]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs
Rollup merge of #103996 - SUPERCILEX:docs, r=RalfJung
[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_metadata, 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_rmeta_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::{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_rmeta_file(sess, codegen_results.metadata.raw_data());
296             let metadata = emit_metadata(sess, &metadata, tmpdir);
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                 packed_bundled_libs.push(find_native_static_library(
380                     lib.filename.unwrap().as_str(),
381                     Some(true),
382                     &lib_search_paths,
383                     sess,
384                 ));
385                 continue;
386             }
387             ab.add_archive(&location, Box::new(|_| false)).unwrap_or_else(|error| {
388                 sess.emit_fatal(errors::AddNativeLibrary { library_path: location, error });
389             });
390         }
391     }
392
393     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
394         collate_raw_dylibs(sess, codegen_results.crate_info.used_libraries.iter())?
395     {
396         let output_path = archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
397             sess,
398             &raw_dylib_name,
399             &raw_dylib_imports,
400             tmpdir.as_ref(),
401             true,
402         );
403
404         ab.add_archive(&output_path, Box::new(|_| false)).unwrap_or_else(|error| {
405             sess.emit_fatal(errors::AddNativeLibrary { library_path: output_path, error });
406         });
407     }
408
409     if let Some(trailing_metadata) = trailing_metadata {
410         // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
411         // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
412         // this is as follows:
413         //
414         // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
415         //   objects from above. The reason for this is described below.
416         //
417         // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
418         //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
419         //   linkable.
420         //
421         //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
422         //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
423         //   object file. Read architecture from the object file.
424         //
425         // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
426         //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
427         //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
428         //
429         // * Most of the time metadata in rlib files is wrapped in a "dummy" object
430         //   file for the target platform so the rlib can be processed entirely by
431         //   normal linkers for the platform. Sometimes this is not possible however.
432         //
433         // Basically, all this means is that this code should not move above the
434         // code above.
435         ab.add_file(&trailing_metadata);
436     }
437
438     // Add all bundled static native library dependencies.
439     // Archives added to the end of .rlib archive, see comment above for the reason.
440     for lib in packed_bundled_libs {
441         ab.add_file(&lib)
442     }
443
444     return Ok(ab);
445 }
446
447 /// Extract all symbols defined in raw-dylib libraries, collated by library name.
448 ///
449 /// If we have multiple extern blocks that specify symbols defined in the same raw-dylib library,
450 /// then the CodegenResults value contains one NativeLib instance for each block.  However, the
451 /// linker appears to expect only a single import library for each library used, so we need to
452 /// collate the symbols together by library name before generating the import libraries.
453 fn collate_raw_dylibs<'a, 'b>(
454     sess: &'a Session,
455     used_libraries: impl IntoIterator<Item = &'b NativeLib>,
456 ) -> Result<Vec<(String, Vec<DllImport>)>, ErrorGuaranteed> {
457     // Use index maps to preserve original order of imports and libraries.
458     let mut dylib_table = FxIndexMap::<String, FxIndexMap<Symbol, &DllImport>>::default();
459
460     for lib in used_libraries {
461         if lib.kind == NativeLibKind::RawDylib {
462             let ext = if matches!(lib.verbatim, Some(true)) { "" } else { ".dll" };
463             let name = format!("{}{}", lib.name.expect("unnamed raw-dylib library"), ext);
464             let imports = dylib_table.entry(name.clone()).or_default();
465             for import in &lib.dll_imports {
466                 if let Some(old_import) = imports.insert(import.name, import) {
467                     // FIXME: when we add support for ordinals, figure out if we need to do anything
468                     // if we have two DllImport values with the same name but different ordinals.
469                     if import.calling_convention != old_import.calling_convention {
470                         sess.emit_err(errors::MultipleExternalFuncDecl {
471                             span: import.span,
472                             function: import.name,
473                             library_name: &name,
474                         });
475                     }
476                 }
477             }
478         }
479     }
480     sess.compile_status()?;
481     Ok(dylib_table
482         .into_iter()
483         .map(|(name, imports)| {
484             (name, imports.into_iter().map(|(_, import)| import.clone()).collect())
485         })
486         .collect())
487 }
488
489 /// Create a static archive.
490 ///
491 /// This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding all of the upstream
492 /// crates' objects into the archive. This will slurp in all of the native libraries of upstream
493 /// dependencies as well.
494 ///
495 /// Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn about all dynamic
496 /// library dependencies that they're not linked in.
497 ///
498 /// There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not link in the metadata
499 /// object file (and also don't prepare the archive with a metadata file).
500 fn link_staticlib<'a>(
501     sess: &'a Session,
502     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
503     codegen_results: &CodegenResults,
504     out_filename: &Path,
505     tempdir: &MaybeTempDir,
506 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
507     info!("preparing staticlib to {:?}", out_filename);
508     let mut ab = link_rlib(
509         sess,
510         archive_builder_builder,
511         codegen_results,
512         RlibFlavor::StaticlibBase,
513         tempdir,
514     )?;
515     let mut all_native_libs = vec![];
516
517     let res = each_linked_rlib(sess, &codegen_results.crate_info, &mut |cnum, path| {
518         let name = codegen_results.crate_info.crate_name[&cnum];
519         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
520
521         // Here when we include the rlib into our staticlib we need to make a
522         // decision whether to include the extra object files along the way.
523         // These extra object files come from statically included native
524         // libraries, but they may be cfg'd away with #[link(cfg(..))].
525         //
526         // This unstable feature, though, only needs liblibc to work. The only
527         // use case there is where musl is statically included in liblibc.rlib,
528         // so if we don't want the included version we just need to skip it. As
529         // a result the logic here is that if *any* linked library is cfg'd away
530         // we just skip all object files.
531         //
532         // Clearly this is not sufficient for a general purpose feature, and
533         // we'd want to read from the library's metadata to determine which
534         // object files come from where and selectively skip them.
535         let skip_object_files = native_libs.iter().any(|lib| {
536             matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
537                 && !relevant_lib(sess, lib)
538         });
539
540         let lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
541             && !ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum);
542
543         // Ignoring obj file starting with the crate name
544         // as simple comparison is not enough - there
545         // might be also an extra name suffix
546         let obj_start = name.as_str().to_owned();
547
548         ab.add_archive(
549             path,
550             Box::new(move |fname: &str| {
551                 // Ignore metadata files, no matter the name.
552                 if fname == METADATA_FILENAME {
553                     return true;
554                 }
555
556                 // Don't include Rust objects if LTO is enabled
557                 if lto && looks_like_rust_object_file(fname) {
558                     return true;
559                 }
560
561                 // Otherwise if this is *not* a rust object and we're skipping
562                 // objects then skip this file
563                 if skip_object_files && (!fname.starts_with(&obj_start) || !fname.ends_with(".o")) {
564                     return true;
565                 }
566
567                 // ok, don't skip this
568                 false
569             }),
570         )
571         .unwrap();
572
573         all_native_libs.extend(codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter().cloned());
574     });
575     if let Err(e) = res {
576         sess.emit_fatal(e);
577     }
578
579     ab.build(out_filename);
580
581     if !all_native_libs.is_empty() {
582         if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::NativeStaticLibs) {
583             print_native_static_libs(sess, &all_native_libs);
584         }
585     }
586
587     Ok(())
588 }
589
590 /// Use `thorin` (rust implementation of a dwarf packaging utility) to link DWARF objects into a
591 /// DWARF package.
592 fn link_dwarf_object<'a>(
593     sess: &'a Session,
594     cg_results: &CodegenResults,
595     executable_out_filename: &Path,
596 ) {
597     let dwp_out_filename = executable_out_filename.with_extension("dwp");
598     debug!(?dwp_out_filename, ?executable_out_filename);
599
600     #[derive(Default)]
601     struct ThorinSession<Relocations> {
602         arena_data: TypedArena<Vec<u8>>,
603         arena_mmap: TypedArena<Mmap>,
604         arena_relocations: TypedArena<Relocations>,
605     }
606
607     impl<Relocations> ThorinSession<Relocations> {
608         fn alloc_mmap<'arena>(&'arena self, data: Mmap) -> &'arena Mmap {
609             (*self.arena_mmap.alloc(data)).borrow()
610         }
611     }
612
613     impl<Relocations> thorin::Session<Relocations> for ThorinSession<Relocations> {
614         fn alloc_data<'arena>(&'arena self, data: Vec<u8>) -> &'arena [u8] {
615             (*self.arena_data.alloc(data)).borrow()
616         }
617
618         fn alloc_relocation<'arena>(&'arena self, data: Relocations) -> &'arena Relocations {
619             (*self.arena_relocations.alloc(data)).borrow()
620         }
621
622         fn read_input<'arena>(&'arena self, path: &Path) -> std::io::Result<&'arena [u8]> {
623             let file = File::open(&path)?;
624             let mmap = (unsafe { Mmap::map(file) })?;
625             Ok(self.alloc_mmap(mmap))
626         }
627     }
628
629     match sess.time("run_thorin", || -> Result<(), thorin::Error> {
630         let thorin_sess = ThorinSession::default();
631         let mut package = thorin::DwarfPackage::new(&thorin_sess);
632
633         // Input objs contain .o/.dwo files from the current crate.
634         match sess.opts.unstable_opts.split_dwarf_kind {
635             SplitDwarfKind::Single => {
636                 for input_obj in cg_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
637                     package.add_input_object(input_obj)?;
638                 }
639             }
640             SplitDwarfKind::Split => {
641                 for input_obj in cg_results.modules.iter().filter_map(|m| m.dwarf_object.as_ref()) {
642                     package.add_input_object(input_obj)?;
643                 }
644             }
645         }
646
647         // Input rlibs contain .o/.dwo files from dependencies.
648         let input_rlibs = cg_results
649             .crate_info
650             .used_crate_source
651             .values()
652             .filter_map(|csource| csource.rlib.as_ref())
653             .map(|(path, _)| path);
654         for input_rlib in input_rlibs {
655             debug!(?input_rlib);
656             package.add_input_object(input_rlib)?;
657         }
658
659         // Failing to read the referenced objects is expected for dependencies where the path in the
660         // executable will have been cleaned by Cargo, but the referenced objects will be contained
661         // within rlibs provided as inputs.
662         //
663         // If paths have been remapped, then .o/.dwo files from the current crate also won't be
664         // found, but are provided explicitly above.
665         //
666         // Adding an executable is primarily done to make `thorin` check that all the referenced
667         // dwarf objects are found in the end.
668         package.add_executable(
669             &executable_out_filename,
670             thorin::MissingReferencedObjectBehaviour::Skip,
671         )?;
672
673         let output = package.finish()?.write()?;
674         let mut output_stream = BufWriter::new(
675             OpenOptions::new()
676                 .read(true)
677                 .write(true)
678                 .create(true)
679                 .truncate(true)
680                 .open(dwp_out_filename)?,
681         );
682         output_stream.write_all(&output)?;
683         output_stream.flush()?;
684
685         Ok(())
686     }) {
687         Ok(()) => {}
688         Err(e) => {
689             sess.emit_err(errors::ThorinErrorWrapper(e));
690             sess.abort_if_errors();
691         }
692     }
693 }
694
695 /// Create a dynamic library or executable.
696 ///
697 /// This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This links to all upstream
698 /// files as well.
699 fn link_natively<'a>(
700     sess: &'a Session,
701     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
702     crate_type: CrateType,
703     out_filename: &Path,
704     codegen_results: &CodegenResults,
705     tmpdir: &Path,
706 ) -> Result<(), ErrorGuaranteed> {
707     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
708     let (linker_path, flavor) = linker_and_flavor(sess);
709     let mut cmd = linker_with_args(
710         &linker_path,
711         flavor,
712         sess,
713         archive_builder_builder,
714         crate_type,
715         tmpdir,
716         out_filename,
717         codegen_results,
718     )?;
719
720     linker::disable_localization(&mut cmd);
721
722     for &(ref k, ref v) in sess.target.link_env.as_ref() {
723         cmd.env(k.as_ref(), v.as_ref());
724     }
725     for k in sess.target.link_env_remove.as_ref() {
726         cmd.env_remove(k.as_ref());
727     }
728
729     if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::LinkArgs) {
730         println!("{:?}", &cmd);
731     }
732
733     // May have not found libraries in the right formats.
734     sess.abort_if_errors();
735
736     // Invoke the system linker
737     info!("{:?}", &cmd);
738     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
739     let unknown_arg_regex =
740         Regex::new(r"(unknown|unrecognized) (command line )?(option|argument)").unwrap();
741     let mut prog;
742     let mut i = 0;
743     loop {
744         i += 1;
745         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &cmd, out_filename, tmpdir));
746         let Ok(ref output) = prog else {
747             break;
748         };
749         if output.status.success() {
750             break;
751         }
752         let mut out = output.stderr.clone();
753         out.extend(&output.stdout);
754         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
755
756         // Check to see if the link failed with an error message that indicates it
757         // doesn't recognize the -no-pie option. If so, re-perform the link step
758         // without it. This is safe because if the linker doesn't support -no-pie
759         // then it should not default to linking executables as pie. Different
760         // versions of gcc seem to use different quotes in the error message so
761         // don't check for them.
762         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
763             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
764             && out.contains("-no-pie")
765             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
766         {
767             info!("linker output: {:?}", out);
768             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
769             for arg in cmd.take_args() {
770                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
771                     cmd.arg(arg);
772                 }
773             }
774             info!("{:?}", &cmd);
775             continue;
776         }
777
778         // Detect '-static-pie' used with an older version of gcc or clang not supporting it.
779         // Fallback from '-static-pie' to '-static' in that case.
780         if matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
781             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
782             && (out.contains("-static-pie") || out.contains("--no-dynamic-linker"))
783             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-static-pie")
784         {
785             info!("linker output: {:?}", out);
786             warn!(
787                 "Linker does not support -static-pie command line option. Retrying with -static instead."
788             );
789             // Mirror `add_(pre,post)_link_objects` to replace CRT objects.
790             let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
791             let opts = &sess.target;
792             let pre_objects = if self_contained {
793                 &opts.pre_link_objects_self_contained
794             } else {
795                 &opts.pre_link_objects
796             };
797             let post_objects = if self_contained {
798                 &opts.post_link_objects_self_contained
799             } else {
800                 &opts.post_link_objects
801             };
802             let get_objects = |objects: &CrtObjects, kind| {
803                 objects
804                     .get(&kind)
805                     .iter()
806                     .copied()
807                     .flatten()
808                     .map(|obj| get_object_file_path(sess, obj, self_contained).into_os_string())
809                     .collect::<Vec<_>>()
810             };
811             let pre_objects_static_pie = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
812             let post_objects_static_pie = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
813             let mut pre_objects_static = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
814             let mut post_objects_static = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
815             // Assume that we know insertion positions for the replacement arguments from replaced
816             // arguments, which is true for all supported targets.
817             assert!(pre_objects_static.is_empty() || !pre_objects_static_pie.is_empty());
818             assert!(post_objects_static.is_empty() || !post_objects_static_pie.is_empty());
819             for arg in cmd.take_args() {
820                 if arg.to_string_lossy() == "-static-pie" {
821                     // Replace the output kind.
822                     cmd.arg("-static");
823                 } else if pre_objects_static_pie.contains(&arg) {
824                     // Replace the pre-link objects (replace the first and remove the rest).
825                     cmd.args(mem::take(&mut pre_objects_static));
826                 } else if post_objects_static_pie.contains(&arg) {
827                     // Replace the post-link objects (replace the first and remove the rest).
828                     cmd.args(mem::take(&mut post_objects_static));
829                 } else {
830                     cmd.arg(arg);
831                 }
832             }
833             info!("{:?}", &cmd);
834             continue;
835         }
836
837         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
838         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
839         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
840         //
841         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
842         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
843         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
844         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
845         // due to a segfault.
846         //
847         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
848         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
849         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
850         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
851         // we're left with this...
852         if !retry_on_segfault || i > 3 {
853             break;
854         }
855         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
856         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
857         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
858             warn!(
859                 ?cmd, %out,
860                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
861                  automatically retrying again",
862             );
863             continue;
864         }
865
866         if is_illegal_instruction(&output.status) {
867             warn!(
868                 ?cmd, %out, status = %output.status,
869                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
870                  tried to call it, automatically retrying again.",
871             );
872             continue;
873         }
874
875         #[cfg(unix)]
876         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
877             use std::os::unix::prelude::*;
878             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
879         }
880
881         #[cfg(not(unix))]
882         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
883             false
884         }
885     }
886
887     match prog {
888         Ok(prog) => {
889             if !prog.status.success() {
890                 let mut output = prog.stderr.clone();
891                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
892                 let escaped_output = escape_string(&output);
893                 // FIXME: Add UI tests for this error.
894                 let err = errors::LinkingFailed {
895                     linker_path: &linker_path,
896                     exit_status: prog.status,
897                     command: &cmd,
898                     escaped_output: &escaped_output,
899                 };
900                 sess.diagnostic().emit_err(err);
901                 // If MSVC's `link.exe` was expected but the return code
902                 // is not a Microsoft LNK error then suggest a way to fix or
903                 // install the Visual Studio build tools.
904                 if let Some(code) = prog.status.code() {
905                     if sess.target.is_like_msvc
906                         && flavor == LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
907                         // Respect the command line override
908                         && sess.opts.cg.linker.is_none()
909                         // Match exactly "link.exe"
910                         && linker_path.to_str() == Some("link.exe")
911                         // All Microsoft `link.exe` linking error codes are
912                         // four digit numbers in the range 1000 to 9999 inclusive
913                         && (code < 1000 || code > 9999)
914                     {
915                         let is_vs_installed = windows_registry::find_vs_version().is_ok();
916                         let has_linker = windows_registry::find_tool(
917                             &sess.opts.target_triple.triple(),
918                             "link.exe",
919                         )
920                         .is_some();
921
922                         sess.emit_note(errors::LinkExeUnexpectedError);
923                         if is_vs_installed && has_linker {
924                             // the linker is broken
925                             sess.emit_note(errors::RepairVSBuildTools);
926                             sess.emit_note(errors::MissingCppBuildToolComponent);
927                         } else if is_vs_installed {
928                             // the linker is not installed
929                             sess.emit_note(errors::SelectCppBuildToolWorkload);
930                         } else {
931                             // visual studio is not installed
932                             sess.emit_note(errors::VisualStudioNotInstalled);
933                         }
934                     }
935                 }
936
937                 sess.abort_if_errors();
938             }
939             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr));
940             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout));
941         }
942         Err(e) => {
943             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
944
945             if linker_not_found {
946                 sess.emit_err(errors::LinkerNotFound { linker_path, error: e });
947             } else {
948                 sess.emit_err(errors::UnableToExeLinker {
949                     linker_path,
950                     error: e,
951                     command_formatted: format!("{:?}", &cmd),
952                 });
953             }
954
955             if sess.target.is_like_msvc && linker_not_found {
956                 sess.emit_note(errors::MsvcMissingLinker);
957                 sess.emit_note(errors::CheckInstalledVisualStudio);
958                 sess.emit_note(errors::UnsufficientVSCodeProduct);
959             }
960             sess.abort_if_errors();
961         }
962     }
963
964     match sess.split_debuginfo() {
965         // If split debug information is disabled or located in individual files
966         // there's nothing to do here.
967         SplitDebuginfo::Off | SplitDebuginfo::Unpacked => {}
968
969         // If packed split-debuginfo is requested, but the final compilation
970         // doesn't actually have any debug information, then we skip this step.
971         SplitDebuginfo::Packed if sess.opts.debuginfo == DebugInfo::None => {}
972
973         // On macOS the external `dsymutil` tool is used to create the packed
974         // debug information. Note that this will read debug information from
975         // the objects on the filesystem which we'll clean up later.
976         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_osx => {
977             let prog = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output();
978             match prog {
979                 Ok(prog) => {
980                     if !prog.status.success() {
981                         let mut output = prog.stderr.clone();
982                         output.extend_from_slice(&prog.stdout);
983                         sess.emit_warning(errors::ProcessingDymutilFailed {
984                             status: prog.status,
985                             output: escape_string(&output),
986                         });
987                     }
988                 }
989                 Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRunDsymutil { error }),
990             }
991         }
992
993         // On MSVC packed debug information is produced by the linker itself so
994         // there's no need to do anything else here.
995         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_windows => {}
996
997         // ... and otherwise we're processing a `*.dwp` packed dwarf file.
998         //
999         // We cannot rely on the .o paths in the executable because they may have been
1000         // remapped by --remap-path-prefix and therefore invalid, so we need to provide
1001         // the .o/.dwo paths explicitly.
1002         SplitDebuginfo::Packed => link_dwarf_object(sess, codegen_results, out_filename),
1003     }
1004
1005     let strip = strip_value(sess);
1006
1007     if sess.target.is_like_osx {
1008         match (strip, crate_type) {
1009             (Strip::Debuginfo, _) => {
1010                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-S"))
1011             }
1012             // Per the manpage, `-x` is the maximum safe strip level for dynamic libraries. (#93988)
1013             (Strip::Symbols, CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro) => {
1014                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, Some("-x"))
1015             }
1016             (Strip::Symbols, _) => {
1017                 strip_symbols_with_external_utility(sess, "strip", &out_filename, None)
1018             }
1019             (Strip::None, _) => {}
1020         }
1021     }
1022
1023     if sess.target.os == "illumos" {
1024         // Many illumos systems will have both the native 'strip' utility and
1025         // the GNU one. Use the native version explicitly and do not rely on
1026         // what's in the path.
1027         let stripcmd = "/usr/bin/strip";
1028         match strip {
1029             // Always preserve the symbol table (-x).
1030             Strip::Debuginfo => {
1031                 strip_symbols_with_external_utility(sess, stripcmd, &out_filename, Some("-x"))
1032             }
1033             // Strip::Symbols is handled via the --strip-all linker option.
1034             Strip::Symbols => {}
1035             Strip::None => {}
1036         }
1037     }
1038
1039     Ok(())
1040 }
1041
1042 // Temporarily support both -Z strip and -C strip
1043 fn strip_value(sess: &Session) -> Strip {
1044     match (sess.opts.unstable_opts.strip, sess.opts.cg.strip) {
1045         (s, Strip::None) => s,
1046         (_, s) => s,
1047     }
1048 }
1049
1050 fn strip_symbols_with_external_utility<'a>(
1051     sess: &'a Session,
1052     util: &str,
1053     out_filename: &Path,
1054     option: Option<&str>,
1055 ) {
1056     let mut cmd = Command::new(util);
1057     if let Some(option) = option {
1058         cmd.arg(option);
1059     }
1060     let prog = cmd.arg(out_filename).output();
1061     match prog {
1062         Ok(prog) => {
1063             if !prog.status.success() {
1064                 let mut output = prog.stderr.clone();
1065                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
1066                 sess.emit_warning(errors::StrippingDebugInfoFailed {
1067                     util,
1068                     status: prog.status,
1069                     output: escape_string(&output),
1070                 });
1071             }
1072         }
1073         Err(error) => sess.emit_fatal(errors::UnableToRun { util, error }),
1074     }
1075 }
1076
1077 fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
1078     match str::from_utf8(s) {
1079         Ok(s) => s.to_owned(),
1080         Err(_) => format!("Non-UTF-8 output: {}", s.escape_ascii()),
1081     }
1082 }
1083
1084 fn add_sanitizer_libraries(sess: &Session, crate_type: CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
1085     // On macOS the runtimes are distributed as dylibs which should be linked to
1086     // both executables and dynamic shared objects. Everywhere else the runtimes
1087     // are currently distributed as static libraries which should be linked to
1088     // executables only.
1089     let needs_runtime = !sess.target.is_like_android
1090         && match crate_type {
1091             CrateType::Executable => true,
1092             CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro => sess.target.is_like_osx,
1093             CrateType::Rlib | CrateType::Staticlib => false,
1094         };
1095
1096     if !needs_runtime {
1097         return;
1098     }
1099
1100     let sanitizer = sess.opts.unstable_opts.sanitizer;
1101     if sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
1102         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "asan");
1103     }
1104     if sanitizer.contains(SanitizerSet::LEAK) {
1105         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "lsan");
1106     }
1107     if sanitizer.contains(SanitizerSet::MEMORY) {
1108         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "msan");
1109     }
1110     if sanitizer.contains(SanitizerSet::THREAD) {
1111         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "tsan");
1112     }
1113     if sanitizer.contains(SanitizerSet::HWADDRESS) {
1114         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "hwasan");
1115     }
1116 }
1117
1118 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, linker: &mut dyn Linker, name: &str) {
1119     fn find_sanitizer_runtime(sess: &Session, filename: &str) -> PathBuf {
1120         let session_tlib =
1121             filesearch::make_target_lib_path(&sess.sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
1122         let path = session_tlib.join(filename);
1123         if path.exists() {
1124             return session_tlib;
1125         } else {
1126             let default_sysroot =
1127                 filesearch::get_or_default_sysroot().expect("Failed finding sysroot");
1128             let default_tlib = filesearch::make_target_lib_path(
1129                 &default_sysroot,
1130                 sess.opts.target_triple.triple(),
1131             );
1132             return default_tlib;
1133         }
1134     }
1135
1136     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
1137         .map(|channel| format!("-{}", channel))
1138         .unwrap_or_default();
1139
1140     if sess.target.is_like_osx {
1141         // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
1142         // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
1143         // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
1144         // PR #41352 for details).
1145         let filename = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
1146         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename);
1147         let rpath = path.to_str().expect("non-utf8 component in path");
1148         linker.args(&["-Wl,-rpath", "-Xlinker", rpath]);
1149         linker.link_dylib(&filename, false, true);
1150     } else {
1151         let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
1152         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename).join(&filename);
1153         linker.link_whole_rlib(&path);
1154     }
1155 }
1156
1157 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
1158 /// during LTO.
1159 ///
1160 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
1161 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
1162 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
1163 ///
1164 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
1165 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
1166 /// LTO.
1167 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
1168     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
1169     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
1170     // no_builtins or compiler builtins crates).
1171     !sess.target.no_builtins
1172         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
1173 }
1174
1175 // This functions tries to determine the appropriate linker (and corresponding LinkerFlavor) to use
1176 pub fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
1177     fn infer_from(
1178         sess: &Session,
1179         linker: Option<PathBuf>,
1180         flavor: Option<LinkerFlavor>,
1181     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
1182         match (linker, flavor) {
1183             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
1184             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
1185             (None, Some(flavor)) => Some((
1186                 PathBuf::from(match flavor {
1187                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
1188                     | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
1189                     | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes)
1190                     | LinkerFlavor::Unix(Cc::Yes) => {
1191                         if cfg!(any(target_os = "solaris", target_os = "illumos")) {
1192                             // On historical Solaris systems, "cc" may have
1193                             // been Sun Studio, which is not flag-compatible
1194                             // with "gcc".  This history casts a long shadow,
1195                             // and many modern illumos distributions today
1196                             // ship GCC as "gcc" without also making it
1197                             // available as "cc".
1198                             "gcc"
1199                         } else {
1200                             "cc"
1201                         }
1202                     }
1203                     LinkerFlavor::Gnu(_, Lld::Yes)
1204                     | LinkerFlavor::Darwin(_, Lld::Yes)
1205                     | LinkerFlavor::WasmLld(..)
1206                     | LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes) => "lld",
1207                     LinkerFlavor::Gnu(..) | LinkerFlavor::Darwin(..) | LinkerFlavor::Unix(..) => {
1208                         "ld"
1209                     }
1210                     LinkerFlavor::Msvc(..) => "link.exe",
1211                     LinkerFlavor::EmCc => {
1212                         if cfg!(windows) {
1213                             "emcc.bat"
1214                         } else {
1215                             "emcc"
1216                         }
1217                     }
1218                     LinkerFlavor::Bpf => "bpf-linker",
1219                     LinkerFlavor::Ptx => "rust-ptx-linker",
1220                 }),
1221                 flavor,
1222             )),
1223             (Some(linker), None) => {
1224                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
1225                     sess.emit_fatal(errors::LinkerFileStem);
1226                 });
1227
1228                 let flavor = if stem == "emcc" {
1229                     LinkerFlavor::EmCc
1230                 } else if stem == "gcc"
1231                     || stem.ends_with("-gcc")
1232                     || stem == "clang"
1233                     || stem.ends_with("-clang")
1234                 {
1235                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Gcc, &sess.target)
1236                 } else if stem == "wasm-ld" || stem.ends_with("-wasm-ld") {
1237                     LinkerFlavor::WasmLld(Cc::No)
1238                 } else if stem == "ld" || stem.ends_with("-ld") {
1239                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Ld, &sess.target)
1240                 } else if stem == "ld.lld" {
1241                     LinkerFlavor::Gnu(Cc::No, Lld::Yes)
1242                 } else if stem == "link" {
1243                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::No)
1244                 } else if stem == "lld-link" {
1245                     LinkerFlavor::Msvc(Lld::Yes)
1246                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
1247                     let lld_flavor = sess.target.linker_flavor.lld_flavor();
1248                     LinkerFlavor::from_cli(LinkerFlavorCli::Lld(lld_flavor), &sess.target)
1249                 } else {
1250                     // fall back to the value in the target spec
1251                     sess.target.linker_flavor
1252                 };
1253
1254                 Some((linker, flavor))
1255             }
1256             (None, None) => None,
1257         }
1258     }
1259
1260     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
1261     // specification specifies
1262     let linker_flavor =
1263         sess.opts.cg.linker_flavor.map(|flavor| LinkerFlavor::from_cli(flavor, &sess.target));
1264     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), linker_flavor) {
1265         return ret;
1266     }
1267
1268     if let Some(ret) = infer_from(
1269         sess,
1270         sess.target.linker.as_deref().map(PathBuf::from),
1271         Some(sess.target.linker_flavor),
1272     ) {
1273         return ret;
1274     }
1275
1276     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
1277 }
1278
1279 /// Returns a pair of boolean indicating whether we should preserve the object and
1280 /// dwarf object files on the filesystem for their debug information. This is often
1281 /// useful with split-dwarf like schemes.
1282 fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> (bool, bool) {
1283     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
1284     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
1285         return (false, false);
1286     }
1287
1288     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
1289     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
1290     if sess.crate_types().iter().all(|&x| x.is_archive()) {
1291         return (false, false);
1292     }
1293
1294     match (sess.split_debuginfo(), sess.opts.unstable_opts.split_dwarf_kind) {
1295         // If there is no split debuginfo then do not preserve objects.
1296         (SplitDebuginfo::Off, _) => (false, false),
1297         // If there is packed split debuginfo, then the debuginfo in the objects
1298         // has been packaged and the objects can be deleted.
1299         (SplitDebuginfo::Packed, _) => (false, false),
1300         // If there is unpacked split debuginfo and the current target can not use
1301         // split dwarf, then keep objects.
1302         (SplitDebuginfo::Unpacked, _) if !sess.target_can_use_split_dwarf() => (true, false),
1303         // If there is unpacked split debuginfo and the target can use split dwarf, then
1304         // keep the object containing that debuginfo (whether that is an object file or
1305         // dwarf object file depends on the split dwarf kind).
1306         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Single) => (true, false),
1307         (SplitDebuginfo::Unpacked, SplitDwarfKind::Split) => (false, true),
1308     }
1309 }
1310
1311 fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
1312     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
1313 }
1314
1315 #[derive(PartialEq)]
1316 enum RlibFlavor {
1317     Normal,
1318     StaticlibBase,
1319 }
1320
1321 fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLib]) {
1322     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
1323         .iter()
1324         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
1325         .filter_map(|lib| {
1326             let name = lib.name?;
1327             match lib.kind {
1328                 NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
1329                 | NativeLibKind::Dylib { .. }
1330                 | NativeLibKind::Unspecified => {
1331                     let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
1332                     if sess.target.is_like_msvc {
1333                         Some(format!("{}{}", name, if verbatim { "" } else { ".lib" }))
1334                     } else if sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1335                         Some(format!("-l{}{}", if verbatim { ":" } else { "" }, name))
1336                     } else {
1337                         Some(format!("-l{}", name))
1338                     }
1339                 }
1340                 NativeLibKind::Framework { .. } => {
1341                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
1342                     Some(format!("-framework {}", name))
1343                 }
1344                 // These are included, no need to print them
1345                 NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. }
1346                 | NativeLibKind::LinkArg
1347                 | NativeLibKind::RawDylib => None,
1348             }
1349         })
1350         .collect();
1351     if !lib_args.is_empty() {
1352         sess.emit_note(errors::StaticLibraryNativeArtifacts);
1353         // Prefix for greppability
1354         sess.emit_note(errors::NativeStaticLibs { arguments: lib_args.join(" ") });
1355     }
1356 }
1357
1358 fn get_object_file_path(sess: &Session, name: &str, self_contained: bool) -> PathBuf {
1359     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
1360     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
1361     if file_path.exists() {
1362         return file_path;
1363     }
1364     // Special directory with objects used only in self-contained linkage mode
1365     if self_contained {
1366         let file_path = fs.get_self_contained_lib_path().join(name);
1367         if file_path.exists() {
1368             return file_path;
1369         }
1370     }
1371     for search_path in fs.search_paths() {
1372         let file_path = search_path.dir.join(name);
1373         if file_path.exists() {
1374             return file_path;
1375         }
1376     }
1377     PathBuf::from(name)
1378 }
1379
1380 fn exec_linker(
1381     sess: &Session,
1382     cmd: &Command,
1383     out_filename: &Path,
1384     tmpdir: &Path,
1385 ) -> io::Result<Output> {
1386     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
1387     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
1388     // we pass on the command line.
1389     //
1390     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
1391     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
1392     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
1393     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
1394     // there instead of looking at the command line.
1395     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1396         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1397             Ok(child) => {
1398                 let output = child.wait_with_output();
1399                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1400                 return output;
1401             }
1402             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1403                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1404             }
1405             Err(e) => return Err(e),
1406         }
1407     }
1408
1409     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1410     let mut cmd2 = cmd.clone();
1411     let mut args = String::new();
1412     for arg in cmd2.take_args() {
1413         args.push_str(
1414             &Escape { arg: arg.to_str().unwrap(), is_like_msvc: sess.target.is_like_msvc }
1415                 .to_string(),
1416         );
1417         args.push('\n');
1418     }
1419     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1420     let bytes = if sess.target.is_like_msvc {
1421         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1422         // start the stream with a UTF-16 BOM
1423         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1424             // encode in little endian
1425             out.push(c as u8);
1426             out.push((c >> 8) as u8);
1427         }
1428         out
1429     } else {
1430         args.into_bytes()
1431     };
1432     fs::write(&file, &bytes)?;
1433     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1434     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1435     let output = cmd2.output();
1436     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1437     return output;
1438
1439     #[cfg(not(windows))]
1440     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1441         Ok(())
1442     }
1443
1444     #[cfg(windows)]
1445     fn flush_linked_file(
1446         command_output: &io::Result<Output>,
1447         out_filename: &Path,
1448     ) -> io::Result<()> {
1449         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1450         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1451         //
1452         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1453         //
1454         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1455         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1456
1457         if let &Ok(ref out) = command_output {
1458             if out.status.success() {
1459                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1460                     of.sync_all()?;
1461                 }
1462             }
1463         }
1464
1465         Ok(())
1466     }
1467
1468     #[cfg(unix)]
1469     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1470         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1471     }
1472
1473     #[cfg(windows)]
1474     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1475         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1476         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1477     }
1478
1479     #[cfg(not(any(unix, windows)))]
1480     fn command_line_too_big(_: &io::Error) -> bool {
1481         false
1482     }
1483
1484     struct Escape<'a> {
1485         arg: &'a str,
1486         is_like_msvc: bool,
1487     }
1488
1489     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1490         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1491             if self.is_like_msvc {
1492                 // This is "documented" at
1493                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1494                 //
1495                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1496                 // syntax I could find online (at least) but some local
1497                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1498                 // at least a few edge cases.
1499                 write!(f, "\"")?;
1500                 for c in self.arg.chars() {
1501                     match c {
1502                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1503                         c => write!(f, "{}", c)?,
1504                     }
1505                 }
1506                 write!(f, "\"")?;
1507             } else {
1508                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1509                 //
1510                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1511                 // > character may be included in an option by surrounding the
1512                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1513                 // > character (including a backslash) may be included by
1514                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1515                 //
1516                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1517                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1518                 for c in self.arg.chars() {
1519                     match c {
1520                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1521                         c => write!(f, "{}", c)?,
1522                     }
1523                 }
1524             }
1525             Ok(())
1526         }
1527     }
1528 }
1529
1530 fn link_output_kind(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> LinkOutputKind {
1531     let kind = match (crate_type, sess.crt_static(Some(crate_type)), sess.relocation_model()) {
1532         (CrateType::Executable, _, _) if sess.is_wasi_reactor() => LinkOutputKind::WasiReactorExe,
1533         (CrateType::Executable, false, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1534             LinkOutputKind::DynamicPicExe
1535         }
1536         (CrateType::Executable, false, _) => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1537         (CrateType::Executable, true, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1538             LinkOutputKind::StaticPicExe
1539         }
1540         (CrateType::Executable, true, _) => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1541         (_, true, _) => LinkOutputKind::StaticDylib,
1542         (_, false, _) => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1543     };
1544
1545     // Adjust the output kind to target capabilities.
1546     let opts = &sess.target;
1547     let pic_exe_supported = opts.position_independent_executables;
1548     let static_pic_exe_supported = opts.static_position_independent_executables;
1549     let static_dylib_supported = opts.crt_static_allows_dylibs;
1550     match kind {
1551         LinkOutputKind::DynamicPicExe if !pic_exe_supported => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1552         LinkOutputKind::StaticPicExe if !static_pic_exe_supported => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1553         LinkOutputKind::StaticDylib if !static_dylib_supported => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1554         _ => kind,
1555     }
1556 }
1557
1558 // Returns true if linker is located within sysroot
1559 fn detect_self_contained_mingw(sess: &Session) -> bool {
1560     let (linker, _) = linker_and_flavor(&sess);
1561     // Assume `-C linker=rust-lld` as self-contained mode
1562     if linker == Path::new("rust-lld") {
1563         return true;
1564     }
1565     let linker_with_extension = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
1566         linker.with_extension("exe")
1567     } else {
1568         linker
1569     };
1570     for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH").unwrap_or_default()) {
1571         let full_path = dir.join(&linker_with_extension);
1572         // If linker comes from sysroot assume self-contained mode
1573         if full_path.is_file() && !full_path.starts_with(&sess.sysroot) {
1574             return false;
1575         }
1576     }
1577     true
1578 }
1579
1580 /// Various toolchain components used during linking are used from rustc distribution
1581 /// instead of being found somewhere on the host system.
1582 /// We only provide such support for a very limited number of targets.
1583 fn self_contained(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> bool {
1584     if let Some(self_contained) = sess.opts.cg.link_self_contained {
1585         return self_contained;
1586     }
1587
1588     match sess.target.link_self_contained {
1589         LinkSelfContainedDefault::False => false,
1590         LinkSelfContainedDefault::True => true,
1591         // FIXME: Find a better heuristic for "native musl toolchain is available",
1592         // based on host and linker path, for example.
1593         // (https://github.com/rust-lang/rust/pull/71769#issuecomment-626330237).
1594         LinkSelfContainedDefault::Musl => sess.crt_static(Some(crate_type)),
1595         LinkSelfContainedDefault::Mingw => {
1596             sess.host == sess.target
1597                 && sess.target.vendor != "uwp"
1598                 && detect_self_contained_mingw(&sess)
1599         }
1600     }
1601 }
1602
1603 /// Add pre-link object files defined by the target spec.
1604 fn add_pre_link_objects(
1605     cmd: &mut dyn Linker,
1606     sess: &Session,
1607     flavor: LinkerFlavor,
1608     link_output_kind: LinkOutputKind,
1609     self_contained: bool,
1610 ) {
1611     // FIXME: we are currently missing some infra here (per-linker-flavor CRT objects),
1612     // so Fuchsia has to be special-cased.
1613     let opts = &sess.target;
1614     let empty = Default::default();
1615     let objects = if self_contained {
1616         &opts.pre_link_objects_self_contained
1617     } else if !(sess.target.os == "fuchsia" && matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))) {
1618         &opts.pre_link_objects
1619     } else {
1620         &empty
1621     };
1622     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1623         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1624     }
1625 }
1626
1627 /// Add post-link object files defined by the target spec.
1628 fn add_post_link_objects(
1629     cmd: &mut dyn Linker,
1630     sess: &Session,
1631     link_output_kind: LinkOutputKind,
1632     self_contained: bool,
1633 ) {
1634     let objects = if self_contained {
1635         &sess.target.post_link_objects_self_contained
1636     } else {
1637         &sess.target.post_link_objects
1638     };
1639     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1640         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1641     }
1642 }
1643
1644 /// Add arbitrary "pre-link" args defined by the target spec or from command line.
1645 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1646 fn add_pre_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1647     if let Some(args) = sess.target.pre_link_args.get(&flavor) {
1648         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1649     }
1650     cmd.args(&sess.opts.unstable_opts.pre_link_args);
1651 }
1652
1653 /// Add a link script embedded in the target, if applicable.
1654 fn add_link_script(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, tmpdir: &Path, crate_type: CrateType) {
1655     match (crate_type, &sess.target.link_script) {
1656         (CrateType::Cdylib | CrateType::Executable, Some(script)) => {
1657             if !sess.target.linker_flavor.is_gnu() {
1658                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptUnavailable);
1659             }
1660
1661             let file_name = ["rustc", &sess.target.llvm_target, "linkfile.ld"].join("-");
1662
1663             let path = tmpdir.join(file_name);
1664             if let Err(error) = fs::write(&path, script.as_ref()) {
1665                 sess.emit_fatal(errors::LinkScriptWriteFailure { path, error });
1666             }
1667
1668             cmd.arg("--script");
1669             cmd.arg(path);
1670         }
1671         _ => {}
1672     }
1673 }
1674
1675 /// Add arbitrary "user defined" args defined from command line.
1676 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1677 fn add_user_defined_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1678     cmd.args(&sess.opts.cg.link_args);
1679 }
1680
1681 /// Add arbitrary "late link" args defined by the target spec.
1682 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1683 fn add_late_link_args(
1684     cmd: &mut dyn Linker,
1685     sess: &Session,
1686     flavor: LinkerFlavor,
1687     crate_type: CrateType,
1688     codegen_results: &CodegenResults,
1689 ) {
1690     let any_dynamic_crate = crate_type == CrateType::Dylib
1691         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
1692             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
1693         });
1694     if any_dynamic_crate {
1695         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
1696             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1697         }
1698     } else {
1699         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_static.get(&flavor) {
1700             cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1701         }
1702     }
1703     if let Some(args) = sess.target.late_link_args.get(&flavor) {
1704         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1705     }
1706 }
1707
1708 /// Add arbitrary "post-link" args defined by the target spec.
1709 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1710 fn add_post_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1711     if let Some(args) = sess.target.post_link_args.get(&flavor) {
1712         cmd.args(args.iter().map(Deref::deref));
1713     }
1714 }
1715
1716 /// Add a synthetic object file that contains reference to all symbols that we want to expose to
1717 /// the linker.
1718 ///
1719 /// Background: we implement rlibs as static library (archives). Linkers treat archives
1720 /// differently from object files: all object files participate in linking, while archives will
1721 /// only participate in linking if they can satisfy at least one undefined reference (version
1722 /// scripts doesn't count). This causes `#[no_mangle]` or `#[used]` items to be ignored by the
1723 /// linker, and since they never participate in the linking, using `KEEP` in the linker scripts
1724 /// can't keep them either. This causes #47384.
1725 ///
1726 /// To keep them around, we could use `--whole-archive` and equivalents to force rlib to
1727 /// participate in linking like object files, but this proves to be expensive (#93791). Therefore
1728 /// we instead just introduce an undefined reference to them. This could be done by `-u` command
1729 /// line option to the linker or `EXTERN(...)` in linker scripts, however they does not only
1730 /// introduce an undefined reference, but also make them the GC roots, preventing `--gc-sections`
1731 /// from removing them, and this is especially problematic for embedded programming where every
1732 /// byte counts.
1733 ///
1734 /// This method creates a synthetic object file, which contains undefined references to all symbols
1735 /// that are necessary for the linking. They are only present in symbol table but not actually
1736 /// used in any sections, so the linker will therefore pick relevant rlibs for linking, but
1737 /// unused `#[no_mangle]` or `#[used]` can still be discard by GC sections.
1738 ///
1739 /// There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
1740 /// libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
1741 /// currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
1742 /// like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
1743 /// circular dependence to work correctly we declare some of these things
1744 /// in this synthetic object.
1745 fn add_linked_symbol_object(
1746     cmd: &mut dyn Linker,
1747     sess: &Session,
1748     tmpdir: &Path,
1749     symbols: &[(String, SymbolExportKind)],
1750 ) {
1751     if symbols.is_empty() {
1752         return;
1753     }
1754
1755     let Some(mut file) = super::metadata::create_object_file(sess) else {
1756         return;
1757     };
1758
1759     // NOTE(nbdd0121): MSVC will hang if the input object file contains no sections,
1760     // so add an empty section.
1761     if file.format() == object::BinaryFormat::Coff {
1762         file.add_section(Vec::new(), ".text".into(), object::SectionKind::Text);
1763
1764         // We handle the name decoration of COFF targets in `symbol_export.rs`, so disable the
1765         // default mangler in `object` crate.
1766         file.set_mangling(object::write::Mangling::None);
1767
1768         // Add feature flags to the object file. On MSVC this is optional but LLD will complain if
1769         // not present.
1770         let mut feature = 0;
1771
1772         if file.architecture() == object::Architecture::I386 {
1773             // Indicate that all SEH handlers are registered in .sxdata section.
1774             // We don't have generate any code, so we don't need .sxdata section but LLD still
1775             // expects us to set this bit (see #96498).
1776             // Reference: https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/debug/pe-format
1777             feature |= 1;
1778         }
1779
1780         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1781             name: "@feat.00".into(),
1782             value: feature,
1783             size: 0,
1784             kind: object::SymbolKind::Data,
1785             scope: object::SymbolScope::Compilation,
1786             weak: false,
1787             section: object::write::SymbolSection::Absolute,
1788             flags: object::SymbolFlags::None,
1789         });
1790     }
1791
1792     for (sym, kind) in symbols.iter() {
1793         file.add_symbol(object::write::Symbol {
1794             name: sym.clone().into(),
1795             value: 0,
1796             size: 0,
1797             kind: match kind {
1798                 SymbolExportKind::Text => object::SymbolKind::Text,
1799                 SymbolExportKind::Data => object::SymbolKind::Data,
1800                 SymbolExportKind::Tls => object::SymbolKind::Tls,
1801             },
1802             scope: object::SymbolScope::Unknown,
1803             weak: false,
1804             section: object::write::SymbolSection::Undefined,
1805             flags: object::SymbolFlags::None,
1806         });
1807     }
1808
1809     let path = tmpdir.join("symbols.o");
1810     let result = std::fs::write(&path, file.write().unwrap());
1811     if let Err(error) = result {
1812         sess.emit_fatal(errors::FailedToWrite { path, error });
1813     }
1814     cmd.add_object(&path);
1815 }
1816
1817 /// Add object files containing code from the current crate.
1818 fn add_local_crate_regular_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1819     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1820         cmd.add_object(obj);
1821     }
1822 }
1823
1824 /// Add object files for allocator code linked once for the whole crate tree.
1825 fn add_local_crate_allocator_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1826     if let Some(obj) = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref()) {
1827         cmd.add_object(obj);
1828     }
1829 }
1830
1831 /// Add object files containing metadata for the current crate.
1832 fn add_local_crate_metadata_objects(
1833     cmd: &mut dyn Linker,
1834     crate_type: CrateType,
1835     codegen_results: &CodegenResults,
1836 ) {
1837     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1838     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1839     // object file, so we link that in here.
1840     if crate_type == CrateType::Dylib || crate_type == CrateType::ProcMacro {
1841         if let Some(obj) = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref())
1842         {
1843             cmd.add_object(obj);
1844         }
1845     }
1846 }
1847
1848 /// Add sysroot and other globally set directories to the directory search list.
1849 fn add_library_search_dirs(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, self_contained: bool) {
1850     // The default library location, we need this to find the runtime.
1851     // The location of crates will be determined as needed.
1852     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1853     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1854
1855     // Special directory with libraries used only in self-contained linkage mode
1856     if self_contained {
1857         let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_self_contained_lib_path();
1858         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1859     }
1860 }
1861
1862 /// Add options making relocation sections in the produced ELF files read-only
1863 /// and suppressing lazy binding.
1864 fn add_relro_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1865     match sess.opts.unstable_opts.relro_level.unwrap_or(sess.target.relro_level) {
1866         RelroLevel::Full => cmd.full_relro(),
1867         RelroLevel::Partial => cmd.partial_relro(),
1868         RelroLevel::Off => cmd.no_relro(),
1869         RelroLevel::None => {}
1870     }
1871 }
1872
1873 /// Add library search paths used at runtime by dynamic linkers.
1874 fn add_rpath_args(
1875     cmd: &mut dyn Linker,
1876     sess: &Session,
1877     codegen_results: &CodegenResults,
1878     out_filename: &Path,
1879 ) {
1880     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1881     // where extern libraries might live, based on the
1882     // add_lib_search_paths
1883     if sess.opts.cg.rpath {
1884         let libs = codegen_results
1885             .crate_info
1886             .used_crates
1887             .iter()
1888             .filter_map(|cnum| {
1889                 codegen_results.crate_info.used_crate_source[cnum]
1890                     .dylib
1891                     .as_ref()
1892                     .map(|(path, _)| &**path)
1893             })
1894             .collect::<Vec<_>>();
1895         let mut rpath_config = RPathConfig {
1896             libs: &*libs,
1897             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1898             has_rpath: sess.target.has_rpath,
1899             is_like_osx: sess.target.is_like_osx,
1900             linker_is_gnu: sess.target.linker_flavor.is_gnu(),
1901         };
1902         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1903     }
1904 }
1905
1906 /// Produce the linker command line containing linker path and arguments.
1907 ///
1908 /// When comments in the function say "order-(in)dependent" they mean order-dependence between
1909 /// options and libraries/object files. For example `--whole-archive` (order-dependent) applies
1910 /// to specific libraries passed after it, and `-o` (output file, order-independent) applies
1911 /// to the linking process as a whole.
1912 /// Order-independent options may still override each other in order-dependent fashion,
1913 /// e.g `--foo=yes --foo=no` may be equivalent to `--foo=no`.
1914 fn linker_with_args<'a>(
1915     path: &Path,
1916     flavor: LinkerFlavor,
1917     sess: &'a Session,
1918     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
1919     crate_type: CrateType,
1920     tmpdir: &Path,
1921     out_filename: &Path,
1922     codegen_results: &CodegenResults,
1923 ) -> Result<Command, ErrorGuaranteed> {
1924     let self_contained = self_contained(sess, crate_type);
1925     let cmd = &mut *super::linker::get_linker(
1926         sess,
1927         path,
1928         flavor,
1929         self_contained,
1930         &codegen_results.crate_info.target_cpu,
1931     );
1932     let link_output_kind = link_output_kind(sess, crate_type);
1933
1934     // ------------ Early order-dependent options ------------
1935
1936     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1937     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1938     // dynamic library.
1939     // Must be passed before any libraries to prevent the symbols to export from being thrown away,
1940     // at least on some platforms (e.g. windows-gnu).
1941     cmd.export_symbols(
1942         tmpdir,
1943         crate_type,
1944         &codegen_results.crate_info.exported_symbols[&crate_type],
1945     );
1946
1947     // Can be used for adding custom CRT objects or overriding order-dependent options above.
1948     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
1949     // introduce a target spec option for order-independent linker options and migrate built-in
1950     // specs to it.
1951     add_pre_link_args(cmd, sess, flavor);
1952
1953     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
1954
1955     // Pre-link CRT objects.
1956     add_pre_link_objects(cmd, sess, flavor, link_output_kind, self_contained);
1957
1958     add_linked_symbol_object(
1959         cmd,
1960         sess,
1961         tmpdir,
1962         &codegen_results.crate_info.linked_symbols[&crate_type],
1963     );
1964
1965     // Sanitizer libraries.
1966     add_sanitizer_libraries(sess, crate_type, cmd);
1967
1968     // Object code from the current crate.
1969     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1970     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1971     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1972     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1973     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1974     //
1975     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1976     // such:
1977     //
1978     // 1. The local object that LLVM just generated
1979     // 2. Local native libraries
1980     // 3. Upstream rust libraries
1981     // 4. Upstream native libraries
1982     //
1983     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1984     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1985     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1986     // Upstream rust libraries are not supposed to depend on our local native
1987     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1988     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1989     //
1990     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
1991     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
1992     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
1993     // in this DAG so far because they can only depend on other native libraries
1994     // and such dependencies are also required to be specified.
1995     add_local_crate_regular_objects(cmd, codegen_results);
1996     add_local_crate_metadata_objects(cmd, crate_type, codegen_results);
1997     add_local_crate_allocator_objects(cmd, codegen_results);
1998
1999     // Avoid linking to dynamic libraries unless they satisfy some undefined symbols
2000     // at the point at which they are specified on the command line.
2001     // Must be passed before any (dynamic) libraries to have effect on them.
2002     // On Solaris-like systems, `-z ignore` acts as both `--as-needed` and `--gc-sections`
2003     // so it will ignore unreferenced ELF sections from relocatable objects.
2004     // For that reason, we put this flag after metadata objects as they would otherwise be removed.
2005     // FIXME: Support more fine-grained dead code removal on Solaris/illumos
2006     // and move this option back to the top.
2007     cmd.add_as_needed();
2008
2009     // Local native libraries of all kinds.
2010     add_local_native_libraries(cmd, sess, archive_builder_builder, codegen_results, tmpdir);
2011
2012     // Upstream rust crates and their non-dynamic native libraries.
2013     add_upstream_rust_crates(
2014         cmd,
2015         sess,
2016         archive_builder_builder,
2017         codegen_results,
2018         crate_type,
2019         tmpdir,
2020     );
2021
2022     // Dynamic native libraries from upstream crates.
2023     add_upstream_native_libraries(cmd, sess, archive_builder_builder, codegen_results, tmpdir);
2024
2025     // Link with the import library generated for any raw-dylib functions.
2026     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2027         collate_raw_dylibs(sess, codegen_results.crate_info.used_libraries.iter())?
2028     {
2029         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2030             sess,
2031             &raw_dylib_name,
2032             &raw_dylib_imports,
2033             tmpdir,
2034             true,
2035         ));
2036     }
2037     // As with add_upstream_native_libraries, we need to add the upstream raw-dylib symbols in case
2038     // they are used within inlined functions or instantiated generic functions. We do this *after*
2039     // handling the raw-dylib symbols in the current crate to make sure that those are chosen first
2040     // by the linker.
2041     let (_, dependency_linkage) = codegen_results
2042         .crate_info
2043         .dependency_formats
2044         .iter()
2045         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2046         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2047     let native_libraries_from_nonstatics = codegen_results
2048         .crate_info
2049         .native_libraries
2050         .iter()
2051         .filter_map(|(cnum, libraries)| {
2052             (dependency_linkage[cnum.as_usize() - 1] != Linkage::Static).then(|| libraries)
2053         })
2054         .flatten();
2055     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
2056         collate_raw_dylibs(sess, native_libraries_from_nonstatics)?
2057     {
2058         cmd.add_object(&archive_builder_builder.create_dll_import_lib(
2059             sess,
2060             &raw_dylib_name,
2061             &raw_dylib_imports,
2062             tmpdir,
2063             false,
2064         ));
2065     }
2066
2067     // Library linking above uses some global state for things like `-Bstatic`/`-Bdynamic` to make
2068     // command line shorter, reset it to default here before adding more libraries.
2069     cmd.reset_per_library_state();
2070
2071     // FIXME: Built-in target specs occasionally use this for linking system libraries,
2072     // eliminate all such uses by migrating them to `#[link]` attributes in `lib(std,c,unwind)`
2073     // and remove the option.
2074     add_late_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
2075
2076     // ------------ Arbitrary order-independent options ------------
2077
2078     // Add order-independent options determined by rustc from its compiler options,
2079     // target properties and source code.
2080     add_order_independent_options(
2081         cmd,
2082         sess,
2083         link_output_kind,
2084         self_contained,
2085         flavor,
2086         crate_type,
2087         codegen_results,
2088         out_filename,
2089         tmpdir,
2090     );
2091
2092     // Can be used for arbitrary order-independent options.
2093     // In practice may also be occasionally used for linking native libraries.
2094     // Passed after compiler-generated options to support manual overriding when necessary.
2095     add_user_defined_link_args(cmd, sess);
2096
2097     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
2098
2099     // Post-link CRT objects.
2100     add_post_link_objects(cmd, sess, link_output_kind, self_contained);
2101
2102     // ------------ Late order-dependent options ------------
2103
2104     // Doesn't really make sense.
2105     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
2106     // introduce a target spec option for order-independent linker options, migrate built-in specs
2107     // to it and remove the option.
2108     add_post_link_args(cmd, sess, flavor);
2109
2110     Ok(cmd.take_cmd())
2111 }
2112
2113 fn add_order_independent_options(
2114     cmd: &mut dyn Linker,
2115     sess: &Session,
2116     link_output_kind: LinkOutputKind,
2117     self_contained: bool,
2118     flavor: LinkerFlavor,
2119     crate_type: CrateType,
2120     codegen_results: &CodegenResults,
2121     out_filename: &Path,
2122     tmpdir: &Path,
2123 ) {
2124     add_gcc_ld_path(cmd, sess, flavor);
2125
2126     add_apple_sdk(cmd, sess, flavor);
2127
2128     add_link_script(cmd, sess, tmpdir, crate_type);
2129
2130     if sess.target.os == "fuchsia"
2131         && crate_type == CrateType::Executable
2132         && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _))
2133     {
2134         let prefix = if sess.opts.unstable_opts.sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
2135             "asan/"
2136         } else {
2137             ""
2138         };
2139         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
2140     }
2141
2142     if sess.target.eh_frame_header {
2143         cmd.add_eh_frame_header();
2144     }
2145
2146     // Make the binary compatible with data execution prevention schemes.
2147     cmd.add_no_exec();
2148
2149     if self_contained {
2150         cmd.no_crt_objects();
2151     }
2152
2153     if sess.target.os == "emscripten" {
2154         cmd.arg("-s");
2155         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
2156             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
2157         } else {
2158             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
2159         });
2160     }
2161
2162     if flavor == LinkerFlavor::Ptx {
2163         // Provide the linker with fallback to internal `target-cpu`.
2164         cmd.arg("--fallback-arch");
2165         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2166     } else if flavor == LinkerFlavor::Bpf {
2167         cmd.arg("--cpu");
2168         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
2169         cmd.arg("--cpu-features");
2170         cmd.arg(match &sess.opts.cg.target_feature {
2171             feat if !feat.is_empty() => feat.as_ref(),
2172             _ => sess.target.options.features.as_ref(),
2173         });
2174     }
2175
2176     cmd.linker_plugin_lto();
2177
2178     add_library_search_dirs(cmd, sess, self_contained);
2179
2180     cmd.output_filename(out_filename);
2181
2182     if crate_type == CrateType::Executable && sess.target.is_like_windows {
2183         if let Some(ref s) = codegen_results.crate_info.windows_subsystem {
2184             cmd.subsystem(s);
2185         }
2186     }
2187
2188     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
2189     // sections if possible. See more comments in linker.rs
2190     if !sess.link_dead_code() {
2191         // If PGO is enabled sometimes gc_sections will remove the profile data section
2192         // as it appears to be unused. This can then cause the PGO profile file to lose
2193         // some functions. If we are generating a profile we shouldn't strip those metadata
2194         // sections to ensure we have all the data for PGO.
2195         let keep_metadata =
2196             crate_type == CrateType::Dylib || sess.opts.cg.profile_generate.enabled();
2197         if crate_type != CrateType::Executable || !sess.opts.unstable_opts.export_executable_symbols
2198         {
2199             cmd.gc_sections(keep_metadata);
2200         } else {
2201             cmd.no_gc_sections();
2202         }
2203     }
2204
2205     cmd.set_output_kind(link_output_kind, out_filename);
2206
2207     add_relro_args(cmd, sess);
2208
2209     // Pass optimization flags down to the linker.
2210     cmd.optimize();
2211
2212     // Gather the set of NatVis files, if any, and write them out to a temp directory.
2213     let natvis_visualizers = collect_natvis_visualizers(
2214         tmpdir,
2215         sess,
2216         &codegen_results.crate_info.local_crate_name,
2217         &codegen_results.crate_info.natvis_debugger_visualizers,
2218     );
2219
2220     // Pass debuginfo, NatVis debugger visualizers and strip flags down to the linker.
2221     cmd.debuginfo(strip_value(sess), &natvis_visualizers);
2222
2223     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system libraries,
2224     // so by default we tell linkers not to link to any default libraries.
2225     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries && sess.target.no_default_libraries {
2226         cmd.no_default_libraries();
2227     }
2228
2229     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() || sess.instrument_coverage() {
2230         cmd.pgo_gen();
2231     }
2232
2233     if sess.opts.cg.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
2234         cmd.control_flow_guard();
2235     }
2236
2237     add_rpath_args(cmd, sess, codegen_results, out_filename);
2238 }
2239
2240 // Write the NatVis debugger visualizer files for each crate to the temp directory and gather the file paths.
2241 fn collect_natvis_visualizers(
2242     tmpdir: &Path,
2243     sess: &Session,
2244     crate_name: &Symbol,
2245     natvis_debugger_visualizers: &BTreeSet<DebuggerVisualizerFile>,
2246 ) -> Vec<PathBuf> {
2247     let mut visualizer_paths = Vec::with_capacity(natvis_debugger_visualizers.len());
2248
2249     for (index, visualizer) in natvis_debugger_visualizers.iter().enumerate() {
2250         let visualizer_out_file = tmpdir.join(format!("{}-{}.natvis", crate_name.as_str(), index));
2251
2252         match fs::write(&visualizer_out_file, &visualizer.src) {
2253             Ok(()) => {
2254                 visualizer_paths.push(visualizer_out_file);
2255             }
2256             Err(error) => {
2257                 sess.emit_warning(errors::UnableToWriteDebuggerVisualizer {
2258                     path: visualizer_out_file,
2259                     error,
2260                 });
2261             }
2262         };
2263     }
2264     visualizer_paths
2265 }
2266
2267 fn add_native_libs_from_crate(
2268     cmd: &mut dyn Linker,
2269     sess: &Session,
2270     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2271     codegen_results: &CodegenResults,
2272     tmpdir: &Path,
2273     search_paths: &OnceCell<Vec<PathBuf>>,
2274     bundled_libs: &FxHashSet<Symbol>,
2275     cnum: CrateNum,
2276     link_static: bool,
2277     link_dynamic: bool,
2278 ) {
2279     if !sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2280         // If `-Zlink-native-libraries=false` is set, then the assumption is that an
2281         // external build system already has the native dependencies defined, and it
2282         // will provide them to the linker itself.
2283         return;
2284     }
2285
2286     if link_static && cnum != LOCAL_CRATE && !bundled_libs.is_empty() {
2287         // If rlib contains native libs as archives, unpack them to tmpdir.
2288         let rlib = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum].rlib.as_ref().unwrap().0;
2289         archive_builder_builder
2290             .extract_bundled_libs(rlib, tmpdir, &bundled_libs)
2291             .unwrap_or_else(|e| sess.emit_fatal(e));
2292     }
2293
2294     let native_libs = match cnum {
2295         LOCAL_CRATE => &codegen_results.crate_info.used_libraries,
2296         _ => &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum],
2297     };
2298
2299     let mut last = (None, NativeLibKind::Unspecified, None);
2300     for lib in native_libs {
2301         let Some(name) = lib.name else {
2302             continue;
2303         };
2304         if !relevant_lib(sess, lib) {
2305             continue;
2306         }
2307
2308         // Skip if this library is the same as the last.
2309         last = if (lib.name, lib.kind, lib.verbatim) == last {
2310             continue;
2311         } else {
2312             (lib.name, lib.kind, lib.verbatim)
2313         };
2314
2315         let name = name.as_str();
2316         let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2317         match lib.kind {
2318             NativeLibKind::Static { bundle, whole_archive } => {
2319                 if link_static {
2320                     let bundle = bundle.unwrap_or(true);
2321                     let whole_archive = whole_archive == Some(true)
2322                         // Backward compatibility case: this can be a rlib (so `+whole-archive`
2323                         // cannot be added explicitly if necessary, see the error in `fn link_rlib`)
2324                         // compiled as an executable due to `--test`. Use whole-archive implicitly,
2325                         // like before the introduction of native lib modifiers.
2326                         || (whole_archive == None
2327                             && bundle
2328                             && cnum == LOCAL_CRATE
2329                             && sess.opts.test);
2330
2331                     if bundle && cnum != LOCAL_CRATE {
2332                         if let Some(filename) = lib.filename {
2333                             // If rlib contains native libs as archives, they are unpacked to tmpdir.
2334                             let path = tmpdir.join(filename.as_str());
2335                             if whole_archive {
2336                                 cmd.link_whole_rlib(&path);
2337                             } else {
2338                                 cmd.link_rlib(&path);
2339                             }
2340                         }
2341                     } else {
2342                         if whole_archive {
2343                             cmd.link_whole_staticlib(
2344                                 name,
2345                                 verbatim,
2346                                 &search_paths.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2347                             );
2348                         } else {
2349                             // HACK/FIXME: Fixup a circular dependency between libgcc and libc
2350                             // with glibc. This logic should be moved to the libc crate.
2351                             if cnum != LOCAL_CRATE
2352                                 && sess.target.os == "linux"
2353                                 && sess.target.env == "gnu"
2354                                 && name == "c"
2355                             {
2356                                 cmd.link_staticlib("gcc", false);
2357                             }
2358                             cmd.link_staticlib(name, verbatim)
2359                         }
2360                     }
2361                 }
2362             }
2363             NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2364                 if link_dynamic {
2365                     cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2366                 }
2367             }
2368             NativeLibKind::Unspecified => {
2369                 if link_dynamic {
2370                     cmd.link_dylib(name, verbatim, true);
2371                 }
2372             }
2373             NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2374                 if link_dynamic {
2375                     cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2376                 }
2377             }
2378             NativeLibKind::RawDylib => {
2379                 // Handled separately in `linker_with_args`.
2380             }
2381             NativeLibKind::LinkArg => {
2382                 if link_static {
2383                     cmd.arg(name);
2384                 }
2385             }
2386         }
2387     }
2388 }
2389
2390 fn add_local_native_libraries(
2391     cmd: &mut dyn Linker,
2392     sess: &Session,
2393     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2394     codegen_results: &CodegenResults,
2395     tmpdir: &Path,
2396 ) {
2397     if sess.opts.unstable_opts.link_native_libraries {
2398         // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are the same paths
2399         // used to find Rust crates, so some of them may have been added already by the previous
2400         // crate linking code. This only allows them to be found at compile time so it is still
2401         // entirely up to outside forces to make sure that library can be found at runtime.
2402         for search_path in sess.target_filesearch(PathKind::All).search_paths() {
2403             match search_path.kind {
2404                 PathKind::Framework => cmd.framework_path(&search_path.dir),
2405                 _ => cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir)),
2406             }
2407         }
2408     }
2409
2410     let search_paths = OnceCell::new();
2411     // All static and dynamic native library dependencies are linked to the local crate.
2412     let link_static = true;
2413     let link_dynamic = true;
2414     add_native_libs_from_crate(
2415         cmd,
2416         sess,
2417         archive_builder_builder,
2418         codegen_results,
2419         tmpdir,
2420         &search_paths,
2421         &Default::default(),
2422         LOCAL_CRATE,
2423         link_static,
2424         link_dynamic,
2425     );
2426 }
2427
2428 fn add_upstream_rust_crates<'a>(
2429     cmd: &mut dyn Linker,
2430     sess: &'a Session,
2431     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2432     codegen_results: &CodegenResults,
2433     crate_type: CrateType,
2434     tmpdir: &Path,
2435 ) {
2436     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
2437     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
2438     // output of that module, adding crates as necessary.
2439     //
2440     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
2441     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
2442     // involves just passing the right -l flag.
2443     let (_, data) = codegen_results
2444         .crate_info
2445         .dependency_formats
2446         .iter()
2447         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2448         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2449
2450     let search_paths = OnceCell::new();
2451     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2452         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may appear statically in
2453         // an existing dylib, meaning we'll pick up all the symbols from the dylib.
2454         // We must always link crates `compiler_builtins` and `profiler_builtins` statically.
2455         // Even if they were already included into a dylib
2456         // (e.g. `libstd` when `-C prefer-dynamic` is used).
2457         // FIXME: `dependency_formats` can report `profiler_builtins` as `NotLinked` for some
2458         // reason, it shouldn't do that because `profiler_builtins` should indeed be linked.
2459         let linkage = data[cnum.as_usize() - 1];
2460         let link_static_crate = linkage == Linkage::Static
2461             || (linkage == Linkage::IncludedFromDylib || linkage == Linkage::NotLinked)
2462                 && (codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum)
2463                     || codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum));
2464
2465         let mut bundled_libs = Default::default();
2466         match linkage {
2467             Linkage::Static | Linkage::IncludedFromDylib | Linkage::NotLinked => {
2468                 if link_static_crate {
2469                     bundled_libs = codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum]
2470                         .iter()
2471                         .filter_map(|lib| lib.filename)
2472                         .collect();
2473                     add_static_crate(
2474                         cmd,
2475                         sess,
2476                         archive_builder_builder,
2477                         codegen_results,
2478                         tmpdir,
2479                         cnum,
2480                         &bundled_libs,
2481                     );
2482                 }
2483             }
2484             Linkage::Dynamic => {
2485                 let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2486                 add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0);
2487             }
2488         }
2489
2490         // Static libraries are linked for a subset of linked upstream crates.
2491         // 1. If the upstream crate is a directly linked rlib then we must link the native library
2492         // because the rlib is just an archive.
2493         // 2. If the upstream crate is a dylib or a rlib linked through dylib, then we do not link
2494         // the native library because it is already linked into the dylib, and even if
2495         // inline/const/generic functions from the dylib can refer to symbols from the native
2496         // library, those symbols should be exported and available from the dylib anyway.
2497         // 3. Libraries bundled into `(compiler,profiler)_builtins` are special, see above.
2498         let link_static = link_static_crate;
2499         // Dynamic libraries are not linked here, see the FIXME in `add_upstream_native_libraries`.
2500         let link_dynamic = false;
2501         add_native_libs_from_crate(
2502             cmd,
2503             sess,
2504             archive_builder_builder,
2505             codegen_results,
2506             tmpdir,
2507             &search_paths,
2508             &bundled_libs,
2509             cnum,
2510             link_static,
2511             link_dynamic,
2512         );
2513     }
2514 }
2515
2516 fn add_upstream_native_libraries(
2517     cmd: &mut dyn Linker,
2518     sess: &Session,
2519     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2520     codegen_results: &CodegenResults,
2521     tmpdir: &Path,
2522 ) {
2523     let search_path = OnceCell::new();
2524     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2525         // Static libraries are not linked here, they are linked in `add_upstream_rust_crates`.
2526         // FIXME: Merge this function to `add_upstream_rust_crates` so that all native libraries
2527         // are linked together with their respective upstream crates, and in their originally
2528         // specified order. This is slightly breaking due to our use of `--as-needed` (see crater
2529         // results in https://github.com/rust-lang/rust/pull/102832#issuecomment-1279772306).
2530         let link_static = false;
2531         // Dynamic libraries are linked for all linked upstream crates.
2532         // 1. If the upstream crate is a directly linked rlib then we must link the native library
2533         // because the rlib is just an archive.
2534         // 2. If the upstream crate is a dylib or a rlib linked through dylib, then we have to link
2535         // the native library too because inline/const/generic functions from the dylib can refer
2536         // to symbols from the native library, so the native library providing those symbols should
2537         // be available when linking our final binary.
2538         let link_dynamic = true;
2539         add_native_libs_from_crate(
2540             cmd,
2541             sess,
2542             archive_builder_builder,
2543             codegen_results,
2544             tmpdir,
2545             &search_path,
2546             &Default::default(),
2547             cnum,
2548             link_static,
2549             link_dynamic,
2550         );
2551     }
2552 }
2553
2554 // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
2555 // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO,
2556 // namely that we remove upstream object files.
2557 //
2558 // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
2559 // libraries has already been included in our object file output. As a
2560 // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
2561 // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
2562 // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
2563 // it may contain static native libraries which must be linked in.
2564 //
2565 // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
2566 // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
2567 // still be passed to the linker.
2568 //
2569 // Note, however, that if we're not doing LTO we can just pass the rlib
2570 // blindly to the linker (fast) because it's fine if it's not actually
2571 // included as we're at the end of the dependency chain.
2572 fn add_static_crate<'a>(
2573     cmd: &mut dyn Linker,
2574     sess: &'a Session,
2575     archive_builder_builder: &dyn ArchiveBuilderBuilder,
2576     codegen_results: &CodegenResults,
2577     tmpdir: &Path,
2578     cnum: CrateNum,
2579     bundled_lib_file_names: &FxHashSet<Symbol>,
2580 ) {
2581     let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2582     let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
2583
2584     let mut link_upstream = |path: &Path| {
2585         cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(path));
2586     };
2587
2588     // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
2589     // there's a static library that's not relevant we skip all object
2590     // files.
2591     let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
2592     let skip_native = native_libs.iter().any(|lib| {
2593         matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
2594             && !relevant_lib(sess, lib)
2595     });
2596
2597     if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
2598         || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
2599         && !skip_native
2600     {
2601         link_upstream(cratepath);
2602         return;
2603     }
2604
2605     let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
2606     let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
2607     let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
2608     let bundled_lib_file_names = bundled_lib_file_names.clone();
2609
2610     sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
2611         let canonical_name = name.replace('-', "_");
2612         let upstream_rust_objects_already_included =
2613             are_upstream_rust_objects_already_included(sess);
2614         let is_builtins =
2615             sess.target.no_builtins || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum);
2616
2617         let mut archive = archive_builder_builder.new_archive_builder(sess);
2618         if let Err(e) = archive.add_archive(
2619             cratepath,
2620             Box::new(move |f| {
2621                 if f == METADATA_FILENAME {
2622                     return true;
2623                 }
2624
2625                 let canonical = f.replace('-', "_");
2626
2627                 let is_rust_object =
2628                     canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
2629
2630                 // If we've been requested to skip all native object files
2631                 // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
2632                 // this file. See above for why we may want to do this.
2633                 let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
2634
2635                 // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
2636                 // file, then we don't need the object file as it's part of the
2637                 // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
2638                 // though, so we let that object file slide.
2639                 let skip_because_lto =
2640                     upstream_rust_objects_already_included && is_rust_object && is_builtins;
2641
2642                 // We skip native libraries because:
2643                 // 1. This native libraries won't be used from the generated rlib,
2644                 //    so we can throw them away to avoid the copying work.
2645                 // 2. We can't allow it to be a single remaining entry in archive
2646                 //    as some linkers may complain on that.
2647                 if bundled_lib_file_names.contains(&Symbol::intern(f)) {
2648                     return true;
2649                 }
2650
2651                 if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
2652                     return true;
2653                 }
2654
2655                 false
2656             }),
2657         ) {
2658             sess.fatal(&format!("failed to build archive from rlib: {}", e));
2659         }
2660         if archive.build(&dst) {
2661             link_upstream(&dst);
2662         }
2663     });
2664 }
2665
2666 // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
2667 fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
2668     // Just need to tell the linker about where the library lives and
2669     // what its name is
2670     let parent = cratepath.parent();
2671     if let Some(dir) = parent {
2672         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
2673     }
2674     let stem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
2675     // Convert library file-stem into a cc -l argument.
2676     let prefix = if stem.starts_with("lib") && !sess.target.is_like_windows { 3 } else { 0 };
2677     cmd.link_rust_dylib(&stem[prefix..], parent.unwrap_or_else(|| Path::new("")));
2678 }
2679
2680 fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLib) -> bool {
2681     match lib.cfg {
2682         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, CRATE_NODE_ID, None),
2683         None => true,
2684     }
2685 }
2686
2687 pub(crate) fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
2688     match sess.lto() {
2689         config::Lto::Fat => true,
2690         config::Lto::Thin => {
2691             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
2692             // any upstream object files have not been copied yet.
2693             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
2694         }
2695         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
2696     }
2697 }
2698
2699 fn add_apple_sdk(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2700     let arch = &sess.target.arch;
2701     let os = &sess.target.os;
2702     let llvm_target = &sess.target.llvm_target;
2703     if sess.target.vendor != "apple"
2704         || !matches!(os.as_ref(), "ios" | "tvos" | "watchos" | "macos")
2705         || !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(..))
2706     {
2707         return;
2708     }
2709
2710     if os == "macos" && !matches!(flavor, LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _)) {
2711         return;
2712     }
2713
2714     let sdk_name = match (arch.as_ref(), os.as_ref()) {
2715         ("aarch64", "tvos") => "appletvos",
2716         ("x86_64", "tvos") => "appletvsimulator",
2717         ("arm", "ios") => "iphoneos",
2718         ("aarch64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2719         ("aarch64", "ios") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "iphonesimulator",
2720         ("aarch64", "ios") => "iphoneos",
2721         ("x86", "ios") => "iphonesimulator",
2722         ("x86_64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2723         ("x86_64", "ios") => "iphonesimulator",
2724         ("x86_64", "watchos") => "watchsimulator",
2725         ("arm64_32", "watchos") => "watchos",
2726         ("aarch64", "watchos") if llvm_target.ends_with("-simulator") => "watchsimulator",
2727         ("aarch64", "watchos") => "watchos",
2728         ("arm", "watchos") => "watchos",
2729         (_, "macos") => "macosx",
2730         _ => {
2731             sess.emit_err(errors::UnsupportedArch { arch, os });
2732             return;
2733         }
2734     };
2735     let sdk_root = match get_apple_sdk_root(sdk_name) {
2736         Ok(s) => s,
2737         Err(e) => {
2738             sess.emit_err(e);
2739             return;
2740         }
2741     };
2742
2743     match flavor {
2744         LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _) => {
2745             cmd.args(&["-isysroot", &sdk_root, "-Wl,-syslibroot", &sdk_root]);
2746         }
2747         LinkerFlavor::Darwin(Cc::No, _) => {
2748             cmd.args(&["-syslibroot", &sdk_root]);
2749         }
2750         _ => unreachable!(),
2751     }
2752 }
2753
2754 fn get_apple_sdk_root(sdk_name: &str) -> Result<String, errors::AppleSdkRootError<'_>> {
2755     // Following what clang does
2756     // (https://github.com/llvm/llvm-project/blob/
2757     // 296a80102a9b72c3eda80558fb78a3ed8849b341/clang/lib/Driver/ToolChains/Darwin.cpp#L1661-L1678)
2758     // to allow the SDK path to be set. (For clang, xcrun sets
2759     // SDKROOT; for rustc, the user or build system can set it, or we
2760     // can fall back to checking for xcrun on PATH.)
2761     if let Ok(sdkroot) = env::var("SDKROOT") {
2762         let p = Path::new(&sdkroot);
2763         match sdk_name {
2764             // Ignore `SDKROOT` if it's clearly set for the wrong platform.
2765             "appletvos"
2766                 if sdkroot.contains("TVSimulator.platform")
2767                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2768             "appletvsimulator"
2769                 if sdkroot.contains("TVOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2770             "iphoneos"
2771                 if sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform")
2772                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2773             "iphonesimulator"
2774                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {
2775             }
2776             "macosx10.15"
2777                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform")
2778                     || sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform") => {}
2779             "watchos"
2780                 if sdkroot.contains("WatchSimulator.platform")
2781                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2782             "watchsimulator"
2783                 if sdkroot.contains("WatchOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2784             // Ignore `SDKROOT` if it's not a valid path.
2785             _ if !p.is_absolute() || p == Path::new("/") || !p.exists() => {}
2786             _ => return Ok(sdkroot),
2787         }
2788     }
2789     let res =
2790         Command::new("xcrun").arg("--show-sdk-path").arg("-sdk").arg(sdk_name).output().and_then(
2791             |output| {
2792                 if output.status.success() {
2793                     Ok(String::from_utf8(output.stdout).unwrap())
2794                 } else {
2795                     let error = String::from_utf8(output.stderr);
2796                     let error = format!("process exit with error: {}", error.unwrap());
2797                     Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, &error[..]))
2798                 }
2799             },
2800         );
2801
2802     match res {
2803         Ok(output) => Ok(output.trim().to_string()),
2804         Err(error) => Err(errors::AppleSdkRootError::SdkPath { sdk_name, error }),
2805     }
2806 }
2807
2808 fn add_gcc_ld_path(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2809     if let Some(ld_impl) = sess.opts.unstable_opts.gcc_ld {
2810         if let LinkerFlavor::Gnu(Cc::Yes, _)
2811         | LinkerFlavor::Darwin(Cc::Yes, _)
2812         | LinkerFlavor::WasmLld(Cc::Yes) = flavor
2813         {
2814             match ld_impl {
2815                 LdImpl::Lld => {
2816                     // Implement the "self-contained" part of -Zgcc-ld
2817                     // by adding rustc distribution directories to the tool search path.
2818                     for path in sess.get_tools_search_paths(false) {
2819                         cmd.arg({
2820                             let mut arg = OsString::from("-B");
2821                             arg.push(path.join("gcc-ld"));
2822                             arg
2823                         });
2824                     }
2825                     // Implement the "linker flavor" part of -Zgcc-ld
2826                     // by asking cc to use some kind of lld.
2827                     cmd.arg("-fuse-ld=lld");
2828                     if !flavor.is_gnu() {
2829                         // Tell clang to use a non-default LLD flavor.
2830                         // Gcc doesn't understand the target option, but we currently assume
2831                         // that gcc is not used for Apple and Wasm targets (#97402).
2832                         cmd.arg(format!("--target={}", sess.target.llvm_target));
2833                     }
2834                 }
2835             }
2836         } else {
2837             sess.emit_fatal(errors::OptionGccOnly);
2838         }
2839     }
2840 }