]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs
Rollup merge of #104984 - GuillaumeGomez:remote-crate-primitives, r=notriddle
[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, LOCAL_CRATE};
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};
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_stream = BufWriter::new(
680             OpenOptions::new()
681                 .read(true)
682                 .write(true)
683                 .create(true)
684                 .truncate(true)
685                 .open(dwp_out_filename)?,
686         );
687         let mut output_stream = object::write::StreamingBuffer::new(output_stream);
688         package.finish()?.emit(&mut output_stream)?;
689         output_stream.result()?;
690         output_stream.into_inner().flush()?;
691
692         Ok(())
693     }) {
694         Ok(()) => {}
695         Err(e) => {
696             sess.emit_err(errors::ThorinErrorWrapper(e));
697             sess.abort_if_errors();
698         }
699     }
700 }
701
702 /// Create a dynamic library or executable.
703 ///
704 /// This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This links to all upstream
705 /// files as well.
706 fn link_natively<'a>(
707     sess: &'a Session,
708     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
709     crate_type: CrateType,
710     out_filename: &Path,
711     codegen_results: &CodegenResults,
712     tmpdir: &Path,
713 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
714     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
715     let (linker_path, flavor) = linker_and_flavor(sess);
716     let mut cmd = linker_with_args(
717         &linker_path,
718         flavor,
719         sess,
720         archive_builder_builder,
721         crate_type,
722         tmpdir,
723         out_filename,
724         codegen_results,
725     )?;
726
727     linker::disable_localization(&mut cmd);
728
729     for &(ref k, ref v) in sess.target.link_env.as_ref() {
730         cmd.env(k.as_ref(), v.as_ref());
731     }
732     for k in sess.target.link_env_remove.as_ref() {
733         cmd.env_remove(k.as_ref());
734     }
735
736     if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::LinkArgs) {
737         println!("{:?}", &cmd);
738     }
739
740     // May have not found libraries in the right formats.
741     sess.abort_if_errors();
742
743     // Invoke the system linker
744     info!("{:?}", &cmd);
745     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
746     let unknown_arg_regex =
747         Regex::new(r"(unknown|unrecognized) (command line )?(option|argument)").unwrap();
748     let mut prog;
749     let mut i = 0;
750     loop {
751         i += 1;
752         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &cmd, out_filename, tmpdir));
753         let Ok(ref output) = prog else {
754             break;
755         };
756         if output.status.success() {
757             break;
758         }
759         let mut out = output.stderr.clone();
760         out.extend(&output.stdout);
761         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
762
763         // Check to see if the link failed with an error message that indicates it
764         // doesn't recognize the -no-pie option. If so, re-perform the link step
765         // without it. This is safe because if the linker doesn't support -no-pie
766         // then it should not default to linking executables as pie. Different
767         // versions of gcc seem to use different quotes in the error message so
768         // don't check for them.
769         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
770             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
771             && out.contains("-no-pie")
772             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
773         {
774             info!("linker output: {:?}", out);
775             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
776             for arg in cmd.take_args() {
777                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
778                     cmd.arg(arg);
779                 }
780             }
781             info!("{:?}", &cmd);
782             continue;
783         }
784
785         // Detect '-static-pie' used with an older version of gcc or clang not supporting it.
786         // Fallback from '-static-pie' to '-static' in that case.
787         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
788             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
789             && (out.contains("-static-pie") || out.contains("--no-dynamic-linker"))
790             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-static-pie")
791         {
792             info!("linker output: {:?}", out);
793             warn!(
794                 "Linker does not support -static-pie command line option. Retrying with -static instead."
795             );
796             // Mirror `add_(pre,post)_link_objects` to replace CRT objects.
797             let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
798             let opts = &sess.target;
799             let pre_objects = if self_contained {
800                 &opts.pre_link_objects_self_contained
801             } else {
802                 &opts.pre_link_objects
803             };
804             let post_objects = if self_contained {
805                 &opts.post_link_objects_self_contained
806             } else {
807                 &opts.post_link_objects
808             };
809             let get_objects = |objects: &CrtObjects, kind| {
810                 objects
811                     .get(&kind)
812                     .iter()
813                     .copied()
814                     .flatten()
815                     .map(|obj| get_object_file_path(sess, obj, self_contained).into_os_string())
816                     .collect::<Vec<_>>()
817             };
818             let pre_objects_static_pie = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
819             let post_objects_static_pie = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
820             let mut pre_objects_static = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
821             let mut post_objects_static = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
822             // Assume that we know insertion positions for the replacement arguments from replaced
823             // arguments, which is true for all supported targets.
824             assert!(pre_objects_static.is_empty() || !pre_objects_static_pie.is_empty());
825             assert!(post_objects_static.is_empty() || !post_objects_static_pie.is_empty());
826             for arg in cmd.take_args() {
827                 if arg.to_string_lossy() == "-static-pie" {
828                     // Replace the output kind.
829                     cmd.arg("-static");
830                 } else if pre_objects_static_pie.contains(&arg) {
831                     // Replace the pre-link objects (replace the first and remove the rest).
832                     cmd.args(mem::take(&mut pre_objects_static));
833                 } else if post_objects_static_pie.contains(&arg) {
834                     // Replace the post-link objects (replace the first and remove the rest).
835                     cmd.args(mem::take(&mut post_objects_static));
836                 } else {
837                     cmd.arg(arg);
838                 }
839             }
840             info!("{:?}", &cmd);
841             continue;
842         }
843
844         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
845         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
846         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
847         //
848         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
849         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
850         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
851         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
852         // due to a segfault.
853         //
854         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
855         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
856         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
857         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
858         // we're left with this...
859         if !retry_on_segfault || i > 3 {
860             break;
861         }
862         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
863         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
864         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
865             warn!(
866                 ?cmd, %out,
867                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
868                  automatically retrying again",
869             );
870             continue;
871         }
872
873         if is_illegal_instruction(&output.status) {
874             warn!(
875                 ?cmd, %out, status = %output.status,
876                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
877                  tried to call it, automatically retrying again.",
878             );
879             continue;
880         }
881
882         #[cfg(unix)]
883         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
884             use std::os::unix::prelude::*;
885             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
886         }
887
888         #[cfg(not(unix))]
889         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
890             false
891         }
892     }
893
894     match prog {
895         Ok(prog) => {
896             if !prog.status.success() {
897                 let mut output = prog.stderr.clone();
898                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
899                 let escaped_output = escape_string(&output);
900                 // FIXME: Add UI tests for this error.
901                 let err = errors::LinkingFailed {
902                     linker_path: &linker_path,
903                     exit_status: prog.status,
904                     command: &cmd,
905                     escaped_output: &escaped_output,
906                 };
907                 sess.diagnostic().emit_err(err);
908                 // If MSVC's `link.exe` was expected but the return code
909                 // is not a Microsoft LNK error then suggest a way to fix or
910                 // install the Visual Studio build tools.
911                 if let Some(code) = prog.status.code() {
912                     if sess.target.is_like_msvc
913                         && flavor == LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
914                         // Respect the command line override
915                         && sess.opts.cg.linker.is_none()
916                         // Match exactly "link.exe"
917                         && linker_path.to_str() == Some("link.exe")
918                         // All Microsoft `link.exe` linking error codes are
919                         // four digit numbers in the range 1000 to 9999 inclusive
920                         && (code < 1000 || code > 9999)
921                     {
922                         let is_vs_installed = windows_registry::find_vs_version().is_ok();
923                         let has_linker = windows_registry::find_tool(
924                             &sess.opts.target_triple.triple(),
925                             "link.exe",
926                         )
927                         .is_some();
928
929                         sess.emit_note(errors::LinkExeUnexpectedError);
930                         if is_vs_installed && has_linker {
931                             // the linker is broken
932                             sess.emit_note(errors::RepairVSBuildTools);
933                             sess.emit_note(errors::MissingCppBuildToolComponent);
934                         } else if is_vs_installed {
935                             // the linker is not installed
936                             sess.emit_note(errors::SelectCppBuildToolWorkload);
937                         } else {
938                             // visual studio is not installed
939                             sess.emit_note(errors::VisualStudioNotInstalled);
940                         }
941                     }
942                 }
943
944                 sess.abort_if_errors();
945             }
946             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr));
947             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout));
948         }
949         Err(e) => {
950             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
951
952             if linker_not_found {
953                 sess.emit_err(errors::LinkerNotFound { linker_path, error: e });
954             } else {
955                 sess.emit_err(errors::UnableToExeLinker {
956                     linker_path,
957                     error: e,
958                     command_formatted: format!("{:?}", &cmd),
959                 });
960             }
961
962             if sess.target.is_like_msvc && linker_not_found {
963                 sess.emit_note(errors::MsvcMissingLinker);
964                 sess.emit_note(errors::CheckInstalledVisualStudio);
965                 sess.emit_note(errors::UnsufficientVSCodeProduct);
966             }
967             sess.abort_if_errors();
968         }
969     }
970
971     match sess.split_debuginfo() {
972         // If split debug information is disabled or located in individual files
973         // there's nothing to do here.
974         SplitDebuginfo::Off | SplitDebuginfo::Unpacked => {}
975
976         // If packed split-debuginfo is requested, but the final compilation
977         // doesn't actually have any debug information, then we skip this step.
978         SplitDebuginfo::Packed if sess.opts.debuginfo == DebugInfo::None => {}
979
980         // On macOS the external `dsymutil` tool is used to create the packed
981         // debug information. Note that this will read debug information from
982         // the objects on the filesystem which we'll clean up later.
983         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_osx => {
984             let prog = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output();
985             match prog {
986                 Ok(prog) => {
987                     if !prog.status.success() {
988                         let mut output = prog.stderr.clone();
989                         output.extend_from_slice(&prog.stdout);
990                         sess.emit_warning(errors::ProcessingDymutilFailed {
991                             status: prog.status,
992                             output: escape_string(&output),
993                         });
994                     }
995                 }
996                 Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRunDsymutil { error }),
997             }
998         }
999
1000         // On MSVC packed debug information is produced by the linker itself so
1001         // there's no need to do anything else here.
1002         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_windows => {}
1003
1004         // ... and otherwise we're processing a `*.dwp` packed dwarf file.
1005         //
1006         // We cannot rely on the .o paths in the executable because they may have been
1007         // remapped by --remap-path-prefix and therefore invalid, so we need to provide
1008         // the .o/.dwo paths explicitly.
1009         SplitDebuginfo::Packed => link_dwarf_object(sess, codegen_results, out_filename),
1010     }
1011
1012     let strip = strip_value(sess);
1013
1014     if sess.target.is_like_osx {
1015         match (strip, crate_type) {
1016             (Strip::Debuginfo, _) => {
1017                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-S"))
1018             }
1019             // Per the manpage, `-x` is the maximum safe strip level for dynamic libraries. (#93988)
1020             (Strip::Symbols, CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro) => {
1021                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-x"))
1022             }
1023             (Strip::Symbols, _) => {
1024                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, None)
1025             }
1026             (Strip::None, _) => {}
1027         }
1028     }
1029
1030     if sess.target.os == "illumos" {
1031         // Many illumos systems will have both the native 'strip' utility and
1032         // the GNU one. Use the native version explicitly and do not rely on
1033         // what's in the path.
1034         let stripcmd = "/usr/bin/strip";
1035         match strip {
1036             // Always preserve the symbol table (-x).
1037             Strip::Debuginfo => {
1038                 strip_symbols_with_external_utility(sess, stripcmd, &out_filename, Some("-x"))
1039             }
1040             // Strip::Symbols is handled via the --strip-all linker option.
1041             Strip::Symbols => {}
1042             Strip::None => {}
1043         }
1044     }
1045
1046     Ok(())
1047 }
1048
1049 // Temporarily support both -Z strip and -C strip
1050 fn strip_value(sess: &Session) -> Strip {
1051     match (sess.opts.unstable_opts.strip, sess.opts.cg.strip) {
1052         (s, Strip::None) => s,
1053         (_, s) => s,
1054     }
1055 }
1056
1057 fn strip_symbols_with_external_utility<'a>(
1058     sess: &'a Session,
1059     util: &str,
1060     out_filename: &Path,
1061     option: Option<&str>,
1062 ) {
1063     let mut cmd = Command::new(util);
1064     if let Some(option) = option {
1065         cmd.arg(option);
1066     }
1067     let prog = cmd.arg(out_filename).output();
1068     match prog {
1069         Ok(prog) => {
1070             if !prog.status.success() {
1071                 let mut output = prog.stderr.clone();
1072                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
1073                 sess.emit_warning(errors::StrippingDebugInfoFailed {
1074                     util,
1075                     status: prog.status,
1076                     output: escape_string(&output),
1077                 });
1078             }
1079         }
1080         Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRun { util, error }),
1081     }
1082 }
1083
1084 fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
1085     match str::from_utf8(s) {
1086         Ok(s) => s.to_owned(),
1087         Err(_) => format!("Non-UTF-8 output: {}", s.escape_ascii()),
1088     }
1089 }
1090
1091 fn add_sanitizer_libraries(sess: &Session, crate_type: CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
1092     // On macOS the runtimes are distributed as dylibs which should be linked to
1093     // both executables and dynamic shared objects. Everywhere else the runtimes
1094     // are currently distributed as static libraries which should be linked to
1095     // executables only.
1096     let needs_runtime = !sess.target.is_like_android
1097         && match crate_type {
1098             CrateType::Executable => true,
1099             CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro => sess.target.is_like_osx,
1100             CrateType::Rlib | CrateType::Staticlib => false,
1101         };
1102
1103     if !needs_runtime {
1104         return;
1105     }
1106
1107     let sanitizer = sess.opts.unstable_opts.sanitizer;
1108     if sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
1109         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "asan");
1110     }
1111     if sanitizer.contains(SanitizerSet::LEAK) {
1112         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "lsan");
1113     }
1114     if sanitizer.contains(SanitizerSet::MEMORY) {
1115         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "msan");
1116     }
1117     if sanitizer.contains(SanitizerSet::THREAD) {
1118         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "tsan");
1119     }
1120     if sanitizer.contains(SanitizerSet::HWADDRESS) {
1121         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "hwasan");
1122     }
1123 }
1124
1125 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, linker: &mut dyn Linker, name: &str) {
1126     fn find_sanitizer_runtime(sess: &Session, filename: &str) -> PathBuf {
1127         let session_tlib =
1128             filesearch::make_target_lib_path(&sess.sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
1129         let path = session_tlib.join(filename);
1130         if path.exists() {
1131             return session_tlib;
1132         } else {
1133             let default_sysroot =
1134                 filesearch::get_or_default_sysroot().expect("Failed finding sysroot");
1135             let default_tlib = filesearch::make_target_lib_path(
1136                 &default_sysroot,
1137                 sess.opts.target_triple.triple(),
1138             );
1139             return default_tlib;
1140         }
1141     }
1142
1143     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
1144         .map(|channel| format!("-{}", channel))
1145         .unwrap_or_default();
1146
1147     if sess.target.is_like_osx {
1148         // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
1149         // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
1150         // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
1151         // PR #41352 for details).
1152         let filename = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
1153         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename);
1154         let rpath = path.to_str().expect("non-utf8 component in path");
1155         linker.args(&["-Wl,-rpath", "-Xlinker", rpath]);
1156         linker.link_dylib(&filename, false, true);
1157     } else {
1158         let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
1159         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename).join(&filename);
1160         linker.link_whole_rlib(&path);
1161     }
1162 }
1163
1164 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
1165 /// during LTO.
1166 ///
1167 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
1168 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
1169 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
1170 ///
1171 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
1172 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
1173 /// LTO.
1174 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
1175     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
1176     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
1177     // no_builtins or compiler builtins crates).
1178     !sess.target.no_builtins
1179         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
1180 }
1181
1182 /// This functions tries to determine the appropriate linker (and corresponding LinkerFlavor) to use
1183 pub fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
1184     fn infer_from(
1185         sess: &Session,
1186         linker: Option<PathBuf>,
1187         flavor: Option<LinkerFlavor>,
1188     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
1189         match (linker, flavor) {
1190             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
1191             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
1192             (None, Some(flavor)) => Some((
1193                 PathBuf::from(match flavor {
1194                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
1195                     | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
1196                     | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes)
1197                     | LinkerFlavor::Unix(Cc::Yes) => {
1198                         if cfg!(any(target_os = "solaris", target_os = "illumos")) {
1199                             // On historical Solaris systems, "cc" may have
1200                             // been Sun Studio, which is not flag-compatible
1201                             // with "gcc".  This history casts a long shadow,
1202                             // and many modern illumos distributions today
1203                             // ship GCC as "gcc" without also making it
1204                             // available as "cc".
1205                             "gcc"
1206                         } else {
1207                             "cc"
1208                         }
1209                     }
1210                     LinkerFlavor::Gnu(_, Lld::Yes)
1211                     | LinkerFlavor::Darwin(_, Lld::Yes)
1212                     | LinkerFlavor::WasmLld(..)
1213                     | LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes) => "lld",
1214                     LinkerFlavor::Gnu(..) | LinkerFlavor::Darwin(..) | LinkerFlavor::Unix(..) => {
1215                         "ld"
1216                     }
1217                     LinkerFlavor::Msvc(..) => "link.exe",
1218                     LinkerFlavor::EmCc => {
1219                         if cfg!(windows) {
1220                             "emcc.bat"
1221                         } else {
1222                             "emcc"
1223                         }
1224                     }
1225                     LinkerFlavor::Bpf => "bpf-linker",
1226                     LinkerFlavor::Ptx => "rust-ptx-linker",
1227                 }),
1228                 flavor,
1229             )),
1230             (Some(linker), None) => {
1231                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
1232                     sess.emit_fatal(errors::LinkerFileStem);
1233                 });
1234
1235                 let flavor = if stem == "emcc" {
1236                     LinkerFlavor::EmCc
1237                 } else if stem == "gcc"
1238                     || stem.ends_with("-gcc")
1239                     || stem == "clang"
1240                     || stem.ends_with("-clang")
1241                 {
1242                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Gcc, &sess.target)
1243                 } else if stem == "wasm-ld" || stem.ends_with("-wasm-ld") {
1244                     LinkerFlavor::WasmLld(Cc::No)
1245                 } else if stem == "ld" || stem.ends_with("-ld") {
1246                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Ld, &sess.target)
1247                 } else if stem == "ld.lld" {
1248                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::No, Lld::Yes)
1249                 } else if stem == "link" {
1250                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
1251                 } else if stem == "lld-link" {
1252                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes)
1253                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
1254                     let lld_flavor = sess.target.linker_flavor.lld_flavor();
1255                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Lld(lld_flavor), &sess.target)
1256                 } else {
1257                     // fall back to the value in the target spec
1258                     sess.target.linker_flavor
1259                 };
1260
1261                 Some((linker, flavor))
1262             }
1263             (None, None) => None,
1264         }
1265     }
1266
1267     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
1268     // specification specifies
1269     let linker_flavor =
1270         sess.opts.cg.linker_flavor.map(|flavor| LinkerFlavor::from_cli(flavor, &sess.target));
1271     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), linker_flavor) {
1272         return ret;
1273     }
1274
1275     if let Some(ret) = infer_from(
1276         sess,
1277         sess.target.linker.as_deref().map(PathBuf::from),
1278         Some(sess.target.linker_flavor),
1279     ) {
1280         return ret;
1281     }
1282
1283     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
1284 }
1285
1286 /// Returns a pair of boolean indicating whether we should preserve the object and
1287 /// dwarf object files on the filesystem for their debug information. This is often
1288 /// useful with split-dwarf like schemes.
1289 fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> (bool, bool) {
1290     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
1291     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
1292         return (false, false);
1293     }
1294
1295     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
1296     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
1297     if sess.crate_types().iter().all(|&x| x.is_archive()) {
1298         return (false, false);
1299     }
1300
1301     match (sess.split_debuginfo(), sess.opts.unstable_opts.split_dwarf_kind) {
1302         // If there is no split debuginfo then do not preserve objects.
1303         (SplitDebuginfo::Off, _) => (false, false),
1304         // If there is packed split debuginfo, then the debuginfo in the objects
1305         // has been packaged and the objects can be deleted.
1306         (SplitDebuginfo::Packed, _) => (false, false),
1307         // If there is unpacked split debuginfo and the current target can not use
1308         // split dwarf, then keep objects.
1309         (SplitDebuginfo::Unpacked, _) if !sess.target_can_use_split_dwarf() => (true, false),
1310         // If there is unpacked split debuginfo and the target can use split dwarf, then
1311         // keep the object containing that debuginfo (whether that is an object file or
1312         // dwarf object file depends on the split dwarf kind).
1313         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Single) => (true, false),
1314         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Split) => (false, true),
1315     }
1316 }
1317
1318 fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
1319     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
1320 }
1321
1322 #[derive(PartialEq)]
1323 enum RlibFlavor {
1324     Normal,
1325     StaticlibBase,
1326 }
1327
1328 fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLib]) {
1329     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
1330         .iter()
1331         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
1332         .filter_map(|lib| {
1333             let name = lib.name?;
1334             match lib.kind {
1335                 NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
1336                 | NativeLibKind::Dylib { .. }
1337                 | NativeLibKind::Unspecified => {
1338                     let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
1339                     if sess.target.is_like_msvc {
1340                         Some(format!("{}{}", name, if verbatim { "" } else { ".lib" }))
1341                     } else if sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1342                         Some(format!("-l{}{}", if verbatim { ":" } else { "" }, name))
1343                     } else {
1344                         Some(format!("-l{}", name))
1345                     }
1346                 }
1347                 NativeLibKind::Framework { .. } => {
1348                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
1349                     Some(format!("-framework {}", name))
1350                 }
1351                 // These are included, no need to print them
1352                 NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. }
1353                 | NativeLibKind::LinkArg
1354                 | NativeLibKind::RawDylib => None,
1355             }
1356         })
1357         .collect();
1358     if !lib_args.is_empty() {
1359         sess.emit_note(errors::StaticLibraryNativeArtifacts);
1360         // Prefix for greppability
1361         sess.emit_note(errors::NativeStaticLibs { arguments: lib_args.join(" ") });
1362     }
1363 }
1364
1365 fn get_object_file_path(sess: &Session, name: &str, self_contained: bool) -> PathBuf {
1366     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
1367     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
1368     if file_path.exists() {
1369         return file_path;
1370     }
1371     // Special directory with objects used only in self-contained linkage mode
1372     if self_contained {
1373         let file_path = fs.get_self_contained_lib_path().join(name);
1374         if file_path.exists() {
1375             return file_path;
1376         }
1377     }
1378     for search_path in fs.search_paths() {
1379         let file_path = search_path.dir.join(name);
1380         if file_path.exists() {
1381             return file_path;
1382         }
1383     }
1384     PathBuf::from(name)
1385 }
1386
1387 fn exec_linker(
1388     sess: &Session,
1389     cmd: &Command,
1390     out_filename: &Path,
1391     tmpdir: &Path,
1392 ) -> io::Result<Output> {
1393     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
1394     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
1395     // we pass on the command line.
1396     //
1397     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
1398     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
1399     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
1400     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
1401     // there instead of looking at the command line.
1402     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1403         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1404             Ok(child) => {
1405                 let output = child.wait_with_output();
1406                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1407                 return output;
1408             }
1409             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1410                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1411             }
1412             Err(e) => return Err(e),
1413         }
1414     }
1415
1416     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1417     let mut cmd2 = cmd.clone();
1418     let mut args = String::new();
1419     for arg in cmd2.take_args() {
1420         args.push_str(
1421             &Escape { arg: arg.to_str().unwrap(), is_like_msvc: sess.target.is_like_msvc }
1422                 .to_string(),
1423         );
1424         args.push('\n');
1425     }
1426     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1427     let bytes = if sess.target.is_like_msvc {
1428         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1429         // start the stream with a UTF-16 BOM
1430         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1431             // encode in little endian
1432             out.push(c as u8);
1433             out.push((c >> 8) as u8);
1434         }
1435         out
1436     } else {
1437         args.into_bytes()
1438     };
1439     fs::write(&file, &bytes)?;
1440     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1441     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1442     let output = cmd2.output();
1443     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1444     return output;
1445
1446     #[cfg(not(windows))]
1447     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1448         Ok(())
1449     }
1450
1451     #[cfg(windows)]
1452     fn flush_linked_file(
1453         command_output: &io::Result<Output>,
1454         out_filename: &Path,
1455     ) -> io::Result<()> {
1456         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1457         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1458         //
1459         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1460         //
1461         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1462         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1463
1464         if let &Ok(ref out) = command_output {
1465             if out.status.success() {
1466                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1467                     of.sync_all()?;
1468                 }
1469             }
1470         }
1471
1472         Ok(())
1473     }
1474
1475     #[cfg(unix)]
1476     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1477         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1478     }
1479
1480     #[cfg(windows)]
1481     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1482         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1483         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1484     }
1485
1486     #[cfg(not(any(unix, windows)))]
1487     fn command_line_too_big(_: &io::Error) -> bool {
1488         false
1489     }
1490
1491     struct Escape<'a> {
1492         arg: &'a str,
1493         is_like_msvc: bool,
1494     }
1495
1496     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1497         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1498             if self.is_like_msvc {
1499                 // This is "documented" at
1500                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1501                 //
1502                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1503                 // syntax I could find online (at least) but some local
1504                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1505                 // at least a few edge cases.
1506                 write!(f, "\"")?;
1507                 for c in self.arg.chars() {
1508                     match c {
1509                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1510                         c => write!(f, "{}", c)?,
1511                     }
1512                 }
1513                 write!(f, "\"")?;
1514             } else {
1515                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1516                 //
1517                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1518                 // > character may be included in an option by surrounding the
1519                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1520                 // > character (including a backslash) may be included by
1521                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1522                 //
1523                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1524                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1525                 for c in self.arg.chars() {
1526                     match c {
1527                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1528                         c => write!(f, "{}", c)?,
1529                     }
1530                 }
1531             }
1532             Ok(())
1533         }
1534     }
1535 }
1536
1537 fn link_output_kind(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> LinkOutputKind {
1538     let kind = match (crate_type, sess.crt_static(Some(crate_type)), sess.relocation_model()) {
1539         (CrateType::Executable, _, _) if sess.is_wasi_reactor() => LinkOutputKind::WasiReactorExe,
1540         (CrateType::Executable, false, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1541             LinkOutputKind::DynamicPicExe
1542         }
1543         (CrateType::Executable, false, _) => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1544         (CrateType::Executable, true, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1545             LinkOutputKind::StaticPicExe
1546         }
1547         (CrateType::Executable, true, _) => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1548         (_, true, _) => LinkOutputKind::StaticDylib,
1549         (_, false, _) => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1550     };
1551
1552     // Adjust the output kind to target capabilities.
1553     let opts = &sess.target;
1554     let pic_exe_supported = opts.position_independent_executables;
1555     let static_pic_exe_supported = opts.static_position_independent_executables;
1556     let static_dylib_supported = opts.crt_static_allows_dylibs;
1557     match kind {
1558         LinkOutputKind::DynamicPicExe if !pic_exe_supported => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1559         LinkOutputKind::StaticPicExe if !static_pic_exe_supported => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1560         LinkOutputKind::StaticDylib if !static_dylib_supported => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1561         _ => kind,
1562     }
1563 }
1564
1565 // Returns true if linker is located within sysroot
1566 fn detect_self_contained_mingw(sess: &Session) -> bool {
1567     let (linker, _) = linker_and_flavor(&sess);
1568     // Assume `-C linker=rust-lld` as self-contained mode
1569     if linker == Path::new("rust-lld") {
1570         return true;
1571     }
1572     let linker_with_extension = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
1573         linker.with_extension("exe")
1574     } else {
1575         linker
1576     };
1577     for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH").unwrap_or_default()) {
1578         let full_path = dir.join(&linker_with_extension);
1579         // If linker comes from sysroot assume self-contained mode
1580         if full_path.is_file() && !full_path.starts_with(&sess.sysroot) {
1581             return false;
1582         }
1583     }
1584     true
1585 }
1586
1587 /// Various toolchain components used during linking are used from rustc distribution
1588 /// instead of being found somewhere on the host system.
1589 /// We only provide such support for a very limited number of targets.
1590 fn self_contained(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> bool {
1591     if let Some(self_contained) = sess.opts.cg.link_self_contained {
1592         if sess.target.link_self_contained == LinkSelfContainedDefault::False {
1593             sess.emit_err(errors::UnsupportedLinkSelfContained);
1594         }
1595         return self_contained;
1596     }
1597
1598     match sess.target.link_self_contained {
1599         LinkSelfContainedDefault::False => false,
1600         LinkSelfContainedDefault::True => true,
1601         // FIXME: Find a better heuristic for "native musl toolchain is available",
1602         // based on host and linker path, for example.
1603         // (https://github.com/rust-lang/rust/pull/71769#issuecomment-626330237).
1604         LinkSelfContainedDefault::Musl => sess.crt_static(Some(crate_type)),
1605         LinkSelfContainedDefault::Mingw => {
1606             sess.host == sess.target
1607                 && sess.target.vendor != "uwp"
1608                 && detect_self_contained_mingw(&sess)
1609         }
1610     }
1611 }
1612
1613 /// Add pre-link object files defined by the target spec.
1614 fn add_pre_link_objects(
1615     cmd: &mut dyn Linker,
1616     sess: &Session,
1617     flavor: LinkerFlavor,
1618     link_output_kind: LinkOutputKind,
1619     self_contained: bool,
1620 ) {
1621     // FIXME: we are currently missing some infra here (per-linker-flavor CRT objects),
1622     // so Fuchsia has to be special-cased.
1623     let opts = &sess.target;
1624     let empty = Default::default();
1625     let objects = if self_contained {
1626         &opts.pre_link_objects_self_contained
1627     } else if !(sess.target.os == "fuchsia" && matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))) {
1628         &opts.pre_link_objects
1629     } else {
1630         &empty
1631     };
1632     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1633         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1634     }
1635 }
1636
1637 /// Add post-link object files defined by the target spec.
1638 fn add_post_link_objects(
1639     cmd: &mut dyn Linker,
1640     sess: &Session,
1641     link_output_kind: LinkOutputKind,
1642     self_contained: bool,
1643 ) {
1644     let objects = if self_contained {
1645         &sess.target.post_link_objects_self_contained
1646     } else {
1647         &sess.target.post_link_objects
1648     };
1649     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1650         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1651     }
1652 }
1653
1654 /// Add arbitrary "pre-link" args defined by the target spec or from command line.
1655 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1656 fn add_pre_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1657     if let Some(args) = sess.target.pre_link_args.get(&flavor) {
1658         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1659     }
1660     cmd.args(&sess.opts.unstable_opts.pre_link_args);
1661 }
1662
1663 /// Add a link script embedded in the target, if applicable.
1664 fn add_link_script(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, tmpdir: &Path, crate_type: CrateType) {
1665     match (crate_type, &sess.target.link_script) {
1666         (CrateType::Cdylib | CrateType::Executable, Some(script)) => {
1667             if !sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1668                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptUnavailable);
1669             }
1670
1671             let file_name = ["rustc", &sess.target.llvm_target, "linkfile.ld"].join("-");
1672
1673             let path = tmpdir.join(file_name);
1674             if let Err(error) = fs::write(&path, script.as_ref()) {
1675                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptWriteFailure { path, error });
1676             }
1677
1678             cmd.arg("--script");
1679             cmd.arg(path);
1680         }
1681         _ => {}
1682     }
1683 }
1684
1685 /// Add arbitrary "user defined" args defined from command line.
1686 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1687 fn add_user_defined_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1688     cmd.args(&sess.opts.cg.link_args);
1689 }
1690
1691 /// Add arbitrary "late link" args defined by the target spec.
1692 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1693 fn add_late_link_args(
1694     cmd: &mut dyn Linker,
1695     sess: &Session,
1696     flavor: LinkerFlavor,
1697     crate_type: CrateType,
1698     codegen_results: &CodegenResults,
1699 ) {
1700     let any_dynamic_crate = crate_type == CrateType::Dylib
1701         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
1702             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
1703         });
1704     if any_dynamic_crate {
1705         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
1706             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1707         }
1708     } else {
1709         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_static.get(&flavor) {
1710             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1711         }
1712     }
1713     if let Some(args) = sess.target.late_link_args.get(&flavor) {
1714         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1715     }
1716 }
1717
1718 /// Add arbitrary "post-link" args defined by the target spec.
1719 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1720 fn add_post_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1721     if let Some(args) = sess.target.post_link_args.get(&flavor) {
1722         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1723     }
1724 }
1725
1726 /// Add a synthetic object file that contains reference to all symbols that we want to expose to
1727 /// the linker.
1728 ///
1729 /// Background: we implement rlibs as static library (archives). Linkers treat archives
1730 /// differently from object files: all object files participate in linking, while archives will
1731 /// only participate in linking if they can satisfy at least one undefined reference (version
1732 /// scripts doesn't count). This causes `#[no_mangle]` or `#[used]` items to be ignored by the
1733 /// linker, and since they never participate in the linking, using `KEEP` in the linker scripts
1734 /// can't keep them either. This causes #47384.
1735 ///
1736 /// To keep them around, we could use `--whole-archive` and equivalents to force rlib to
1737 /// participate in linking like object files, but this proves to be expensive (#93791). Therefore
1738 /// we instead just introduce an undefined reference to them. This could be done by `-u` command
1739 /// line option to the linker or `EXTERN(...)` in linker scripts, however they does not only
1740 /// introduce an undefined reference, but also make them the GC roots, preventing `--gc-sections`
1741 /// from removing them, and this is especially problematic for embedded programming where every
1742 /// byte counts.
1743 ///
1744 /// This method creates a synthetic object file, which contains undefined references to all symbols
1745 /// that are necessary for the linking. They are only present in symbol table but not actually
1746 /// used in any sections, so the linker will therefore pick relevant rlibs for linking, but
1747 /// unused `#[no_mangle]` or `#[used]` can still be discard by GC sections.
1748 ///
1749 /// There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
1750 /// libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
1751 /// currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
1752 /// like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
1753 /// circular dependence to work correctly we declare some of these things
1754 /// in this synthetic object.
1755 fn add_linked_symbol_object(
1756     cmd: &mut dyn Linker,
1757     sess: &Session,
1758     tmpdir: &Path,
1759     symbols: &[(String, SymbolExportKind)],
1760 ) {
1761     if symbols.is_empty() {
1762         return;
1763     }
1764
1765     let Some(mut file) = super::metadata::create_object_file(sess) else {
1766         return;
1767     };
1768
1769     // NOTE(nbdd0121): MSVC will hang if the input object file contains no sections,
1770     // so add an empty section.
1771     if file.format() == object::BinaryFormat::Coff {
1772         file.add_section(Vec::new(), ".text".into(), object::SectionKind::Text);
1773
1774         // We handle the name decoration of COFF targets in `symbol_export.rs`, so disable the
1775         // default mangler in `object` crate.
1776         file.set_mangling(object::write::Mangling::None);
1777
1778         // Add feature flags to the object file. On MSVC this is optional but LLD will complain if
1779         // not present.
1780         let mut feature = 0;
1781
1782         if file.architecture() == object::Architecture::I386 {
1783             // Indicate that all SEH handlers are registered in .sxdata section.
1784             // We don't have generate any code, so we don't need .sxdata section but LLD still
1785             // expects us to set this bit (see #96498).
1786             // Reference: https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/debug/pe-format
1787             feature |= 1;
1788         }
1789
1790         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1791             name: "@feat.00".into(),
1792             value: feature,
1793             size: 0,
1794             kind: object::SymbolKind::Data,
1795             scope: object::SymbolScope::Compilation,
1796             weak: false,
1797             section: object::write::SymbolSection::Absolute,
1798             flags: object::SymbolFlags::None,
1799         });
1800     }
1801
1802     for (sym, kind) in symbols.iter() {
1803         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1804             name: sym.clone().into(),
1805             value: 0,
1806             size: 0,
1807             kind: match kind {
1808                 SymbolExportKind::Text => object::SymbolKind::Text,
1809                 SymbolExportKind::Data => object::SymbolKind::Data,
1810                 SymbolExportKind::Tls => object::SymbolKind::Tls,
1811             },
1812             scope: object::SymbolScope::Unknown,
1813             weak: false,
1814             section: object::write::SymbolSection::Undefined,
1815             flags: object::SymbolFlags::None,
1816         });
1817     }
1818
1819     let path = tmpdir.join("symbols.o");
1820     let result = std::fs::write(&path, file.write().unwrap());
1821     if let Err(error) = result {
1822         sess.emit_fatal(errors::FailedToWrite { path, error });
1823     }
1824     cmd.add_object(&path);
1825 }
1826
1827 /// Add object files containing code from the current crate.
1828 fn add_local_crate_regular_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1829     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1830         cmd.add_object(obj);
1831     }
1832 }
1833
1834 /// Add object files for allocator code linked once for the whole crate tree.
1835 fn add_local_crate_allocator_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1836     if let Some(obj) = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref()) {
1837         cmd.add_object(obj);
1838     }
1839 }
1840
1841 /// Add object files containing metadata for the current crate.
1842 fn add_local_crate_metadata_objects(
1843     cmd: &mut dyn Linker,
1844     crate_type: CrateType,
1845     codegen_results: &CodegenResults,
1846 ) {
1847     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1848     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1849     // object file, so we link that in here.
1850     if crate_type == CrateType::Dylib || crate_type == CrateType::ProcMacro {
1851         if let Some(obj) = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref())
1852         {
1853             cmd.add_object(obj);
1854         }
1855     }
1856 }
1857
1858 /// Add sysroot and other globally set directories to the directory search list.
1859 fn add_library_search_dirs(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, self_contained: bool) {
1860     // The default library location, we need this to find the runtime.
1861     // The location of crates will be determined as needed.
1862     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1863     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1864
1865     // Special directory with libraries used only in self-contained linkage mode
1866     if self_contained {
1867         let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_self_contained_lib_path();
1868         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1869     }
1870 }
1871
1872 /// Add options making relocation sections in the produced ELF files read-only
1873 /// and suppressing lazy binding.
1874 fn add_relro_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1875     match sess.opts.unstable_opts.relro_level.unwrap_or(sess.target.relro_level) {
1876         RelroLevel::Full => cmd.full_relro(),
1877         RelroLevel::Partial => cmd.partial_relro(),
1878         RelroLevel::Off => cmd.no_relro(),
1879         RelroLevel::None => {}
1880     }
1881 }
1882
1883 /// Add library search paths used at runtime by dynamic linkers.
1884 fn add_rpath_args(
1885     cmd: &mut dyn Linker,
1886     sess: &Session,
1887     codegen_results: &CodegenResults,
1888     out_filename: &Path,
1889 ) {
1890     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1891     // where extern libraries might live, based on the
1892     // add_lib_search_paths
1893     if sess.opts.cg.rpath {
1894         let libs = codegen_results
1895             .crate_info
1896             .used_crates
1897             .iter()
1898             .filter_map(|cnum| {
1899                 codegen_results.crate_info.used_crate_source[cnum]
1900                     .dylib
1901                     .as_ref()
1902                     .map(|(path, _)| &**path)
1903             })
1904             .collect::<Vec<_>>();
1905         let mut rpath_config = RPathConfig {
1906             libs: &*libs,
1907             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1908             has_rpath: sess.target.has_rpath,
1909             is_like_osx: sess.target.is_like_osx,
1910             linker_is_gnu: sess.target.linker_flavor.is_gnu(),
1911         };
1912         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1913     }
1914 }
1915
1916 /// Produce the linker command line containing linker path and arguments.
1917 ///
1918 /// When comments in the function say "order-(in)dependent" they mean order-dependence between
1919 /// options and libraries/object files. For example `--whole-archive` (order-dependent) applies
1920 /// to specific libraries passed after it, and `-o` (output file, order-independent) applies
1921 /// to the linking process as a whole.
1922 /// Order-independent options may still override each other in order-dependent fashion,
1923 /// e.g `--foo=yes --foo=no` may be equivalent to `--foo=no`.
1924 fn linker_with_args<'a>(
1925     path: &Path,
1926     flavor: LinkerFlavor,
1927     sess: &'a Session,
1928     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
1929     crate_type: CrateType,
1930     tmpdir: &Path,
1931     out_filename: &Path,
1932     codegen_results: &CodegenResults,
1933 ) -> Result<Command, ErrorGuaranteed> {
1934     let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
1935     let cmd = &mut *super::linker::get_linker(
1936         sess,
1937         path,
1938         flavor,
1939         self_contained,
1940         &codegen_results.crate_info.target_cpu,
1941     );
1942     let link_output_kind = link_output_kind(sess, crate_type);
1943
1944     // ------------ Early order-dependent options ------------
1945
1946     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1947     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1948     // dynamic library.
1949     // Must be passed before any libraries to prevent the symbols to export from being thrown away,
1950     // at least on some platforms (e.g. windows-gnu).
1951     cmd.export_symbols(
1952         tmpdir,
1953         crate_type,
1954         &codegen_results.crate_info.exported_symbols[&crate_type],
1955     );
1956
1957     // Can be used for adding custom CRT objects or overriding order-dependent options above.
1958     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
1959     // introduce a target spec option for order-independent linker options and migrate built-in
1960     // specs to it.
1961     add_pre_link_args(cmd, sess, flavor);
1962
1963     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
1964
1965     // Pre-link CRT objects.
1966     add_pre_link_objects(cmd, sess, flavor, link_output_kind, self_contained);
1967
1968     add_linked_symbol_object(
1969         cmd,
1970         sess,
1971         tmpdir,
1972         &codegen_results.crate_info.linked_symbols[&crate_type],
1973     );
1974
1975     // Sanitizer libraries.
1976     add_sanitizer_libraries(sess, crate_type, cmd);
1977
1978     // Object code from the current crate.
1979     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1980     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1981     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1982     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1983     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1984     //
1985     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1986     // such:
1987     //
1988     // 1. The local object that LLVM just generated
1989     // 2. Local native libraries
1990     // 3. Upstream rust libraries
1991     // 4. Upstream native libraries
1992     //
1993     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1994     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1995     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1996     // Upstream rust libraries are not supposed to depend on our local native
1997     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1998     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1999     //
2000     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
2001     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
2002     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
2003     // in this DAG so far because they can only depend on other native libraries
2004     // and such dependencies are also required to be specified.
2005     add_local_crate_regular_objects(cmd, codegen_results);
2006     add_local_crate_metadata_objects(cmd, crate_type, codegen_results);
2007     add_local_crate_allocator_objects(cmd, codegen_results);
2008
2009     // Avoid linking to dynamic libraries unless they satisfy some undefined symbols
2010     // at the point at which they are specified on the command line.
2011     // Must be passed before any (dynamic) libraries to have effect on them.
2012     // On Solaris-like systems, `-z ignore` acts as both `--as-needed` and `--gc-sections`
2013     // so it will ignore unreferenced ELF sections from relocatable objects.
2014     // For that reason, we put this flag after metadata objects as they would otherwise be removed.
2015     // FIXME: Support more fine-grained dead code removal on Solaris/illumos
2016     // and move this option back to the top.
2017     cmd.add_as_needed();
2018
2019     // Local native libraries of all kinds.
2020     add_local_native_libraries(cmd, sess, archive_builder_builder, codegen_results, tmpdir);
2021
2022     // Upstream rust crates and their non-dynamic native libraries.
2023     add_upstream_rust_crates(
2024         cmd,
2025         sess,
2026         archive_builder_builder,
2027         codegen_results,
2028         crate_type,
2029         tmpdir,
2030     );
2031
2032     // Dynamic native libraries from upstream crates.
2033     add_upstream_native_libraries(cmd, sess, archive_builder_builder, codegen_results, tmpdir);
2034
2035     // Link with the import library generated for any raw-dylib functions.
2036     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2037         collate_raw_dylibs(sess, codegen_results.crate_info.used_libraries.iter())?
2038     {
2039         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2040             sess,
2041             &raw_dylib_name,
2042             &raw_dylib_imports,
2043             tmpdir,
2044             true,
2045         ));
2046     }
2047     // As with add_upstream_native_libraries, we need to add the upstream raw-dylib symbols in case
2048     // they are used within inlined functions or instantiated generic functions. We do this *after*
2049     // handling the raw-dylib symbols in the current crate to make sure that those are chosen first
2050     // by the linker.
2051     let (_, dependency_linkage) = codegen_results
2052         .crate_info
2053         .dependency_formats
2054         .iter()
2055         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2056         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2057     let native_libraries_from_nonstatics = codegen_results
2058         .crate_info
2059         .native_libraries
2060         .iter()
2061         .filter_map(|(cnum, libraries)| {
2062             (dependency_linkage[cnum.as_usize() - 1] != Linkage::Static).then(|| libraries)
2063         })
2064         .flatten();
2065     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2066         collate_raw_dylibs(sess, native_libraries_from_nonstatics)?
2067     {
2068         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2069             sess,
2070             &raw_dylib_name,
2071             &raw_dylib_imports,
2072             tmpdir,
2073             false,
2074         ));
2075     }
2076
2077     // Library linking above uses some global state for things like `-Bstatic`/`-Bdynamic` to make
2078     // command line shorter, reset it to default here before adding more libraries.
2079     cmd.reset_per_library_state();
2080
2081     // FIXME: Built-in target specs occasionally use this for linking system libraries,
2082     // eliminate all such uses by migrating them to `#[link]` attributes in `lib(std,c,unwind)`
2083     // and remove the option.
2084     add_late_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
2085
2086     // ------------ Arbitrary order-independent options ------------
2087
2088     // Add order-independent options determined by rustc from its compiler options,
2089     // target properties and source code.
2090     add_order_independent_options(
2091         cmd,
2092         sess,
2093         link_output_kind,
2094         self_contained,
2095         flavor,
2096         crate_type,
2097         codegen_results,
2098         out_filename,
2099         tmpdir,
2100     );
2101
2102     // Can be used for arbitrary order-independent options.
2103     // In practice may also be occasionally used for linking native libraries.
2104     // Passed after compiler-generated options to support manual overriding when necessary.
2105     add_user_defined_link_args(cmd, sess);
2106
2107     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
2108
2109     // Post-link CRT objects.
2110     add_post_link_objects(cmd, sess, link_output_kind, self_contained);
2111
2112     // ------------ Late order-dependent options ------------
2113
2114     // Doesn't really make sense.
2115     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
2116     // introduce a target spec option for order-independent linker options, migrate built-in specs
2117     // to it and remove the option.
2118     add_post_link_args(cmd, sess, flavor);
2119
2120     Ok(cmd.take_cmd())
2121 }
2122
2123 fn add_order_independent_options(
2124     cmd: &mut dyn Linker,
2125     sess: &Session,
2126     link_output_kind: LinkOutputKind,
2127     self_contained: bool,
2128     flavor: LinkerFlavor,
2129     crate_type: CrateType,
2130     codegen_results: &CodegenResults,
2131     out_filename: &Path,
2132     tmpdir: &Path,
2133 ) {
2134     add_gcc_ld_path(cmd, sess, flavor);
2135
2136     add_apple_sdk(cmd, sess, flavor);
2137
2138     add_link_script(cmd, sess, tmpdir, crate_type);
2139
2140     if sess.target.os == "fuchsia"
2141         && crate_type == CrateType::Executable
2142         && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
2143     {
2144         let prefix = if sess.opts.unstable_opts.sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
2145             "asan/"
2146         } else {
2147             ""
2148         };
2149         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
2150     }
2151
2152     if sess.target.eh_frame_header {
2153         cmd.add_eh_frame_header();
2154     }
2155
2156     // Make the binary compatible with data execution prevention schemes.
2157     cmd.add_no_exec();
2158
2159     if self_contained {
2160         cmd.no_crt_objects();
2161     }
2162
2163     if sess.target.os == "emscripten" {
2164         cmd.arg("-s");
2165         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
2166             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
2167         } else {
2168             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
2169         });
2170     }
2171
2172     if flavor == LinkerFlavor::Ptx {
2173         // Provide the linker with fallback to internal `target-cpu`.
2174         cmd.arg("--fallback-arch");
2175         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2176     } else if flavor == LinkerFlavor::Bpf {
2177         cmd.arg("--cpu");
2178         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2179         cmd.arg("--cpu-features");
2180         cmd.arg(match &sess.opts.cg.target_feature {
2181             feat if !feat.is_empty() => feat.as_ref(),
2182             _ => sess.target.options.features.as_ref(),
2183         });
2184     }
2185
2186     cmd.linker_plugin_lto();
2187
2188     add_library_search_dirs(cmd, sess, self_contained);
2189
2190     cmd.output_filename(out_filename);
2191
2192     if crate_type == CrateType::Executable && sess.target.is_like_windows {
2193         if let Some(ref s) = codegen_results.crate_info.windows_subsystem {
2194             cmd.subsystem(s);
2195         }
2196     }
2197
2198     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
2199     // sections if possible. See more comments in linker.rs
2200     if !sess.link_dead_code() {
2201         // If PGO is enabled sometimes gc_sections will remove the profile data section
2202         // as it appears to be unused. This can then cause the PGO profile file to lose
2203         // some functions. If we are generating a profile we shouldn't strip those metadata
2204         // sections to ensure we have all the data for PGO.
2205         let keep_metadata =
2206             crate_type == CrateType::Dylib || sess.opts.cg.profile_generate.enabled();
2207         if crate_type != CrateType::Executable || !sess.opts.unstable_opts.export_executable_symbols
2208         {
2209             cmd.gc_sections(keep_metadata);
2210         } else {
2211             cmd.no_gc_sections();
2212         }
2213     }
2214
2215     cmd.set_output_kind(link_output_kind, out_filename);
2216
2217     add_relro_args(cmd, sess);
2218
2219     // Pass optimization flags down to the linker.
2220     cmd.optimize();
2221
2222     // Gather the set of NatVis files, if any, and write them out to a temp directory.
2223     let natvis_visualizers = collect_natvis_visualizers(
2224         tmpdir,
2225         sess,
2226         &codegen_results.crate_info.local_crate_name,
2227         &codegen_results.crate_info.natvis_debugger_visualizers,
2228     );
2229
2230     // Pass debuginfo, NatVis debugger visualizers and strip flags down to the linker.
2231     cmd.debuginfo(strip_value(sess), &natvis_visualizers);
2232
2233     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system libraries,
2234     // so by default we tell linkers not to link to any default libraries.
2235     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries && sess.target.no_default_libraries {
2236         cmd.no_default_libraries();
2237     }
2238
2239     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() || sess.instrument_coverage() {
2240         cmd.pgo_gen();
2241     }
2242
2243     if sess.opts.cg.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
2244         cmd.control_flow_guard();
2245     }
2246
2247     add_rpath_args(cmd, sess, codegen_results, out_filename);
2248 }
2249
2250 // Write the NatVis debugger visualizer files for each crate to the temp directory and gather the file paths.
2251 fn collect_natvis_visualizers(
2252     tmpdir: &Path,
2253     sess: &Session,
2254     crate_name: &Symbol,
2255     natvis_debugger_visualizers: &BTreeSet<DebuggerVisualizerFile>,
2256 ) -> Vec<PathBuf> {
2257     let mut visualizer_paths = Vec::with_capacity(natvis_debugger_visualizers.len());
2258
2259     for (index, visualizer) in natvis_debugger_visualizers.iter().enumerate() {
2260         let visualizer_out_file = tmpdir.join(format!("{}-{}.natvis", crate_name.as_str(), index));
2261
2262         match fs::write(&visualizer_out_file, &visualizer.src) {
2263             Ok(()) => {
2264                 visualizer_paths.push(visualizer_out_file);
2265             }
2266             Err(error) => {
2267                 sess.emit_warning(errors::UnableToWriteDebuggerVisualizer {
2268                     path: visualizer_out_file,
2269                     error,
2270                 });
2271             }
2272         };
2273     }
2274     visualizer_paths
2275 }
2276
2277 fn add_native_libs_from_crate(
2278     cmd: &mut dyn Linker,
2279     sess: &Session,
2280     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2281     codegen_results: &CodegenResults,
2282     tmpdir: &Path,
2283     search_paths: &OnceCell<Vec<PathBuf>>,
2284     bundled_libs: &FxHashSet<Symbol>,
2285     cnum: CrateNum,
2286     link_static: bool,
2287     link_dynamic: bool,
2288 ) {
2289     if !sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2290         // If `-Zlink-native-libraries=false` is set, then the assumption is that an
2291         // external build system already has the native dependencies defined, and it
2292         // will provide them to the linker itself.
2293         return;
2294     }
2295
2296     if link_static && cnum != LOCAL_CRATE && !bundled_libs.is_empty() {
2297         // If rlib contains native libs as archives, unpack them to tmpdir.
2298         let rlib = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum].rlib.as_ref().unwrap().0;
2299         archive_builder_builder
2300             .extract_bundled_libs(rlib, tmpdir, &bundled_libs)
2301             .unwrap_or_else(|e| sess.emit_fatal(e));
2302     }
2303
2304     let native_libs = match cnum {
2305         LOCAL_CRATE => &codegen_results.crate_info.used_libraries,
2306         _ => &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum],
2307     };
2308
2309     let mut last = (None, NativeLibKind::Unspecified, None);
2310     for lib in native_libs {
2311         let Some(name) = lib.name else {
2312             continue;
2313         };
2314         if !relevant_lib(sess, lib) {
2315             continue;
2316         }
2317
2318         // Skip if this library is the same as the last.
2319         last = if (lib.name, lib.kind, lib.verbatim) == last {
2320             continue;
2321         } else {
2322             (lib.name, lib.kind, lib.verbatim)
2323         };
2324
2325         let name = name.as_str();
2326         let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2327         match lib.kind {
2328             NativeLibKind::Static { bundle, whole_archive } => {
2329                 if link_static {
2330                     let bundle = bundle.unwrap_or(true);
2331                     let whole_archive = whole_archive == Some(true)
2332                         // Backward compatibility case: this can be a rlib (so `+whole-archive`
2333                         // cannot be added explicitly if necessary, see the error in `fn link_rlib`)
2334                         // compiled as an executable due to `--test`. Use whole-archive implicitly,
2335                         // like before the introduction of native lib modifiers.
2336                         || (whole_archive == None
2337                             && bundle
2338                             && cnum == LOCAL_CRATE
2339                             && sess.opts.test);
2340
2341                     if bundle && cnum != LOCAL_CRATE {
2342                         if let Some(filename) = lib.filename {
2343                             // If rlib contains native libs as archives, they are unpacked to tmpdir.
2344                             let path = tmpdir.join(filename.as_str());
2345                             if whole_archive {
2346                                 cmd.link_whole_rlib(&path);
2347                             } else {
2348                                 cmd.link_rlib(&path);
2349                             }
2350                         }
2351                     } else {
2352                         if whole_archive {
2353                             cmd.link_whole_staticlib(
2354                                 name,
2355                                 verbatim,
2356                                 &search_paths.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2357                             );
2358                         } else {
2359                             // HACK/FIXME: Fixup a circular dependency between libgcc and libc
2360                             // with glibc. This logic should be moved to the libc crate.
2361                             if cnum != LOCAL_CRATE
2362                                 && sess.target.os == "linux"
2363                                 && sess.target.env == "gnu"
2364                                 && name == "c"
2365                             {
2366                                 cmd.link_staticlib("gcc", false);
2367                             }
2368                             cmd.link_staticlib(name, verbatim)
2369                         }
2370                     }
2371                 }
2372             }
2373             NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2374                 if link_dynamic {
2375                     cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2376                 }
2377             }
2378             NativeLibKind::Unspecified => {
2379                 if link_dynamic {
2380                     cmd.link_dylib(name, verbatim, true);
2381                 }
2382             }
2383             NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2384                 if link_dynamic {
2385                     cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2386                 }
2387             }
2388             NativeLibKind::RawDylib => {
2389                 // Handled separately in `linker_with_args`.
2390             }
2391             NativeLibKind::LinkArg => {
2392                 if link_static {
2393                     cmd.arg(name);
2394                 }
2395             }
2396         }
2397     }
2398 }
2399
2400 fn add_local_native_libraries(
2401     cmd: &mut dyn Linker,
2402     sess: &Session,
2403     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2404     codegen_results: &CodegenResults,
2405     tmpdir: &Path,
2406 ) {
2407     if sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2408         // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are the same paths
2409         // used to find Rust crates, so some of them may have been added already by the previous
2410         // crate linking code. This only allows them to be found at compile time so it is still
2411         // entirely up to outside forces to make sure that library can be found at runtime.
2412         for search_path in sess.target_filesearch(PathKind::All).search_paths() {
2413             match search_path.kind {
2414                 PathKind::Framework => cmd.framework_path(&search_path.dir),
2415                 _ => cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir)),
2416             }
2417         }
2418     }
2419
2420     let search_paths = OnceCell::new();
2421     // All static and dynamic native library dependencies are linked to the local crate.
2422     let link_static = true;
2423     let link_dynamic = true;
2424     add_native_libs_from_crate(
2425         cmd,
2426         sess,
2427         archive_builder_builder,
2428         codegen_results,
2429         tmpdir,
2430         &search_paths,
2431         &Default::default(),
2432         LOCAL_CRATE,
2433         link_static,
2434         link_dynamic,
2435     );
2436 }
2437
2438 fn add_upstream_rust_crates<'a>(
2439     cmd: &mut dyn Linker,
2440     sess: &'a Session,
2441     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2442     codegen_results: &CodegenResults,
2443     crate_type: CrateType,
2444     tmpdir: &Path,
2445 ) {
2446     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
2447     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
2448     // output of that module, adding crates as necessary.
2449     //
2450     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
2451     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
2452     // involves just passing the right -l flag.
2453     let (_, data) = codegen_results
2454         .crate_info
2455         .dependency_formats
2456         .iter()
2457         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2458         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2459
2460     let search_paths = OnceCell::new();
2461     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2462         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may appear statically in
2463         // an existing dylib, meaning we'll pick up all the symbols from the dylib.
2464         // We must always link crates `compiler_builtins` and `profiler_builtins` statically.
2465         // Even if they were already included into a dylib
2466         // (e.g. `libstd` when `-C prefer-dynamic` is used).
2467         // FIXME: `dependency_formats` can report `profiler_builtins` as `NotLinked` for some
2468         // reason, it shouldn't do that because `profiler_builtins` should indeed be linked.
2469         let linkage = data[cnum.as_usize() - 1];
2470         let link_static_crate = linkage == Linkage::Static
2471             || (linkage == Linkage::IncludedFromDylib || linkage == Linkage::NotLinked)
2472                 && (codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum)
2473                     || codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum));
2474
2475         let mut bundled_libs = Default::default();
2476         match linkage {
2477             Linkage::Static | Linkage::IncludedFromDylib | Linkage::NotLinked => {
2478                 if link_static_crate {
2479                     bundled_libs = codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum]
2480                         .iter()
2481                         .filter_map(|lib| lib.filename)
2482                         .collect();
2483                     add_static_crate(
2484                         cmd,
2485                         sess,
2486                         archive_builder_builder,
2487                         codegen_results,
2488                         tmpdir,
2489                         cnum,
2490                         &bundled_libs,
2491                     );
2492                 }
2493             }
2494             Linkage::Dynamic => {
2495                 let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2496                 add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0);
2497             }
2498         }
2499
2500         // Static libraries are linked for a subset of linked upstream crates.
2501         // 1. If the upstream crate is a directly linked rlib then we must link the native library
2502         // because the rlib is just an archive.
2503         // 2. If the upstream crate is a dylib or a rlib linked through dylib, then we do not link
2504         // the native library because it is already linked into the dylib, and even if
2505         // inline/const/generic functions from the dylib can refer to symbols from the native
2506         // library, those symbols should be exported and available from the dylib anyway.
2507         // 3. Libraries bundled into `(compiler,profiler)_builtins` are special, see above.
2508         let link_static = link_static_crate;
2509         // Dynamic libraries are not linked here, see the FIXME in `add_upstream_native_libraries`.
2510         let link_dynamic = false;
2511         add_native_libs_from_crate(
2512             cmd,
2513             sess,
2514             archive_builder_builder,
2515             codegen_results,
2516             tmpdir,
2517             &search_paths,
2518             &bundled_libs,
2519             cnum,
2520             link_static,
2521             link_dynamic,
2522         );
2523     }
2524 }
2525
2526 fn add_upstream_native_libraries(
2527     cmd: &mut dyn Linker,
2528     sess: &Session,
2529     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2530     codegen_results: &CodegenResults,
2531     tmpdir: &Path,
2532 ) {
2533     let search_path = OnceCell::new();
2534     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2535         // Static libraries are not linked here, they are linked in `add_upstream_rust_crates`.
2536         // FIXME: Merge this function to `add_upstream_rust_crates` so that all native libraries
2537         // are linked together with their respective upstream crates, and in their originally
2538         // specified order. This is slightly breaking due to our use of `--as-needed` (see crater
2539         // results in https://github.com/rust-lang/rust/pull/102832#issuecomment-1279772306).
2540         let link_static = false;
2541         // Dynamic libraries are linked for all linked upstream crates.
2542         // 1. If the upstream crate is a directly linked rlib then we must link the native library
2543         // because the rlib is just an archive.
2544         // 2. If the upstream crate is a dylib or a rlib linked through dylib, then we have to link
2545         // the native library too because inline/const/generic functions from the dylib can refer
2546         // to symbols from the native library, so the native library providing those symbols should
2547         // be available when linking our final binary.
2548         let link_dynamic = true;
2549         add_native_libs_from_crate(
2550             cmd,
2551             sess,
2552             archive_builder_builder,
2553             codegen_results,
2554             tmpdir,
2555             &search_path,
2556             &Default::default(),
2557             cnum,
2558             link_static,
2559             link_dynamic,
2560         );
2561     }
2562 }
2563
2564 // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
2565 // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO,
2566 // namely that we remove upstream object files.
2567 //
2568 // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
2569 // libraries has already been included in our object file output. As a
2570 // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
2571 // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
2572 // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
2573 // it may contain static native libraries which must be linked in.
2574 //
2575 // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
2576 // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
2577 // still be passed to the linker.
2578 //
2579 // Note, however, that if we're not doing LTO we can just pass the rlib
2580 // blindly to the linker (fast) because it's fine if it's not actually
2581 // included as we're at the end of the dependency chain.
2582 fn add_static_crate<'a>(
2583     cmd: &mut dyn Linker,
2584     sess: &'a Session,
2585     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2586     codegen_results: &CodegenResults,
2587     tmpdir: &Path,
2588     cnum: CrateNum,
2589     bundled_lib_file_names: &FxHashSet<Symbol>,
2590 ) {
2591     let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2592     let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
2593
2594     let mut link_upstream = |path: &Path| {
2595         cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(path));
2596     };
2597
2598     // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
2599     // there's a static library that's not relevant we skip all object
2600     // files.
2601     let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
2602     let skip_native = native_libs.iter().any(|lib| {
2603         matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
2604             && !relevant_lib(sess, lib)
2605     });
2606
2607     if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
2608         || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
2609         && !skip_native
2610     {
2611         link_upstream(cratepath);
2612         return;
2613     }
2614
2615     let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
2616     let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
2617     let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
2618     let bundled_lib_file_names = bundled_lib_file_names.clone();
2619
2620     sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
2621         let canonical_name = name.replace('-', "_");
2622         let upstream_rust_objects_already_included =
2623             are_upstream_rust_objects_already_included(sess);
2624         let is_builtins =
2625             sess.target.no_builtins || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum);
2626
2627         let mut archive = archive_builder_builder.new_archive_builder(sess);
2628         if let Err(e) = archive.add_archive(
2629             cratepath,
2630             Box::new(move |f| {
2631                 if f == METADATA_FILENAME {
2632                     return true;
2633                 }
2634
2635                 let canonical = f.replace('-', "_");
2636
2637                 let is_rust_object =
2638                     canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
2639
2640                 // If we've been requested to skip all native object files
2641                 // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
2642                 // this file. See above for why we may want to do this.
2643                 let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
2644
2645                 // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
2646                 // file, then we don't need the object file as it's part of the
2647                 // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
2648                 // though, so we let that object file slide.
2649                 let skip_because_lto =
2650                     upstream_rust_objects_already_included && is_rust_object && is_builtins;
2651
2652                 // We skip native libraries because:
2653                 // 1. This native libraries won't be used from the generated rlib,
2654                 //    so we can throw them away to avoid the copying work.
2655                 // 2. We can't allow it to be a single remaining entry in archive
2656                 //    as some linkers may complain on that.
2657                 if bundled_lib_file_names.contains(&Symbol::intern(f)) {
2658                     return true;
2659                 }
2660
2661                 if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
2662                     return true;
2663                 }
2664
2665                 false
2666             }),
2667         ) {
2668             sess.fatal(&format!("failed to build archive from rlib: {}", e));
2669         }
2670         if archive.build(&dst) {
2671             link_upstream(&dst);
2672         }
2673     });
2674 }
2675
2676 // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
2677 fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
2678     // Just need to tell the linker about where the library lives and
2679     // what its name is
2680     let parent = cratepath.parent();
2681     if let Some(dir) = parent {
2682         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
2683     }
2684     let stem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
2685     // Convert library file-stem into a cc -l argument.
2686     let prefix = if stem.starts_with("lib") && !sess.target.is_like_windows { 3 } else { 0 };
2687     cmd.link_rust_dylib(&stem[prefix..], parent.unwrap_or_else(|| Path::new("")));
2688 }
2689
2690 fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLib) -> bool {
2691     match lib.cfg {
2692         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, CRATE_NODE_ID, None),
2693         None => true,
2694     }
2695 }
2696
2697 pub(crate) fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
2698     match sess.lto() {
2699         config::Lto::Fat => true,
2700         config::Lto::Thin => {
2701             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
2702             // any upstream object files have not been copied yet.
2703             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
2704         }
2705         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
2706     }
2707 }
2708
2709 fn add_apple_sdk(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2710     let arch = &sess.target.arch;
2711     let os = &sess.target.os;
2712     let llvm_target = &sess.target.llvm_target;
2713     if sess.target.vendor != "apple"
2714         || !matches!(os.as_ref(), "ios" | "tvos" | "watchos" | "macos")
2715         || !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(..))
2716     {
2717         return;
2718     }
2719
2720     if os == "macos" && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _)) {
2721         return;
2722     }
2723
2724     let sdk_name = match (arch.as_ref(), os.as_ref()) {
2725         ("aarch64", "tvos") => "appletvos",
2726         ("x86_64", "tvos") => "appletvsimulator",
2727         ("arm", "ios") => "iphoneos",
2728         ("aarch64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2729         ("aarch64", "ios") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "iphonesimulator",
2730         ("aarch64", "ios") => "iphoneos",
2731         ("x86", "ios") => "iphonesimulator",
2732         ("x86_64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2733         ("x86_64", "ios") => "iphonesimulator",
2734         ("x86_64", "watchos") => "watchsimulator",
2735         ("arm64_32", "watchos") => "watchos",
2736         ("aarch64", "watchos") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "watchsimulator",
2737         ("aarch64", "watchos") => "watchos",
2738         ("arm", "watchos") => "watchos",
2739         (_, "macos") => "macosx",
2740         _ => {
2741             sess.emit_err(errors::UnsupportedArch { arch, os });
2742             return;
2743         }
2744     };
2745     let sdk_root = match get_apple_sdk_root(sdk_name) {
2746         Ok(s) => s,
2747         Err(e) => {
2748             sess.emit_err(e);
2749             return;
2750         }
2751     };
2752
2753     match flavor {
2754         LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _) => {
2755             cmd.args(&["-isysroot", &sdk_root, "-Wl,-syslibroot", &sdk_root]);
2756         }
2757         LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _) => {
2758             cmd.args(&["-syslibroot", &sdk_root]);
2759         }
2760         _ => unreachable!(),
2761     }
2762 }
2763
2764 fn get_apple_sdk_root(sdk_name: &str) -> Result<String, errors::AppleSdkRootError<'_>> {
2765     // Following what clang does
2766     // (https://github.com/llvm/llvm-project/blob/
2767     // 296a80102a9b72c3eda80558fb78a3ed8849b341/clang/lib/Driver/ToolChains/Darwin.cpp#L1661-L1678)
2768     // to allow the SDK path to be set. (For clang, xcrun sets
2769     // SDKROOT; for rustc, the user or build system can set it, or we
2770     // can fall back to checking for xcrun on PATH.)
2771     if let Ok(sdkroot) = env::var("SDKROOT") {
2772         let p = Path::new(&sdkroot);
2773         match sdk_name {
2774             // Ignore `SDKROOT` if it's clearly set for the wrong platform.
2775             "appletvos"
2776                 if sdkroot.contains("TVSimulator.platform")
2777                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2778             "appletvsimulator"
2779                 if sdkroot.contains("TVOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2780             "iphoneos"
2781                 if sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform")
2782                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2783             "iphonesimulator"
2784                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {
2785             }
2786             "macosx10.15"
2787                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform")
2788                     || sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform") => {}
2789             "watchos"
2790                 if sdkroot.contains("WatchSimulator.platform")
2791                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2792             "watchsimulator"
2793                 if sdkroot.contains("WatchOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2794             // Ignore `SDKROOT` if it's not a valid path.
2795             _ if !p.is_absolute() || p == Path::new("/") || !p.exists() => {}
2796             _ => return Ok(sdkroot),
2797         }
2798     }
2799     let res =
2800         Command::new("xcrun").arg("--show-sdk-path").arg("-sdk").arg(sdk_name).output().and_then(
2801             |output| {
2802                 if output.status.success() {
2803                     Ok(String::from_utf8(output.stdout).unwrap())
2804                 } else {
2805                     let error = String::from_utf8(output.stderr);
2806                     let error = format!("process exit with error: {}", error.unwrap());
2807                     Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, &error[..]))
2808                 }
2809             },
2810         );
2811
2812     match res {
2813         Ok(output) => Ok(output.trim().to_string()),
2814         Err(error) => Err(errors::AppleSdkRootError::SdkPath { sdk_name, error }),
2815     }
2816 }
2817
2818 fn add_gcc_ld_path(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2819     if let Some(ld_impl) = sess.opts.unstable_opts.gcc_ld {
2820         if let LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
2821         | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
2822         | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes) = flavor
2823         {
2824             match ld_impl {
2825                 LdImpl::Lld => {
2826                     // Implement the "self-contained" part of -Zgcc-ld
2827                     // by adding rustc distribution directories to the tool search path.
2828                     for path in sess.get_tools_search_paths(false) {
2829                         cmd.arg({
2830                             let mut arg = OsString::from("-B");
2831                             arg.push(path.join("gcc-ld"));
2832                             arg
2833                         });
2834                     }
2835                     // Implement the "linker flavor" part of -Zgcc-ld
2836                     // by asking cc to use some kind of lld.
2837                     cmd.arg("-fuse-ld=lld");
2838                     if !flavor.is_gnu() {
2839                         // Tell clang to use a non-default LLD flavor.
2840                         // Gcc doesn't understand the target option, but we currently assume
2841                         // that gcc is not used for Apple and Wasm targets (#97402).
2842                         cmd.arg(format!("--target={}", sess.target.llvm_target));
2843                     }
2844                 }
2845             }
2846         } else {
2847             sess.emit_fatal(errors::OptionGccOnly);
2848         }
2849     }
2850 }