not move above the
440         // code above.
441         ab.add_file(&trailing_metadata);
442     }
443
444     // Add all bundled static native library dependencies.
445     // Archives added to the end of .rlib archive, see comment above for the reason.
446     for lib in packed_bundled_libs {
447         ab.add_file(&lib)
448     }
449
450     return Ok(ab);
451 }
452
453 /// Extract all symbols defined in raw-dylib libraries, collated by library name.
454 ///
455 /// If we have multiple extern blocks that specify symbols defined in the same raw-dylib library,
456 /// then the CodegenResults value contains one NativeLib instance for each block.  However, the
457 /// linker appears to expect only a single import library for each library used, so we need to
458 /// collate the symbols together by library name before generating the import libraries.
459 fn collate_raw_dylibs<'a, 'b>(
460     sess: &'a Session,
461     used_libraries: impl IntoIterator<Item = &'b NativeLib>,
462 ) -> Result<Vec<(String, Vec<DllImport>)>, ErrorGuaranteed> {
463     // Use index maps to preserve original order of imports and libraries.
464     let mut dylib_table = FxIndexMap::<String, FxIndexMap<Symbol, &DllImport>>::default();
465
466     for lib in used_libraries {
467         if lib.kind == NativeLibKind::RawDylib {
468             let ext = if matches!(lib.verbatim, Some(true)) { "" } else { ".dll" };
469             let name = format!("{}{}", lib.name.expect("unnamed raw-dylib library"), ext);
470             let imports = dylib_table.entry(name.clone()).or_default();
471             for import in &lib.dll_imports {
472                 if let Some(old_import) = imports.insert(import.name, import) {
473                     // FIXME: when we add support for ordinals, figure out if we need to do anything
474                     // if we have two DllImport values with the same name but different ordinals.
475                     if import.calling_convention != old_import.calling_convention {
476                         sess.emit_err(errors::MultipleExternalFuncDecl {
477                             span: import.span,
478                             function: import.name,
479                             library_name: &name,
480                         });
481                     }
482                 }
483             }
484         }
485     }
486     sess.compile_status()?;
487     Ok(dylib_table
488         .into_iter()
489         .map(|(name, imports)| {
490             (name, imports.into_iter().map(|(_, import)| import.clone()).collect())
491         })
492         .collect())
493 }
494
495 /// Create a static archive.
496 ///
497 /// This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding all of the upstream
498 /// crates' objects into the archive. This will slurp in all of the native libraries of upstream
499 /// dependencies as well.
500 ///
501 /// Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn about all dynamic
502 /// library dependencies that they're not linked in.
503 ///
504 /// There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not link in the metadata
505 /// object file (and also don't prepare the archive with a metadata file).
506 fn link_staticlib<'a>(
507     sess: &'a Session,
508     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
509     codegen_results: &CodegenResults,
510     out_filename: &Path,
511     tempdir: &MaybeTempDir,
512 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
513     info!("preparing staticlib to {:?}", out_filename);
514     let mut ab = link_rlib(
515         sess,
516         archive_builder_builder,
517         codegen_results,
518         RlibFlavor::StaticlibBase,
519         tempdir,
520     )?;
521     let mut all_native_libs = vec![];
522
523     let res = each_linked_rlib(sess, &codegen_results.crate_info, &mut |cnum, path| {
524         let name = codegen_results.crate_info.crate_name[&cnum];
525         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
526
527         // Here when we include the rlib into our staticlib we need to make a
528         // decision whether to include the extra object files along the way.
529         // These extra object files come from statically included native
530         // libraries, but they may be cfg'd away with #[link(cfg(..))].
531         //
532         // This unstable feature, though, only needs liblibc to work. The only
533         // use case there is where musl is statically included in liblibc.rlib,
534         // so if we don't want the included version we just need to skip it. As
535         // a result the logic here is that if *any* linked library is cfg'd away
536         // we just skip all object files.
537         //
538         // Clearly this is not sufficient for a general purpose feature, and
539         // we'd want to read from the library's metadata to determine which
540         // object files come from where and selectively skip them.
541         let skip_object_files = native_libs.iter().any(|lib| {
542             matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
543                 && !relevant_lib(sess, lib)
544         });
545
546         let lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
547             && !ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum);
548
549         // Ignoring obj file starting with the crate name
550         // as simple comparison is not enough - there
551         // might be also an extra name suffix
552         let obj_start = name.as_str().to_owned();
553
554         ab.add_archive(
555             path,
556             Box::new(move |fname: &str| {
557                 // Ignore metadata files, no matter the name.
558                 if fname == METADATA_FILENAME {
559                     return true;
560                 }
561
562                 // Don't include Rust objects if LTO is enabled
563                 if lto && looks_like_rust_object_file(fname) {
564                     return true;
565                 }
566
567                 // Otherwise if this is *not* a rust object and we're skipping
568                 // objects then skip this file
569                 if skip_object_files && (!fname.starts_with(&obj_start) || !fname.ends_with(".o")) {
570                     return true;
571                 }
572
573                 // ok, don't skip this
574                 false
575             }),
576         )
577         .unwrap();
578
579         all_native_libs.extend(codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter().cloned());
580     });
581     if let Err(e) = res {
582         sess.emit_fatal(e);
583     }
584
585     ab.build(out_filename);
586
587     if !all_native_libs.is_empty() {
588         if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::NativeStaticLibs) {
589             print_native_static_libs(sess, &all_native_libs);
590         }
591     }
592
593     Ok(())
594 }
595
596 /// Use `thorin` (rust implementation of a dwarf packaging utility) to link DWARF objects into a
597 /// DWARF package.
598 fn link_dwarf_object<'a>(
599     sess: &'a Session,
600     cg_results: &CodegenResults,
601     executable_out_filename: &Path,
602 ) {
603     let dwp_out_filename = executable_out_filename.with_extension("dwp");
604     debug!(?dwp_out_filename, ?executable_out_filename);
605
606     #[derive(Default)]
607     struct ThorinSession<Relocations> {
608         arena_data: TypedArena<Vec<u8>>,
609         arena_mmap: TypedArena<Mmap>,
610         arena_relocations: TypedArena<Relocations>,
611     }
612
613     impl<Relocations> ThorinSession<Relocations> {
614         fn alloc_mmap<'arena>(&'arena self, data: Mmap) -> &'arena Mmap {
615             (*self.arena_mmap.alloc(data)).borrow()
616         }
617     }
618
619     impl<Relocations> thorin::Session<Relocations> for ThorinSession<Relocations> {
620         fn alloc_data<'arena>(&'arena self, data: Vec<u8>) -> &'arena [u8] {
621             (*self.arena_data.alloc(data)).borrow()
622         }
623
624         fn alloc_relocation<'arena>(&'arena self, data: Relocations) -> &'arena Relocations {
625             (*self.arena_relocations.alloc(data)).borrow()
626         }
627
628         fn read_input<'arena>(&'arena self, path: &Path) -> std::io::Result<&'arena [u8]> {
629             let file = File::open(&path)?;
630             let mmap = (unsafe { Mmap::map(file) })?;
631             Ok(self.alloc_mmap(mmap))
632         }
633     }
634
635     match sess.time("run_thorin", || -> Result<(), thorin::Error> {
636         let thorin_sess = ThorinSession::default();
637         let mut package = thorin::DwarfPackage::new(&thorin_sess);
638
639         // Input objs contain .o/.dwo files from the current crate.
640         match sess.opts.unstable_opts.split_dwarf_kind {
641             SplitDwarfKind::Single => {
642                 for input_obj in cg_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
643                     package.add_input_object(input_obj)?;
644                 }
645             }
646             SplitDwarfKind::Split => {
647                 for input_obj in cg_results.modules.iter().filter_map(|m| m.dwarf_object.as_ref()) {
648                     package.add_input_object(input_obj)?;
649                 }
650             }
651         }
652
653         // Input rlibs contain .o/.dwo files from dependencies.
654         let input_rlibs = cg_results
655             .crate_info
656             .used_crate_source
657             .values()
658             .filter_map(|csource| csource.rlib.as_ref())
659             .map(|(path, _)| path);
660         for input_rlib in input_rlibs {
661             debug!(?input_rlib);
662             package.add_input_object(input_rlib)?;
663         }
664
665         // Failing to read the referenced objects is expected for dependencies where the path in the
666         // executable will have been cleaned by Cargo, but the referenced objects will be contained
667         // within rlibs provided as inputs.
668         //
669         // If paths have been remapped, then .o/.dwo files from the current crate also won't be
670         // found, but are provided explicitly above.
671         //
672         // Adding an executable is primarily done to make `thorin` check that all the referenced
673         // dwarf objects are found in the end.
674         package.add_executable(
675             &executable_out_filename,
676             thorin::MissingReferencedObjectBehaviour::Skip,
677         )?;
678
679         let output = package.finish()?.write()?;
680         let mut output_stream = BufWriter::new(
681             OpenOptions::new()
682                 .read(true)
683                 .write(true)
684                 .create(true)
685                 .truncate(true)
686                 .open(dwp_out_filename)?,
687         );
688         output_stream.write_all(&output)?;
689         output_stream.flush()?;
690
691         Ok(())
692     }) {
693         Ok(()) => {}
694         Err(e) => {
695             sess.emit_err(errors::ThorinErrorWrapper(e));
696             sess.abort_if_errors();
697         }
698     }
699 }
700
701 /// Create a dynamic library or executable.
702 ///
703 /// This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This links to all upstream
704 /// files as well.
705 fn link_natively<'a>(
706     sess: &'a Session,
707     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
708     crate_type: CrateType,
709     out_filename: &Path,
710     codegen_results: &CodegenResults,
711     tmpdir: &Path,
712 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
713     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
714     let (linker_path, flavor) = linker_and_flavor(sess);
715     let mut cmd = linker_with_args(
716         &linker_path,
717         flavor,
718         sess,
719         archive_builder_builder,
720         crate_type,
721         tmpdir,
722         out_filename,
723         codegen_results,
724     )?;
725
726     linker::disable_localization(&mut cmd);
727
728     for &(ref k, ref v) in sess.target.link_env.as_ref() {
729         cmd.env(k.as_ref(), v.as_ref());
730     }
731     for k in sess.target.link_env_remove.as_ref() {
732         cmd.env_remove(k.as_ref());
733     }
734
735     if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::LinkArgs) {
736         println!("{:?}", &cmd);
737     }
738
739     // May have not found libraries in the right formats.
740     sess.abort_if_errors();
741
742     // Invoke the system linker
743     info!("{:?}", &cmd);
744     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
745     let unknown_arg_regex =
746         Regex::new(r"(unknown|unrecognized) (command line )?(option|argument)").unwrap();
747     let mut prog;
748     let mut i = 0;
749     loop {
750         i += 1;
751         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &cmd, out_filename, tmpdir));
752         let Ok(ref output) = prog else {
753             break;
754         };
755         if output.status.success() {
756             break;
757         }
758         let mut out = output.stderr.clone();
759         out.extend(&output.stdout);
760         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
761
762         // Check to see if the link failed with an error message that indicates it
763         // doesn't recognize the -no-pie option. If so, re-perform the link step
764         // without it. This is safe because if the linker doesn't support -no-pie
765         // then it should not default to linking executables as pie. Different
766         // versions of gcc seem to use different quotes in the error message so
767         // don't check for them.
768         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
769             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
770             && out.contains("-no-pie")
771             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
772         {
773             info!("linker output: {:?}", out);
774             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
775             for arg in cmd.take_args() {
776                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
777                     cmd.arg(arg);
778                 }
779             }
780             info!("{:?}", &cmd);
781             continue;
782         }
783
784         // Detect '-static-pie' used with an older version of gcc or clang not supporting it.
785         // Fallback from '-static-pie' to '-static' in that case.
786         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
787             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
788             && (out.contains("-static-pie") || out.contains("--no-dynamic-linker"))
789             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-static-pie")
790         {
791             info!("linker output: {:?}", out);
792             warn!(
793                 "Linker does not support -static-pie command line option. Retrying with -static instead."
794             );
795             // Mirror `add_(pre,post)_link_objects` to replace CRT objects.
796             let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
797             let opts = &sess.target;
798             let pre_objects = if self_contained {
799                 &opts.pre_link_objects_self_contained
800             } else {
801                 &opts.pre_link_objects
802             };
803             let post_objects = if self_contained {
804                 &opts.post_link_objects_self_contained
805             } else {
806                 &opts.post_link_objects
807             };
808             let get_objects = |objects: &CrtObjects, kind| {
809                 objects
810                     .get(&kind)
811                     .iter()
812                     .copied()
813                     .flatten()
814                     .map(|obj| get_object_file_path(sess, obj, self_contained).into_os_string())
815                     .collect::<Vec<_>>()
816             };
817             let pre_objects_static_pie = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
818             let post_objects_static_pie = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
819             let mut pre_objects_static = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
820             let mut post_objects_static = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
821             // Assume that we know insertion positions for the replacement arguments from replaced
822             // arguments, which is true for all supported targets.
823             assert!(pre_objects_static.is_empty() || !pre_objects_static_pie.is_empty());
824             assert!(post_objects_static.is_empty() || !post_objects_static_pie.is_empty());
825             for arg in cmd.take_args() {
826                 if arg.to_string_lossy() == "-static-pie" {
827                     // Replace the output kind.
828                     cmd.arg("-static");
829                 } else if pre_objects_static_pie.contains(&arg) {
830                     // Replace the pre-link objects (replace the first and remove the rest).
831                     cmd.args(mem::take(&mut pre_objects_static));
832                 } else if post_objects_static_pie.contains(&arg) {
833                     // Replace the post-link objects (replace the first and remove the rest).
834                     cmd.args(mem::take(&mut post_objects_static));
835                 } else {
836                     cmd.arg(arg);
837                 }
838             }
839             info!("{:?}", &cmd);
840             continue;
841         }
842
843         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
844         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
845         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
846         //
847         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
848         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
849         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
850         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
851         // due to a segfault.
852         //
853         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
854         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
855         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
856         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
857         // we're left with this...
858         if !retry_on_segfault || i > 3 {
859             break;
860         }
861         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
862         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
863         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
864             warn!(
865                 ?cmd, %out,
866                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
867                  automatically retrying again",
868             );
869             continue;
870         }
871
872         if is_illegal_instruction(&output.status) {
873             warn!(
874                 ?cmd, %out, status = %output.status,
875                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
876                  tried to call it, automatically retrying again.",
877             );
878             continue;
879         }
880
881         #[cfg(unix)]
882         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
883             use std::os::unix::prelude::*;
884             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
885         }
886
887         #[cfg(not(unix))]
888         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
889             false
890         }
891     }
892
893     match prog {
894         Ok(prog) => {
895             if !prog.status.success() {
896                 let mut output = prog.stderr.clone();
897                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
898                 let escaped_output = escape_string(&output);
899                 // FIXME: Add UI tests for this error.
900                 let err = errors::LinkingFailed {
901                     linker_path: &linker_path,
902                     exit_status: prog.status,
903                     command: &cmd,
904                     escaped_output: &escaped_output,
905                 };
906                 sess.diagnostic().emit_err(err);
907                 // If MSVC's `link.exe` was expected but the return code
908                 // is not a Microsoft LNK error then suggest a way to fix or
909                 // install the Visual Studio build tools.
910                 if let Some(code) = prog.status.code() {
911                     if sess.target.is_like_msvc
912                         && flavor == LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
913                         // Respect the command line override
914                         && sess.opts.cg.linker.is_none()
915                         // Match exactly "link.exe"
916                         && linker_path.to_str() == Some("link.exe")
917                         // All Microsoft `link.exe` linking error codes are
918                         // four digit numbers in the range 1000 to 9999 inclusive
919                         && (code < 1000 || code > 9999)
920                     {
921                         let is_vs_installed = windows_registry::find_vs_version().is_ok();
922                         let has_linker = windows_registry::find_tool(
923                             &sess.opts.target_triple.triple(),
924                             "link.exe",
925                         )
926                         .is_some();
927
928                         sess.emit_note(errors::LinkExeUnexpectedError);
929                         if is_vs_installed && has_linker {
930                             // the linker is broken
931                             sess.emit_note(errors::RepairVSBuildTools);
932                             sess.emit_note(errors::MissingCppBuildToolComponent);
933                         } else if is_vs_installed {
934                             // the linker is not installed
935                             sess.emit_note(errors::SelectCppBuildToolWorkload);
936                         } else {
937                             // visual studio is not installed
938                             sess.emit_note(errors::VisualStudioNotInstalled);
939                         }
940                     }
941                 }
942
943                 sess.abort_if_errors();
944             }
945             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr));
946             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout));
947         }
948         Err(e) => {
949             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
950
951             if linker_not_found {
952                 sess.emit_err(errors::LinkerNotFound { linker_path, error: e });
953             } else {
954                 sess.emit_err(errors::UnableToExeLinker {
955                     linker_path,
956                     error: e,
957                     command_formatted: format!("{:?}", &cmd),
958                 });
959             }
960
961             if sess.target.is_like_msvc && linker_not_found {
962                 sess.emit_note(errors::MsvcMissingLinker);
963                 sess.emit_note(errors::CheckInstalledVisualStudio);
964                 sess.emit_note(errors::UnsufficientVSCodeProduct);
965             }
966             sess.abort_if_errors();
967         }
968     }
969
970     match sess.split_debuginfo() {
971         // If split debug information is disabled or located in individual files
972         // there's nothing to do here.
973         SplitDebuginfo::Off | SplitDebuginfo::Unpacked => {}
974
975         // If packed split-debuginfo is requested, but the final compilation
976         // doesn't actually have any debug information, then we skip this step.
977         SplitDebuginfo::Packed if sess.opts.debuginfo == DebugInfo::None => {}
978
979         // On macOS the external `dsymutil` tool is used to create the packed
980         // debug information. Note that this will read debug information from
981         // the objects on the filesystem which we'll clean up later.
982         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_osx => {
983             let prog = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output();
984             match prog {
985                 Ok(prog) => {
986                     if !prog.status.success() {
987                         let mut output = prog.stderr.clone();
988                         output.extend_from_slice(&prog.stdout);
989                         sess.emit_warning(errors::ProcessingDymutilFailed {
990                             status: prog.status,
991                             output: escape_string(&output),
992                         });
993                     }
994                 }
995                 Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRunDsymutil { error }),
996             }
997         }
998
999         // On MSVC packed debug information is produced by the linker itself so
1000         // there's no need to do anything else here.
1001         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_windows => {}
1002
1003         // ... and otherwise we're processing a `*.dwp` packed dwarf file.
1004         //
1005         // We cannot rely on the .o paths in the executable because they may have been
1006         // remapped by --remap-path-prefix and therefore invalid, so we need to provide
1007         // the .o/.dwo paths explicitly.
1008         SplitDebuginfo::Packed => link_dwarf_object(sess, codegen_results, out_filename),
1009     }
1010
1011     let strip = strip_value(sess);
1012
1013     if sess.target.is_like_osx {
1014         match (strip, crate_type) {
1015             (Strip::Debuginfo, _) => {
1016                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-S"))
1017             }
1018             // Per the manpage, `-x` is the maximum safe strip level for dynamic libraries. (#93988)
1019             (Strip::Symbols, CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro) => {
1020                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-x"))
1021             }
1022             (Strip::Symbols, _) => {
1023                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, None)
1024             }
1025             (Strip::None, _) => {}
1026         }
1027     }
1028
1029     if sess.target.os == "illumos" {
1030         // Many illumos systems will have both the native 'strip' utility and
1031         // the GNU one. Use the native version explicitly and do not rely on
1032         // what's in the path.
1033         let stripcmd = "/usr/bin/strip";
1034         match strip {
1035             // Always preserve the symbol table (-x).
1036             Strip::Debuginfo => {
1037                 strip_symbols_with_external_utility(sess, stripcmd, &out_filename, Some("-x"))
1038             }
1039             // Strip::Symbols is handled via the --strip-all linker option.
1040             Strip::Symbols => {}
1041             Strip::None => {}
1042         }
1043     }
1044
1045     Ok(())
1046 }
1047
1048 // Temporarily support both -Z strip and -C strip
1049 fn strip_value(sess: &Session) -> Strip {
1050     match (sess.opts.unstable_opts.strip, sess.opts.cg.strip) {
1051         (s, Strip::None) => s,
1052         (_, s) => s,
1053     }
1054 }
1055
1056 fn strip_symbols_with_external_utility<'a>(
1057     sess: &'a Session,
1058     util: &str,
1059     out_filename: &Path,
1060     option: Option<&str>,
1061 ) {
1062     let mut cmd = Command::new(util);
1063     if let Some(option) = option {
1064         cmd.arg(option);
1065     }
1066     let prog = cmd.arg(out_filename).output();
1067     match prog {
1068         Ok(prog) => {
1069             if !prog.status.success() {
1070                 let mut output = prog.stderr.clone();
1071                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
1072                 sess.emit_warning(errors::StrippingDebugInfoFailed {
1073                     util,
1074                     status: prog.status,
1075                     output: escape_string(&output),
1076                 });
1077             }
1078         }
1079         Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRun { util, error }),
1080     }
1081 }
1082
1083 fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
1084     match str::from_utf8(s) {
1085         Ok(s) => s.to_owned(),
1086         Err(_) => format!("Non-UTF-8 output: {}", s.escape_ascii()),
1087     }
1088 }
1089
1090 fn add_sanitizer_libraries(sess: &Session, crate_type: CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
1091     // On macOS the runtimes are distributed as dylibs which should be linked to
1092     // both executables and dynamic shared objects. Everywhere else the runtimes
1093     // are currently distributed as static libraries which should be linked to
1094     // executables only.
1095     let needs_runtime = !sess.target.is_like_android
1096         && match crate_type {
1097             CrateType::Executable => true,
1098             CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro => sess.target.is_like_osx,
1099             CrateType::Rlib | CrateType::Staticlib => false,
1100         };
1101
1102     if !needs_runtime {
1103         return;
1104     }
1105
1106     let sanitizer = sess.opts.unstable_opts.sanitizer;
1107     if sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
1108         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "asan");
1109     }
1110     if sanitizer.contains(SanitizerSet::LEAK) {
1111         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "lsan");
1112     }
1113     if sanitizer.contains(SanitizerSet::MEMORY) {
1114         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "msan");
1115     }
1116     if sanitizer.contains(SanitizerSet::THREAD) {
1117         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "tsan");
1118     }
1119     if sanitizer.contains(SanitizerSet::HWADDRESS) {
1120         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "hwasan");
1121     }
1122 }
1123
1124 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, linker: &mut dyn Linker, name: &str) {
1125     fn find_sanitizer_runtime(sess: &Session, filename: &str) -> PathBuf {
1126         let session_tlib =
1127             filesearch::make_target_lib_path(&sess.sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
1128         let path = session_tlib.join(filename);
1129         if path.exists() {
1130             return session_tlib;
1131         } else {
1132             let default_sysroot =
1133                 filesearch::get_or_default_sysroot().expect("Failed finding sysroot");
1134             let default_tlib = filesearch::make_target_lib_path(
1135                 &default_sysroot,
1136                 sess.opts.target_triple.triple(),
1137             );
1138             return default_tlib;
1139         }
1140     }
1141
1142     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
1143         .map(|channel| format!("-{}", channel))
1144         .unwrap_or_default();
1145
1146     if sess.target.is_like_osx {
1147         // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
1148         // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
1149         // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
1150         // PR #41352 for details).
1151         let filename = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
1152         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename);
1153         let rpath = path.to_str().expect("non-utf8 component in path");
1154         linker.args(&["-Wl,-rpath", "-Xlinker", rpath]);
1155         linker.link_dylib(&filename, false, true);
1156     } else {
1157         let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
1158         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename).join(&filename);
1159         linker.link_whole_rlib(&path);
1160     }
1161 }
1162
1163 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
1164 /// during LTO.
1165 ///
1166 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
1167 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
1168 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
1169 ///
1170 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
1171 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
1172 /// LTO.
1173 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
1174     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
1175     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
1176     // no_builtins or compiler builtins crates).
1177     !sess.target.no_builtins
1178         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
1179 }
1180
1181 // This functions tries to determine the appropriate linker (and corresponding LinkerFlavor) to use
1182 pub fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
1183     fn infer_from(
1184         sess: &Session,
1185         linker: Option<PathBuf>,
1186         flavor: Option<LinkerFlavor>,
1187     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
1188         match (linker, flavor) {
1189             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
1190             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
1191             (None, Some(flavor)) => Some((
1192                 PathBuf::from(match flavor {
1193                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
1194                     | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
1195                     | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes)
1196                     | LinkerFlavor::Unix(Cc::Yes) => {
1197                         if cfg!(any(target_os = "solaris", target_os = "illumos")) {
1198                             // On historical Solaris systems, "cc" may have
1199                             // been Sun Studio, which is not flag-compatible
1200                             // with "gcc".  This history casts a long shadow,
1201                             // and many modern illumos distributions today
1202                             // ship GCC as "gcc" without also making it
1203                             // available as "cc".
1204                             "gcc"
1205                         } else {
1206                             "cc"
1207                         }
1208                     }
1209                     LinkerFlavor::Gnu(_, Lld::Yes)
1210                     | LinkerFlavor::Darwin(_, Lld::Yes)
1211                     | LinkerFlavor::WasmLld(..)
1212                     | LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes) => "lld",
1213                     LinkerFlavor::Gnu(..) | LinkerFlavor::Darwin(..) | LinkerFlavor::Unix(..) => {
1214                         "ld"
1215                     }
1216                     LinkerFlavor::Msvc(..) => "link.exe",
1217                     LinkerFlavor::EmCc => {
1218                         if cfg!(windows) {
1219                             "emcc.bat"
1220                         } else {
1221                             "emcc"
1222                         }
1223                     }
1224                     LinkerFlavor::Bpf => "bpf-linker",
1225                     LinkerFlavor::Ptx => "rust-ptx-linker",
1226                 }),
1227                 flavor,
1228             )),
1229             (Some(linker), None) => {
1230                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
1231                     sess.emit_fatal(errors::LinkerFileStem);
1232                 });
1233
1234                 let flavor = if stem == "emcc" {
1235                     LinkerFlavor::EmCc
1236                 } else if stem == "gcc"
1237                     || stem.ends_with("-gcc")
1238                     || stem == "clang"
1239                     || stem.ends_with("-clang")
1240                 {
1241                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Gcc, &sess.target)
1242                 } else if stem == "wasm-ld" || stem.ends_with("-wasm-ld") {
1243                     LinkerFlavor::WasmLld(Cc::No)
1244                 } else if stem == "ld" || stem.ends_with("-ld") {
1245                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Ld, &sess.target)
1246                 } else if stem == "ld.lld" {
1247                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::No, Lld::Yes)
1248                 } else if stem == "link" {
1249                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
1250                 } else if stem == "lld-link" {
1251                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes)
1252                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
1253                     let lld_flavor = sess.target.linker_flavor.lld_flavor();
1254                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Lld(lld_flavor), &sess.target)
1255                 } else {
1256                     // fall back to the value in the target spec
1257                     sess.target.linker_flavor
1258                 };
1259
1260                 Some((linker, flavor))
1261             }
1262             (None, None) => None,
1263         }
1264     }
1265
1266     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
1267     // specification specifies
1268     let linker_flavor =
1269         sess.opts.cg.linker_flavor.map(|flavor| LinkerFlavor::from_cli(flavor, &sess.target));
1270     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), linker_flavor) {
1271         return ret;
1272     }
1273
1274     if let Some(ret) = infer_from(
1275         sess,
1276         sess.target.linker.as_deref().map(PathBuf::from),
1277         Some(sess.target.linker_flavor),
1278     ) {
1279         return ret;
1280     }
1281
1282     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
1283 }
1284
1285 /// Returns a pair of boolean indicating whether we should preserve the object and
1286 /// dwarf object files on the filesystem for their debug information. This is often
1287 /// useful with split-dwarf like schemes.
1288 fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> (bool, bool) {
1289     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
1290     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
1291         return (false, false);
1292     }
1293
1294     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
1295     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
1296     if sess.crate_types().iter().all(|&x| x.is_archive()) {
1297         return (false, false);
1298     }
1299
1300     match (sess.split_debuginfo(), sess.opts.unstable_opts.split_dwarf_kind) {
1301         // If there is no split debuginfo then do not preserve objects.
1302         (SplitDebuginfo::Off, _) => (false, false),
1303         // If there is packed split debuginfo, then the debuginfo in the objects
1304         // has been packaged and the objects can be deleted.
1305         (SplitDebuginfo::Packed, _) => (false, false),
1306         // If there is unpacked split debuginfo and the current target can not use
1307         // split dwarf, then keep objects.
1308         (SplitDebuginfo::Unpacked, _) if !sess.target_can_use_split_dwarf() => (true, false),
1309         // If there is unpacked split debuginfo and the target can use split dwarf, then
1310         // keep the object containing that debuginfo (whether that is an object file or
1311         // dwarf object file depends on the split dwarf kind).
1312         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Single) => (true, false),
1313         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Split) => (false, true),
1314     }
1315 }
1316
1317 fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
1318     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
1319 }
1320
1321 #[derive(PartialEq)]
1322 enum RlibFlavor {
1323     Normal,
1324     StaticlibBase,
1325 }
1326
1327 fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLib]) {
1328     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
1329         .iter()
1330         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
1331         .filter_map(|lib| {
1332             let name = lib.name?;
1333             match lib.kind {
1334                 NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
1335                 | NativeLibKind::Dylib { .. }
1336                 | NativeLibKind::Unspecified => {
1337                     let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
1338                     if sess.target.is_like_msvc {
1339                         Some(format!("{}{}", name, if verbatim { "" } else { ".lib" }))
1340                     } else if sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1341                         Some(format!("-l{}{}", if verbatim { ":" } else { "" }, name))
1342                     } else {
1343                         Some(format!("-l{}", name))
1344                     }
1345                 }
1346                 NativeLibKind::Framework { .. } => {
1347                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
1348                     Some(format!("-framework {}", name))
1349                 }
1350                 // These are included, no need to print them
1351                 NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. }
1352                 | NativeLibKind::LinkArg
1353                 | NativeLibKind::RawDylib => None,
1354             }
1355         })
1356         .collect();
1357     if !lib_args.is_empty() {
1358         sess.emit_note(errors::StaticLibraryNativeArtifacts);
1359         // Prefix for greppability
1360         sess.emit_note(errors::NativeStaticLibs { arguments: lib_args.join(" ") });
1361     }
1362 }
1363
1364 fn get_object_file_path(sess: &Session, name: &str, self_contained: bool) -> PathBuf {
1365     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
1366     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
1367     if file_path.exists() {
1368         return file_path;
1369     }
1370     // Special directory with objects used only in self-contained linkage mode
1371     if self_contained {
1372         let file_path = fs.get_self_contained_lib_path().join(name);
1373         if file_path.exists() {
1374             return file_path;
1375         }
1376     }
1377     for search_path in fs.search_paths() {
1378         let file_path = search_path.dir.join(name);
1379         if file_path.exists() {
1380             return file_path;
1381         }
1382     }
1383     PathBuf::from(name)
1384 }
1385
1386 fn exec_linker(
1387     sess: &Session,
1388     cmd: &Command,
1389     out_filename: &Path,
1390     tmpdir: &Path,
1391 ) -> io::Result<Output> {
1392     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
1393     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
1394     // we pass on the command line.
1395     //
1396     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
1397     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
1398     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
1399     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
1400     // there instead of looking at the command line.
1401     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1402         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1403             Ok(child) => {
1404                 let output = child.wait_with_output();
1405                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1406                 return output;
1407             }
1408             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1409                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1410             }
1411             Err(e) => return Err(e),
1412         }
1413     }
1414
1415     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1416     let mut cmd2 = cmd.clone();
1417     let mut args = String::new();
1418     for arg in cmd2.take_args() {
1419         args.push_str(
1420             &Escape { arg: arg.to_str().unwrap(), is_like_msvc: sess.target.is_like_msvc }
1421                 .to_string(),
1422         );
1423         args.push('\n');
1424     }
1425     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1426     let bytes = if sess.target.is_like_msvc {
1427         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1428         // start the stream with a UTF-16 BOM
1429         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1430             // encode in little endian
1431             out.push(c as u8);
1432             out.push((c >> 8) as u8);
1433         }
1434         out
1435     } else {
1436         args.into_bytes()
1437     };
1438     fs::write(&file, &bytes)?;
1439     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1440     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1441     let output = cmd2.output();
1442     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1443     return output;
1444
1445     #[cfg(not(windows))]
1446     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1447         Ok(())
1448     }
1449
1450     #[cfg(windows)]
1451     fn flush_linked_file(
1452         command_output: &io::Result<Output>,
1453         out_filename: &Path,
1454     ) -> io::Result<()> {
1455         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1456         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1457         //
1458         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1459         //
1460         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1461         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1462
1463         if let &Ok(ref out) = command_output {
1464             if out.status.success() {
1465                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1466                     of.sync_all()?;
1467                 }
1468             }
1469         }
1470
1471         Ok(())
1472     }
1473
1474     #[cfg(unix)]
1475     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1476         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1477     }
1478
1479     #[cfg(windows)]
1480     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1481         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1482         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1483     }
1484
1485     #[cfg(not(any(unix, windows)))]
1486     fn command_line_too_big(_: &io::Error) -> bool {
1487         false
1488     }
1489
1490     struct Escape<'a> {
1491         arg: &'a str,
1492         is_like_msvc: bool,
1493     }
1494
1495     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1496         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1497             if self.is_like_msvc {
1498                 // This is "documented" at
1499                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1500                 //
1501                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1502                 // syntax I could find online (at least) but some local
1503                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1504                 // at least a few edge cases.
1505                 write!(f, "\"")?;
1506                 for c in self.arg.chars() {
1507                     match c {
1508                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1509                         c => write!(f, "{}", c)?,
1510                     }
1511                 }
1512                 write!(f, "\"")?;
1513             } else {
1514                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1515                 //
1516                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1517                 // > character may be included in an option by surrounding the
1518                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1519                 // > character (including a backslash) may be included by
1520                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1521                 //
1522                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1523                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1524                 for c in self.arg.chars() {
1525                     match c {
1526                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1527                         c => write!(f, "{}", c)?,
1528                     }
1529                 }
1530             }
1531             Ok(())
1532         }
1533     }
1534 }
1535
1536 fn link_output_kind(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> LinkOutputKind {
1537     let kind = match (crate_type, sess.crt_static(Some(crate_type)), sess.relocation_model()) {
1538         (CrateType::Executable, _, _) if sess.is_wasi_reactor() => LinkOutputKind::WasiReactorExe,
1539         (CrateType::Executable, false, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1540             LinkOutputKind::DynamicPicExe
1541         }
1542         (CrateType::Executable, false, _) => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1543         (CrateType::Executable, true, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1544             LinkOutputKind::StaticPicExe
1545         }
1546         (CrateType::Executable, true, _) => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1547         (_, true, _) => LinkOutputKind::StaticDylib,
1548         (_, false, _) => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1549     };
1550
1551     // Adjust the output kind to target capabilities.
1552     let opts = &sess.target;
1553     let pic_exe_supported = opts.position_independent_executables;
1554     let static_pic_exe_supported = opts.static_position_independent_executables;
1555     let static_dylib_supported = opts.crt_static_allows_dylibs;
1556     match kind {
1557         LinkOutputKind::DynamicPicExe if !pic_exe_supported => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1558         LinkOutputKind::StaticPicExe if !static_pic_exe_supported => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1559         LinkOutputKind::StaticDylib if !static_dylib_supported => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1560         _ => kind,
1561     }
1562 }
1563
1564 // Returns true if linker is located within sysroot
1565 fn detect_self_contained_mingw(sess: &Session) -> bool {
1566     let (linker, _) = linker_and_flavor(&sess);
1567     // Assume `-C linker=rust-lld` as self-contained mode
1568     if linker == Path::new("rust-lld") {
1569         return true;
1570     }
1571     let linker_with_extension = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
1572         linker.with_extension("exe")
1573     } else {
1574         linker
1575     };
1576     for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH").unwrap_or_default()) {
1577         let full_path = dir.join(&linker_with_extension);
1578         // If linker comes from sysroot assume self-contained mode
1579         if full_path.is_file() && !full_path.starts_with(&sess.sysroot) {
1580             return false;
1581         }
1582     }
1583     true
1584 }
1585
1586 /// Various toolchain components used during linking are used from rustc distribution
1587 /// instead of being found somewhere on the host system.
1588 /// We only provide such support for a very limited number of targets.
1589 fn self_contained(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> bool {
1590     if let Some(self_contained) = sess.opts.cg.link_self_contained {
1591         return self_contained;
1592     }
1593
1594     match sess.target.link_self_contained {
1595         LinkSelfContainedDefault::False => false,
1596         LinkSelfContainedDefault::True => true,
1597         // FIXME: Find a better heuristic for "native musl toolchain is available",
1598         // based on host and linker path, for example.
1599         // (https://github.com/rust-lang/rust/pull/71769#issuecomment-626330237).
1600         LinkSelfContainedDefault::Musl => sess.crt_static(Some(crate_type)),
1601         LinkSelfContainedDefault::Mingw => {
1602             sess.host == sess.target
1603                 && sess.target.vendor != "uwp"
1604                 && detect_self_contained_mingw(&sess)
1605         }
1606     }
1607 }
1608
1609 /// Add pre-link object files defined by the target spec.
1610 fn add_pre_link_objects(
1611     cmd: &mut dyn Linker,
1612     sess: &Session,
1613     flavor: LinkerFlavor,
1614     link_output_kind: LinkOutputKind,
1615     self_contained: bool,
1616 ) {
1617     // FIXME: we are currently missing some infra here (per-linker-flavor CRT objects),
1618     // so Fuchsia has to be special-cased.
1619     let opts = &sess.target;
1620     let empty = Default::default();
1621     let objects = if self_contained {
1622         &opts.pre_link_objects_self_contained
1623     } else if !(sess.target.os == "fuchsia" && matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))) {
1624         &opts.pre_link_objects
1625     } else {
1626         &empty
1627     };
1628     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1629         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1630     }
1631 }
1632
1633 /// Add post-link object files defined by the target spec.
1634 fn add_post_link_objects(
1635     cmd: &mut dyn Linker,
1636     sess: &Session,
1637     link_output_kind: LinkOutputKind,
1638     self_contained: bool,
1639 ) {
1640     let objects = if self_contained {
1641         &sess.target.post_link_objects_self_contained
1642     } else {
1643         &sess.target.post_link_objects
1644     };
1645     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1646         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1647     }
1648 }
1649
1650 /// Add arbitrary "pre-link" args defined by the target spec or from command line.
1651 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1652 fn add_pre_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1653     if let Some(args) = sess.target.pre_link_args.get(&flavor) {
1654         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1655     }
1656     cmd.args(&sess.opts.unstable_opts.pre_link_args);
1657 }
1658
1659 /// Add a link script embedded in the target, if applicable.
1660 fn add_link_script(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, tmpdir: &Path, crate_type: CrateType) {
1661     match (crate_type, &sess.target.link_script) {
1662         (CrateType::Cdylib | CrateType::Executable, Some(script)) => {
1663             if !sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1664                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptUnavailable);
1665             }
1666
1667             let file_name = ["rustc", &sess.target.llvm_target, "linkfile.ld"].join("-");
1668
1669             let path = tmpdir.join(file_name);
1670             if let Err(error) = fs::write(&path, script.as_ref()) {
1671                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptWriteFailure { path, error });
1672             }
1673
1674             cmd.arg("--script");
1675             cmd.arg(path);
1676         }
1677         _ => {}
1678     }
1679 }
1680
1681 /// Add arbitrary "user defined" args defined from command line.
1682 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1683 fn add_user_defined_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1684     cmd.args(&sess.opts.cg.link_args);
1685 }
1686
1687 /// Add arbitrary "late link" args defined by the target spec.
1688 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1689 fn add_late_link_args(
1690     cmd: &mut dyn Linker,
1691     sess: &Session,
1692     flavor: LinkerFlavor,
1693     crate_type: CrateType,
1694     codegen_results: &CodegenResults,
1695 ) {
1696     let any_dynamic_crate = crate_type == CrateType::Dylib
1697         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
1698             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
1699         });
1700     if any_dynamic_crate {
1701         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
1702             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1703         }
1704     } else {
1705         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_static.get(&flavor) {
1706             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1707         }
1708     }
1709     if let Some(args) = sess.target.late_link_args.get(&flavor) {
1710         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1711     }
1712 }
1713
1714 /// Add arbitrary "post-link" args defined by the target spec.
1715 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1716 fn add_post_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1717     if let Some(args) = sess.target.post_link_args.get(&flavor) {
1718         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1719     }
1720 }
1721
1722 /// Add a synthetic object file that contains reference to all symbols that we want to expose to
1723 /// the linker.
1724 ///
1725 /// Background: we implement rlibs as static library (archives). Linkers treat archives
1726 /// differently from object files: all object files participate in linking, while archives will
1727 /// only participate in linking if they can satisfy at least one undefined reference (version
1728 /// scripts doesn't count). This causes `#[no_mangle]` or `#[used]` items to be ignored by the
1729 /// linker, and since they never participate in the linking, using `KEEP` in the linker scripts
1730 /// can't keep them either. This causes #47384.
1731 ///
1732 /// To keep them around, we could use `--whole-archive` and equivalents to force rlib to
1733 /// participate in linking like object files, but this proves to be expensive (#93791). Therefore
1734 /// we instead just introduce an undefined reference to them. This could be done by `-u` command
1735 /// line option to the linker or `EXTERN(...)` in linker scripts, however they does not only
1736 /// introduce an undefined reference, but also make them the GC roots, preventing `--gc-sections`
1737 /// from removing them, and this is especially problematic for embedded programming where every
1738 /// byte counts.
1739 ///
1740 /// This method creates a synthetic object file, which contains undefined references to all symbols
1741 /// that are necessary for the linking. They are only present in symbol table but not actually
1742 /// used in any sections, so the linker will therefore pick relevant rlibs for linking, but
1743 /// unused `#[no_mangle]` or `#[used]` can still be discard by GC sections.
1744 ///
1745 /// There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
1746 /// libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
1747 /// currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
1748 /// like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
1749 /// circular dependence to work correctly we declare some of these things
1750 /// in this synthetic object.
1751 fn add_linked_symbol_object(
1752     cmd: &mut dyn Linker,
1753     sess: &Session,
1754     tmpdir: &Path,
1755     symbols: &[(String, SymbolExportKind)],
1756 ) {
1757     if symbols.is_empty() {
1758         return;
1759     }
1760
1761     let Some(mut file) = super::metadata::create_object_file(sess) else {
1762         return;
1763     };
1764
1765     // NOTE(nbdd0121): MSVC will hang if the input object file contains no sections,
1766     // so add an empty section.
1767     if file.format() == object::BinaryFormat::Coff {
1768         file.add_section(Vec::new(), ".text".into(), object::SectionKind::Text);
1769
1770         // We handle the name decoration of COFF targets in `symbol_export.rs`, so disable the
1771         // default mangler in `object` crate.
1772         file.set_mangling(object::write::Mangling::None);
1773
1774         // Add feature flags to the object file. On MSVC this is optional but LLD will complain if
1775         // not present.
1776         let mut feature = 0;
1777
1778         if file.architecture() == object::Architecture::I386 {
1779             // Indicate that all SEH handlers are registered in .sxdata section.
1780             // We don't have generate any code, so we don't need .sxdata section but LLD still
1781             // expects us to set this bit (see #96498).
1782             // Reference: https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/debug/pe-format
1783             feature |= 1;
1784         }
1785
1786         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1787             name: "@feat.00".into(),
1788             value: feature,
1789             size: 0,
1790             kind: object::SymbolKind::Data,
1791             scope: object::SymbolScope::Compilation,
1792             weak: false,
1793             section: object::write::SymbolSection::Absolute,
1794             flags: object::SymbolFlags::None,
1795         });
1796     }
1797
1798     for (sym, kind) in symbols.iter() {
1799         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1800             name: sym.clone().into(),
1801             value: 0,
1802             size: 0,
1803             kind: match kind {
1804                 SymbolExportKind::Text => object::SymbolKind::Text,
1805                 SymbolExportKind::Data => object::SymbolKind::Data,
1806                 SymbolExportKind::Tls => object::SymbolKind::Tls,
1807             },
1808             scope: object::SymbolScope::Unknown,
1809             weak: false,
1810             section: object::write::SymbolSection::Undefined,
1811             flags: object::SymbolFlags::None,
1812         });
1813     }
1814
1815     let path = tmpdir.join("symbols.o");
1816     let result = std::fs::write(&path, file.write().unwrap());
1817     if let Err(error) = result {
1818         sess.emit_fatal(errors::FailedToWrite { path, error });
1819     }
1820     cmd.add_object(&path);
1821 }
1822
1823 /// Add object files containing code from the current crate.
1824 fn add_local_crate_regular_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1825     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1826         cmd.add_object(obj);
1827     }
1828 }
1829
1830 /// Add object files for allocator code linked once for the whole crate tree.
1831 fn add_local_crate_allocator_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1832     if let Some(obj) = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref()) {
1833         cmd.add_object(obj);
1834     }
1835 }
1836
1837 /// Add object files containing metadata for the current crate.
1838 fn add_local_crate_metadata_objects(
1839     cmd: &mut dyn Linker,
1840     crate_type: CrateType,
1841     codegen_results: &CodegenResults,
1842 ) {
1843     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1844     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1845     // object file, so we link that in here.
1846     if crate_type == CrateType::Dylib || crate_type == CrateType::ProcMacro {
1847         if let Some(obj) = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref())
1848         {
1849             cmd.add_object(obj);
1850         }
1851     }
1852 }
1853
1854 /// Add sysroot and other globally set directories to the directory search list.
1855 fn add_library_search_dirs(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, self_contained: bool) {
1856     // The default library location, we need this to find the runtime.
1857     // The location of crates will be determined as needed.
1858     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1859     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1860
1861     // Special directory with libraries used only in self-contained linkage mode
1862     if self_contained {
1863         let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_self_contained_lib_path();
1864         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1865     }
1866 }
1867
1868 /// Add options making relocation sections in the produced ELF files read-only
1869 /// and suppressing lazy binding.
1870 fn add_relro_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1871     match sess.opts.unstable_opts.relro_level.unwrap_or(sess.target.relro_level) {
1872         RelroLevel::Full => cmd.full_relro(),
1873         RelroLevel::Partial => cmd.partial_relro(),
1874         RelroLevel::Off => cmd.no_relro(),
1875         RelroLevel::None => {}
1876     }
1877 }
1878
1879 /// Add library search paths used at runtime by dynamic linkers.
1880 fn add_rpath_args(
1881     cmd: &mut dyn Linker,
1882     sess: &Session,
1883     codegen_results: &CodegenResults,
1884     out_filename: &Path,
1885 ) {
1886     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1887     // where extern libraries might live, based on the
1888     // add_lib_search_paths
1889     if sess.opts.cg.rpath {
1890         let libs = codegen_results
1891             .crate_info
1892             .used_crates
1893             .iter()
1894             .filter_map(|cnum| {
1895                 codegen_results.crate_info.used_crate_source[cnum]
1896                     .dylib
1897                     .as_ref()
1898                     .map(|(path, _)| &**path)
1899             })
1900             .collect::<Vec<_>>();
1901         let mut rpath_config = RPathConfig {
1902             libs: &*libs,
1903             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1904             has_rpath: sess.target.has_rpath,
1905             is_like_osx: sess.target.is_like_osx,
1906             linker_is_gnu: sess.target.linker_flavor.is_gnu(),
1907         };
1908         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1909     }
1910 }
1911
1912 /// Produce the linker command line containing linker path and arguments.
1913 ///
1914 /// When comments in the function say "order-(in)dependent" they mean order-dependence between
1915 /// options and libraries/object files. For example `--whole-archive` (order-dependent) applies
1916 /// to specific libraries passed after it, and `-o` (output file, order-independent) applies
1917 /// to the linking process as a whole.
1918 /// Order-independent options may still override each other in order-dependent fashion,
1919 /// e.g `--foo=yes --foo=no` may be equivalent to `--foo=no`.
1920 fn linker_with_args<'a>(
1921     path: &Path,
1922     flavor: LinkerFlavor,
1923     sess: &'a Session,
1924     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
1925     crate_type: CrateType,
1926     tmpdir: &Path,
1927     out_filename: &Path,
1928     codegen_results: &CodegenResults,
1929 ) -> Result<Command, ErrorGuaranteed> {
1930     let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
1931     let cmd = &mut *super::linker::get_linker(
1932         sess,
1933         path,
1934         flavor,
1935         self_contained,
1936         &codegen_results.crate_info.target_cpu,
1937     );
1938     let link_output_kind = link_output_kind(sess, crate_type);
1939
1940     // ------------ Early order-dependent options ------------
1941
1942     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1943     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1944     // dynamic library.
1945     // Must be passed before any libraries to prevent the symbols to export from being thrown away,
1946     // at least on some platforms (e.g. windows-gnu).
1947     cmd.export_symbols(
1948         tmpdir,
1949         crate_type,
1950         &codegen_results.crate_info.exported_symbols[&crate_type],
1951     );
1952
1953     // Can be used for adding custom CRT objects or overriding order-dependent options above.
1954     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
1955     // introduce a target spec option for order-independent linker options and migrate built-in
1956     // specs to it.
1957     add_pre_link_args(cmd, sess, flavor);
1958
1959     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
1960
1961     // Pre-link CRT objects.
1962     add_pre_link_objects(cmd, sess, flavor, link_output_kind, self_contained);
1963
1964     add_linked_symbol_object(
1965         cmd,
1966         sess,
1967         tmpdir,
1968         &codegen_results.crate_info.linked_symbols[&crate_type],
1969     );
1970
1971     // Sanitizer libraries.
1972     add_sanitizer_libraries(sess, crate_type, cmd);
1973
1974     // Object code from the current crate.
1975     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1976     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1977     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1978     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1979     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1980     //
1981     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1982     // such:
1983     //
1984     // 1. The local object that LLVM just generated
1985     // 2. Local native libraries
1986     // 3. Upstream rust libraries
1987     // 4. Upstream native libraries
1988     //
1989     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1990     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1991     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1992     // Upstream rust libraries are not supposed to depend on our local native
1993     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1994     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1995     //
1996     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
1997     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
1998     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
1999     // in this DAG so far because they can only depend on other native libraries
2000     // and such dependencies are also required to be specified.
2001     add_local_crate_regular_objects(cmd, codegen_results);
2002     add_local_crate_metadata_objects(cmd, crate_type, codegen_results);
2003     add_local_crate_allocator_objects(cmd, codegen_results);
2004
2005     // Avoid linking to dynamic libraries unless they satisfy some undefined symbols
2006     // at the point at which they are specified on the command line.
2007     // Must be passed before any (dynamic) libraries to have effect on them.
2008     // On Solaris-like systems, `-z ignore` acts as both `--as-needed` and `--gc-sections`
2009     // so it will ignore unreferenced ELF sections from relocatable objects.
2010     // For that reason, we put this flag after metadata objects as they would otherwise be removed.
2011     // FIXME: Support more fine-grained dead code removal on Solaris/illumos
2012     // and move this option back to the top.
2013     cmd.add_as_needed();
2014
2015     // Local native libraries of all kinds.
2016     //
2017     // If `-Zlink-native-libraries=false` is set, then the assumption is that an
2018     // external build system already has the native dependencies defined, and it
2019     // will provide them to the linker itself.
2020     if sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2021         add_local_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
2022     }
2023
2024     // Upstream rust libraries and their (possibly bundled) static native libraries.
2025     add_upstream_rust_crates(
2026         cmd,
2027         sess,
2028         archive_builder_builder,
2029         codegen_results,
2030         crate_type,
2031         tmpdir,
2032     );
2033
2034     // Dynamic native libraries from upstream crates.
2035     //
2036     // FIXME: Merge this to `add_upstream_rust_crates` so that all native libraries are linked
2037     // together with their respective upstream crates, and in their originally specified order.
2038     // This may be slightly breaking due to our use of `--as-needed` and needs a crater run.
2039     if sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2040         add_upstream_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
2041     }
2042
2043     // Link with the import library generated for any raw-dylib functions.
2044     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2045         collate_raw_dylibs(sess, codegen_results.crate_info.used_libraries.iter())?
2046     {
2047         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2048             sess,
2049             &raw_dylib_name,
2050             &raw_dylib_imports,
2051             tmpdir,
2052             true,
2053         ));
2054     }
2055     // As with add_upstream_native_libraries, we need to add the upstream raw-dylib symbols in case
2056     // they are used within inlined functions or instantiated generic functions. We do this *after*
2057     // handling the raw-dylib symbols in the current crate to make sure that those are chosen first
2058     // by the linker.
2059     let (_, dependency_linkage) = codegen_results
2060         .crate_info
2061         .dependency_formats
2062         .iter()
2063         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2064         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2065     let native_libraries_from_nonstatics = codegen_results
2066         .crate_info
2067         .native_libraries
2068         .iter()
2069         .filter_map(|(cnum, libraries)| {
2070             (dependency_linkage[cnum.as_usize() - 1] != Linkage::Static).then(|| libraries)
2071         })
2072         .flatten();
2073     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2074         collate_raw_dylibs(sess, native_libraries_from_nonstatics)?
2075     {
2076         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2077             sess,
2078             &raw_dylib_name,
2079             &raw_dylib_imports,
2080             tmpdir,
2081             false,
2082         ));
2083     }
2084
2085     // Library linking above uses some global state for things like `-Bstatic`/`-Bdynamic` to make
2086     // command line shorter, reset it to default here before adding more libraries.
2087     cmd.reset_per_library_state();
2088
2089     // FIXME: Built-in target specs occasionally use this for linking system libraries,
2090     // eliminate all such uses by migrating them to `#[link]` attributes in `lib(std,c,unwind)`
2091     // and remove the option.
2092     add_late_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
2093
2094     // ------------ Arbitrary order-independent options ------------
2095
2096     // Add order-independent options determined by rustc from its compiler options,
2097     // target properties and source code.
2098     add_order_independent_options(
2099         cmd,
2100         sess,
2101         link_output_kind,
2102         self_contained,
2103         flavor,
2104         crate_type,
2105         codegen_results,
2106         out_filename,
2107         tmpdir,
2108     );
2109
2110     // Can be used for arbitrary order-independent options.
2111     // In practice may also be occasionally used for linking native libraries.
2112     // Passed after compiler-generated options to support manual overriding when necessary.
2113     add_user_defined_link_args(cmd, sess);
2114
2115     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
2116
2117     // Post-link CRT objects.
2118     add_post_link_objects(cmd, sess, link_output_kind, self_contained);
2119
2120     // ------------ Late order-dependent options ------------
2121
2122     // Doesn't really make sense.
2123     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
2124     // introduce a target spec option for order-independent linker options, migrate built-in specs
2125     // to it and remove the option.
2126     add_post_link_args(cmd, sess, flavor);
2127
2128     Ok(cmd.take_cmd())
2129 }
2130
2131 fn add_order_independent_options(
2132     cmd: &mut dyn Linker,
2133     sess: &Session,
2134     link_output_kind: LinkOutputKind,
2135     self_contained: bool,
2136     flavor: LinkerFlavor,
2137     crate_type: CrateType,
2138     codegen_results: &CodegenResults,
2139     out_filename: &Path,
2140     tmpdir: &Path,
2141 ) {
2142     add_gcc_ld_path(cmd, sess, flavor);
2143
2144     add_apple_sdk(cmd, sess, flavor);
2145
2146     add_link_script(cmd, sess, tmpdir, crate_type);
2147
2148     if sess.target.os == "fuchsia"
2149         && crate_type == CrateType::Executable
2150         && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
2151     {
2152         let prefix = if sess.opts.unstable_opts.sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
2153             "asan/"
2154         } else {
2155             ""
2156         };
2157         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
2158     }
2159
2160     if sess.target.eh_frame_header {
2161         cmd.add_eh_frame_header();
2162     }
2163
2164     // Make the binary compatible with data execution prevention schemes.
2165     cmd.add_no_exec();
2166
2167     if self_contained {
2168         cmd.no_crt_objects();
2169     }
2170
2171     if sess.target.os == "emscripten" {
2172         cmd.arg("-s");
2173         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
2174             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
2175         } else {
2176             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
2177         });
2178     }
2179
2180     if flavor == LinkerFlavor::Ptx {
2181         // Provide the linker with fallback to internal `target-cpu`.
2182         cmd.arg("--fallback-arch");
2183         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2184     } else if flavor == LinkerFlavor::Bpf {
2185         cmd.arg("--cpu");
2186         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2187         cmd.arg("--cpu-features");
2188         cmd.arg(match &sess.opts.cg.target_feature {
2189             feat if !feat.is_empty() => feat.as_ref(),
2190             _ => sess.target.options.features.as_ref(),
2191         });
2192     }
2193
2194     cmd.linker_plugin_lto();
2195
2196     add_library_search_dirs(cmd, sess, self_contained);
2197
2198     cmd.output_filename(out_filename);
2199
2200     if crate_type == CrateType::Executable && sess.target.is_like_windows {
2201         if let Some(ref s) = codegen_results.crate_info.windows_subsystem {
2202             cmd.subsystem(s);
2203         }
2204     }
2205
2206     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
2207     // sections if possible. See more comments in linker.rs
2208     if !sess.link_dead_code() {
2209         // If PGO is enabled sometimes gc_sections will remove the profile data section
2210         // as it appears to be unused. This can then cause the PGO profile file to lose
2211         // some functions. If we are generating a profile we shouldn't strip those metadata
2212         // sections to ensure we have all the data for PGO.
2213         let keep_metadata =
2214             crate_type == CrateType::Dylib || sess.opts.cg.profile_generate.enabled();
2215         if crate_type != CrateType::Executable || !sess.opts.unstable_opts.export_executable_symbols
2216         {
2217             cmd.gc_sections(keep_metadata);
2218         } else {
2219             cmd.no_gc_sections();
2220         }
2221     }
2222
2223     cmd.set_output_kind(link_output_kind, out_filename);
2224
2225     add_relro_args(cmd, sess);
2226
2227     // Pass optimization flags down to the linker.
2228     cmd.optimize();
2229
2230     // Gather the set of NatVis files, if any, and write them out to a temp directory.
2231     let natvis_visualizers = collect_natvis_visualizers(
2232         tmpdir,
2233         sess,
2234         &codegen_results.crate_info.local_crate_name,
2235         &codegen_results.crate_info.natvis_debugger_visualizers,
2236     );
2237
2238     // Pass debuginfo, NatVis debugger visualizers and strip flags down to the linker.
2239     cmd.debuginfo(strip_value(sess), &natvis_visualizers);
2240
2241     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system libraries,
2242     // so by default we tell linkers not to link to any default libraries.
2243     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries && sess.target.no_default_libraries {
2244         cmd.no_default_libraries();
2245     }
2246
2247     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() || sess.instrument_coverage() {
2248         cmd.pgo_gen();
2249     }
2250
2251     if sess.opts.cg.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
2252         cmd.control_flow_guard();
2253     }
2254
2255     add_rpath_args(cmd, sess, codegen_results, out_filename);
2256 }
2257
2258 // Write the NatVis debugger visualizer files for each crate to the temp directory and gather the file paths.
2259 fn collect_natvis_visualizers(
2260     tmpdir: &Path,
2261     sess: &Session,
2262     crate_name: &Symbol,
2263     natvis_debugger_visualizers: &BTreeSet<DebuggerVisualizerFile>,
2264 ) -> Vec<PathBuf> {
2265     let mut visualizer_paths = Vec::with_capacity(natvis_debugger_visualizers.len());
2266
2267     for (index, visualizer) in natvis_debugger_visualizers.iter().enumerate() {
2268         let visualizer_out_file = tmpdir.join(format!("{}-{}.natvis", crate_name.as_str(), index));
2269
2270         match fs::write(&visualizer_out_file, &visualizer.src) {
2271             Ok(()) => {
2272                 visualizer_paths.push(visualizer_out_file);
2273             }
2274             Err(error) => {
2275                 sess.emit_warning(errors::UnableToWriteDebuggerVisualizer {
2276                     path: visualizer_out_file,
2277                     error,
2278                 });
2279             }
2280         };
2281     }
2282     visualizer_paths
2283 }
2284
2285 /// # Native library linking
2286 ///
2287 /// User-supplied library search paths (-L on the command line). These are the same paths used to
2288 /// find Rust crates, so some of them may have been added already by the previous crate linking
2289 /// code. This only allows them to be found at compile time so it is still entirely up to outside
2290 /// forces to make sure that library can be found at runtime.
2291 ///
2292 /// Also note that the native libraries linked here are only the ones located in the current crate.
2293 /// Upstream crates with native library dependencies may have their native library pulled in above.
2294 fn add_local_native_libraries(
2295     cmd: &mut dyn Linker,
2296     sess: &Session,
2297     codegen_results: &CodegenResults,
2298 ) {
2299     let filesearch = sess.target_filesearch(PathKind::All);
2300     for search_path in filesearch.search_paths() {
2301         match search_path.kind {
2302             PathKind::Framework => {
2303                 cmd.framework_path(&search_path.dir);
2304             }
2305             _ => {
2306                 cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir));
2307             }
2308         }
2309     }
2310
2311     let relevant_libs =
2312         codegen_results.crate_info.used_libraries.iter().filter(|l| relevant_lib(sess, l));
2313
2314     let search_path = OnceCell::new();
2315     let mut last = (None, NativeLibKind::Unspecified, None);
2316     for lib in relevant_libs {
2317         let Some(name) = lib.name else {
2318             continue;
2319         };
2320         let name = name.as_str();
2321
2322         // Skip if this library is the same as the last.
2323         last = if (lib.name, lib.kind, lib.verbatim) == last {
2324             continue;
2325         } else {
2326             (lib.name, lib.kind, lib.verbatim)
2327         };
2328
2329         let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2330         match lib.kind {
2331             NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2332                 cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2333             }
2334             NativeLibKind::Unspecified => cmd.link_dylib(name, verbatim, true),
2335             NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2336                 cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2337             }
2338             NativeLibKind::Static { whole_archive, bundle, .. } => {
2339                 if whole_archive == Some(true)
2340                     // Backward compatibility case: this can be a rlib (so `+whole-archive` cannot
2341                     // be added explicitly if necessary, see the error in `fn link_rlib`) compiled
2342                     // as an executable due to `--test`. Use whole-archive implicitly, like before
2343                     // the introduction of native lib modifiers.
2344                     || (whole_archive == None && bundle != Some(false) && sess.opts.test)
2345                 {
2346                     cmd.link_whole_staticlib(
2347                         name,
2348                         verbatim,
2349                         &search_path.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2350                     );
2351                 } else {
2352                     cmd.link_staticlib(name, verbatim)
2353                 }
2354             }
2355             NativeLibKind::RawDylib => {
2356                 // Ignore RawDylib here, they are handled separately in linker_with_args().
2357             }
2358             NativeLibKind::LinkArg => {
2359                 cmd.arg(name);
2360             }
2361         }
2362     }
2363 }
2364
2365 /// # Linking Rust crates and their non-bundled static libraries
2366 ///
2367 /// Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All dependencies will be
2368 /// linked when producing the final output (instead of the intermediate rlib version).
2369 fn add_upstream_rust_crates<'a>(
2370     cmd: &mut dyn Linker,
2371     sess: &'a Session,
2372     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2373     codegen_results: &CodegenResults,
2374     crate_type: CrateType,
2375     tmpdir: &Path,
2376 ) {
2377     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
2378     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
2379     // output of that module, adding crates as necessary.
2380     //
2381     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
2382     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
2383     // involves just passing the right -l flag.
2384
2385     let (_, data) = codegen_results
2386         .crate_info
2387         .dependency_formats
2388         .iter()
2389         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2390         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2391
2392     // Invoke get_used_crates to ensure that we get a topological sorting of
2393     // crates.
2394     let deps = &codegen_results.crate_info.used_crates;
2395
2396     let mut compiler_builtins = None;
2397     let search_path = OnceCell::new();
2398
2399     for &cnum in deps.iter() {
2400         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may
2401         // appear statically in an existing dylib, meaning we'll pick up all the
2402         // symbols from the dylib.
2403         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2404         match data[cnum.as_usize() - 1] {
2405             _ if codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum) => {
2406                 add_static_crate(
2407                     cmd,
2408                     sess,
2409                     archive_builder_builder,
2410                     codegen_results,
2411                     tmpdir,
2412                     cnum,
2413                     &Default::default(),
2414                 );
2415             }
2416             // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
2417             // linked correctly.
2418             _ if codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum) => {
2419                 assert!(compiler_builtins.is_none());
2420                 compiler_builtins = Some(cnum);
2421             }
2422             Linkage::NotLinked | Linkage::IncludedFromDylib => {}
2423             Linkage::Static => {
2424                 let bundled_libs = if sess.opts.unstable_opts.packed_bundled_libs {
2425                     codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum]
2426                         .iter()
2427                         .filter_map(|lib| lib.filename)
2428                         .collect::<FxHashSet<_>>()
2429                 } else {
2430                     Default::default()
2431                 };
2432                 add_static_crate(
2433                     cmd,
2434                     sess,
2435                     archive_builder_builder,
2436                     codegen_results,
2437                     tmpdir,
2438                     cnum,
2439                     &bundled_libs,
2440                 );
2441
2442                 // Link static native libs with "-bundle" modifier only if the crate they originate from
2443                 // is being linked statically to the current crate.  If it's linked dynamically
2444                 // or is an rlib already included via some other dylib crate, the symbols from
2445                 // native libs will have already been included in that dylib.
2446                 //
2447                 // If `-Zlink-native-libraries=false` is set, then the assumption is that an
2448                 // external build system already has the native dependencies defined, and it
2449                 // will provide them to the linker itself.
2450                 if sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2451                     if sess.opts.unstable_opts.packed_bundled_libs {
2452                         // If rlib contains native libs as archives, unpack them to tmpdir.
2453                         let rlib = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
2454                         archive_builder_builder
2455                             .extract_bundled_libs(rlib, tmpdir, &bundled_libs)
2456                             .unwrap_or_else(|e| sess.emit_fatal(e));
2457                     }
2458
2459                     let mut last = (None, NativeLibKind::Unspecified, None);
2460                     for lib in &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum] {
2461                         let Some(name) = lib.name else {
2462                             continue;
2463                         };
2464                         let name = name.as_str();
2465                         if !relevant_lib(sess, lib) {
2466                             continue;
2467                         }
2468
2469                         // Skip if this library is the same as the last.
2470                         last = if (lib.name, lib.kind, lib.verbatim) == last {
2471                             continue;
2472                         } else {
2473                             (lib.name, lib.kind, lib.verbatim)
2474                         };
2475
2476                         match lib.kind {
2477                             NativeLibKind::Static {
2478                                 bundle: Some(false),
2479                                 whole_archive: Some(true),
2480                             } => {
2481                                 cmd.link_whole_staticlib(
2482                                     name,
2483                                     lib.verbatim.unwrap_or(false),
2484                                     search_path.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2485                                 );
2486                             }
2487                             NativeLibKind::Static {
2488                                 bundle: Some(false),
2489                                 whole_archive: Some(false) | None,
2490                             } => {
2491                                 // HACK/FIXME: Fixup a circular dependency between libgcc and libc
2492                                 // with glibc. This logic should be moved to the libc crate.
2493                                 if sess.target.os == "linux"
2494                                     && sess.target.env == "gnu"
2495                                     && name == "c"
2496                                 {
2497                                     cmd.link_staticlib("gcc", false);
2498                                 }
2499                                 cmd.link_staticlib(name, lib.verbatim.unwrap_or(false));
2500                             }
2501                             NativeLibKind::LinkArg => {
2502                                 cmd.arg(name);
2503                             }
2504                             NativeLibKind::Dylib { .. }
2505                             | NativeLibKind::Framework { .. }
2506                             | NativeLibKind::Unspecified
2507                             | NativeLibKind::RawDylib => {}
2508                             NativeLibKind::Static { bundle: Some(true) | None, whole_archive } => {
2509                                 if sess.opts.unstable_opts.packed_bundled_libs {
2510                                     // If rlib contains native libs as archives, they are unpacked to tmpdir.
2511                                     let path = tmpdir.join(lib.filename.unwrap().as_str());
2512                                     if whole_archive == Some(true) {
2513                                         cmd.link_whole_rlib(&path);
2514                                     } else {
2515                                         cmd.link_rlib(&path);
2516                                     }
2517                                 }
2518                             }
2519                         }
2520                     }
2521                 }
2522             }
2523             Linkage::Dynamic => add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0),
2524         }
2525     }
2526
2527     // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
2528     // linked correctly.
2529     // We must always link the `compiler_builtins` crate statically. Even if it
2530     // was already "included" in a dylib (e.g., `libstd` when `-C prefer-dynamic`
2531     // is used)
2532     if let Some(cnum) = compiler_builtins {
2533         add_static_crate(
2534             cmd,
2535             sess,
2536             archive_builder_builder,
2537             codegen_results,
2538             tmpdir,
2539             cnum,
2540             &Default::default(),
2541         );
2542     }
2543
2544     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
2545     fn unlib<'a>(target: &Target, stem: &'a str) -> &'a str {
2546         if stem.starts_with("lib") && !target.is_like_windows { &stem[3..] } else { stem }
2547     }
2548
2549     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
2550     // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO,
2551     // namely that we remove upstream object files.
2552     //
2553     // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
2554     // libraries has already been included in our object file output. As a
2555     // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
2556     // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
2557     // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
2558     // it may contain static native libraries which must be linked in.
2559     //
2560     // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
2561     // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
2562     // still be passed to the linker.
2563     //
2564     // Note, however, that if we're not doing LTO we can just pass the rlib
2565     // blindly to the linker (fast) because it's fine if it's not actually
2566     // included as we're at the end of the dependency chain.
2567     fn add_static_crate<'a>(
2568         cmd: &mut dyn Linker,
2569         sess: &'a Session,
2570         archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2571         codegen_results: &CodegenResults,
2572         tmpdir: &Path,
2573         cnum: CrateNum,
2574         bundled_lib_file_names: &FxHashSet<Symbol>,
2575     ) {
2576         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2577         let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
2578
2579         let mut link_upstream = |path: &Path| {
2580             cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(path));
2581         };
2582
2583         // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
2584         // there's a static library that's not relevant we skip all object
2585         // files.
2586         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
2587         let skip_native = native_libs.iter().any(|lib| {
2588             matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
2589                 && !relevant_lib(sess, lib)
2590         });
2591
2592         if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
2593             || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
2594             && !skip_native
2595         {
2596             link_upstream(cratepath);
2597             return;
2598         }
2599
2600         let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
2601         let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
2602         let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
2603         let bundled_lib_file_names = bundled_lib_file_names.clone();
2604
2605         sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
2606             let canonical_name = name.replace('-', "_");
2607             let upstream_rust_objects_already_included =
2608                 are_upstream_rust_objects_already_included(sess);
2609             let is_builtins = sess.target.no_builtins
2610                 || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum);
2611
2612             let mut archive = archive_builder_builder.new_archive_builder(sess);
2613             if let Err(error) = archive.add_archive(
2614                 cratepath,
2615                 Box::new(move |f| {
2616                     if f == METADATA_FILENAME {
2617                         return true;
2618                     }
2619
2620                     let canonical = f.replace('-', "_");
2621
2622                     let is_rust_object =
2623                         canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
2624
2625                     // If we've been requested to skip all native object files
2626                     // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
2627                     // this file. See above for why we may want to do this.
2628                     let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
2629
2630                     // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
2631                     // file, then we don't need the object file as it's part of the
2632                     // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
2633                     // though, so we let that object file slide.
2634                     let skip_because_lto =
2635                         upstream_rust_objects_already_included && is_rust_object && is_builtins;
2636
2637                     // We skip native libraries because:
2638                     // 1. This native libraries won't be used from the generated rlib,
2639                     //    so we can throw them away to avoid the copying work.
2640                     // 2. We can't allow it to be a single remaining entry in archive
2641                     //    as some linkers may complain on that.
2642                     if bundled_lib_file_names.contains(&Symbol::intern(f)) {
2643                         return true;
2644                     }
2645
2646                     if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
2647                         return true;
2648                     }
2649
2650                     false
2651                 }),
2652             ) {
2653                 sess.emit_fatal(errors::RlibArchiveBuildFailure { error });
2654             }
2655             if archive.build(&dst) {
2656                 link_upstream(&dst);
2657             }
2658         });
2659     }
2660
2661     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
2662     fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
2663         // Just need to tell the linker about where the library lives and
2664         // what its name is
2665         let parent = cratepath.parent();
2666         if let Some(dir) = parent {
2667             cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
2668         }
2669         let filestem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
2670         cmd.link_rust_dylib(
2671             &unlib(&sess.target, filestem),
2672             parent.unwrap_or_else(|| Path::new("")),
2673         );
2674     }
2675 }
2676
2677 /// Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that all of these upstream
2678 /// native dependencies are all non-static dependencies. We've got two cases then:
2679 ///
2680 /// 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the native dependency because
2681 /// the rlib is just an archive.
2682 ///
2683 /// 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to have the dependency
2684 /// present on the system somewhere. Thus, we don't gain a whole lot from not linking in the
2685 /// dynamic dependency to this crate as well.
2686 ///
2687 /// The use case for this is a little subtle. In theory the native dependencies of a crate are
2688 /// purely an implementation detail of the crate itself, but the problem arises with generic and
2689 /// inlined functions. If a generic function calls a native function, then the generic function
2690 /// must be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must also be resolved
2691 /// in the target crate.
2692 fn add_upstream_native_libraries(
2693     cmd: &mut dyn Linker,
2694     sess: &Session,
2695     codegen_results: &CodegenResults,
2696 ) {
2697     let mut last = (None, NativeLibKind::Unspecified, None);
2698     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2699         for lib in codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter() {
2700             let Some(name) = lib.name else {
2701                 continue;
2702             };
2703             let name = name.as_str();
2704             if !relevant_lib(sess, &lib) {
2705                 continue;
2706             }
2707
2708             // Skip if this library is the same as the last.
2709             last = if (lib.name, lib.kind, lib.verbatim) == last {
2710                 continue;
2711             } else {
2712                 (lib.name, lib.kind, lib.verbatim)
2713             };
2714
2715             let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2716             match lib.kind {
2717                 NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2718                     cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2719                 }
2720                 NativeLibKind::Unspecified => cmd.link_dylib(name, verbatim, true),
2721                 NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2722                     cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2723                 }
2724                 // ignore static native libraries here as we've
2725                 // already included them in add_local_native_libraries and
2726                 // add_upstream_rust_crates
2727                 NativeLibKind::Static { .. } => {}
2728                 NativeLibKind::RawDylib | NativeLibKind::LinkArg => {}
2729             }
2730         }
2731     }
2732 }
2733
2734 fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLib) -> bool {
2735     match lib.cfg {
2736         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, CRATE_NODE_ID, None),
2737         None => true,
2738     }
2739 }
2740
2741 pub(crate) fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
2742     match sess.lto() {
2743         config::Lto::Fat => true,
2744         config::Lto::Thin => {
2745             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
2746             // any upstream object files have not been copied yet.
2747             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
2748         }
2749         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
2750     }
2751 }
2752
2753 fn add_apple_sdk(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2754     let arch = &sess.target.arch;
2755     let os = &sess.target.os;
2756     let llvm_target = &sess.target.llvm_target;
2757     if sess.target.vendor != "apple"
2758         || !matches!(os.as_ref(), "ios" | "tvos" | "watchos" | "macos")
2759         || !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(..))
2760     {
2761         return;
2762     }
2763
2764     if os == "macos" && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _)) {
2765         return;
2766     }
2767
2768     let sdk_name = match (arch.as_ref(), os.as_ref()) {
2769         ("aarch64", "tvos") => "appletvos",
2770         ("x86_64", "tvos") => "appletvsimulator",
2771         ("arm", "ios") => "iphoneos",
2772         ("aarch64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2773         ("aarch64", "ios") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "iphonesimulator",
2774         ("aarch64", "ios") => "iphoneos",
2775         ("x86", "ios") => "iphonesimulator",
2776         ("x86_64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2777         ("x86_64", "ios") => "iphonesimulator",
2778         ("x86_64", "watchos") => "watchsimulator",
2779         ("arm64_32", "watchos") => "watchos",
2780         ("aarch64", "watchos") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "watchsimulator",
2781         ("aarch64", "watchos") => "watchos",
2782         ("arm", "watchos") => "watchos",
2783         (_, "macos") => "macosx",
2784         _ => {
2785             sess.emit_err(errors::UnsupportedArch { arch, os });
2786             return;
2787         }
2788     };
2789     let sdk_root = match get_apple_sdk_root(sdk_name) {
2790         Ok(s) => s,
2791         Err(e) => {
2792             sess.emit_err(e);
2793             return;
2794         }
2795     };
2796
2797     match flavor {
2798         LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _) => {
2799             cmd.args(&["-isysroot", &sdk_root, "-Wl,-syslibroot", &sdk_root]);
2800         }
2801         LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _) => {
2802             cmd.args(&["-syslibroot", &sdk_root]);
2803         }
2804         _ => unreachable!(),
2805     }
2806 }
2807
2808 fn get_apple_sdk_root(sdk_name: &str) -> Result<String, errors::AppleSdkRootError<'_>> {
2809     // Following what clang does
2810     // (https://github.com/llvm/llvm-project/blob/
2811     // 296a80102a9b72c3eda80558fb78a3ed8849b341/clang/lib/Driver/ToolChains/Darwin.cpp#L1661-L1678)
2812     // to allow the SDK path to be set. (For clang, xcrun sets
2813     // SDKROOT; for rustc, the user or build system can set it, or we
2814     // can fall back to checking for xcrun on PATH.)
2815     if let Ok(sdkroot) = env::var("SDKROOT") {
2816         let p = Path::new(&sdkroot);
2817         match sdk_name {
2818             // Ignore `SDKROOT` if it's clearly set for the wrong platform.
2819             "appletvos"
2820                 if sdkroot.contains("TVSimulator.platform")
2821                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2822             "appletvsimulator"
2823                 if sdkroot.contains("TVOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2824             "iphoneos"
2825                 if sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform")
2826                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2827             "iphonesimulator"
2828                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {
2829             }
2830             "macosx10.15"
2831                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform")
2832                     || sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform") => {}
2833             "watchos"
2834                 if sdkroot.contains("WatchSimulator.platform")
2835                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2836             "watchsimulator"
2837                 if sdkroot.contains("WatchOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2838             // Ignore `SDKROOT` if it's not a valid path.
2839             _ if !p.is_absolute() || p == Path::new("/") || !p.exists() => {}
2840             _ => return Ok(sdkroot),
2841         }
2842     }
2843     let res =
2844         Command::new("xcrun").arg("--show-sdk-path").arg("-sdk").arg(sdk_name).output().and_then(
2845             |output| {
2846                 if output.status.success() {
2847                     Ok(String::from_utf8(output.stdout).unwrap())
2848                 } else {
2849                     let error = String::from_utf8(output.stderr);
2850                     let error = format!("process exit with error: {}", error.unwrap());
2851                     Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, &error[..]))
2852                 }
2853             },
2854         );
2855
2856     match res {
2857         Ok(output) => Ok(output.trim().to_string()),
2858         Err(error) => Err(errors::AppleSdkRootError::SdkPath { sdk_name, error }),
2859     }
2860 }
2861
2862 fn add_gcc_ld_path(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2863     if let Some(ld_impl) = sess.opts.unstable_opts.gcc_ld {
2864         if let LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
2865         | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
2866         | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes) = flavor
2867         {
2868             match ld_impl {
2869                 LdImpl::Lld => {
2870                     // Implement the "self-contained" part of -Zgcc-ld
2871                     // by adding rustc distribution directories to the tool search path.
2872                     for path in sess.get_tools_search_paths(false) {
2873                         cmd.arg({
2874                             let mut arg = OsString::from("-B");
2875                             arg.push(path.join("gcc-ld"));
2876                             arg
2877                         });
2878                     }
2879                     // Implement the "linker flavor" part of -Zgcc-ld
2880                     // by asking cc to use some kind of lld.
2881                     cmd.arg("-fuse-ld=lld");
2882                     if !flavor.is_gnu() {
2883                         // Tell clang to use a non-default LLD flavor.
2884                         // Gcc doesn't understand the target option, but we currently assume
2885                         // that gcc is not used for Apple and Wasm targets (#97402).
2886                         cmd.arg(format!("--target={}", sess.target.llvm_target));
2887                     }
2888                 }
2889             }
2890         } else {
2891             sess.emit_fatal(errors::OptionGccOnly);
2892         }
2893     }
2894 }