]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs
Auto merge of #90385 - mfrw:mfrw/librustdoc, r=GuillaumeGomez
[rust.git] / compiler / rustc_codegen_ssa / src / back / link.rs
1 use rustc_data_structures::fx::{FxHashSet, FxIndexMap};
2 use rustc_data_structures::temp_dir::MaybeTempDir;
3 use rustc_errors::{ErrorReported, Handler};
4 use rustc_fs_util::fix_windows_verbatim_for_gcc;
5 use rustc_hir::def_id::CrateNum;
6 use rustc_middle::middle::dependency_format::Linkage;
7 use rustc_session::config::{self, CFGuard, CrateType, DebugInfo, LdImpl, Strip};
8 use rustc_session::config::{OutputFilenames, OutputType, PrintRequest};
9 use rustc_session::cstore::DllImport;
10 use rustc_session::output::{check_file_is_writeable, invalid_output_for_target, out_filename};
11 use rustc_session::search_paths::PathKind;
12 use rustc_session::utils::NativeLibKind;
13 /// For all the linkers we support, and information they might
14 /// need out of the shared crate context before we get rid of it.
15 use rustc_session::{filesearch, Session};
16 use rustc_span::symbol::Symbol;
17 use rustc_target::abi::Endian;
18 use rustc_target::spec::crt_objects::{CrtObjects, CrtObjectsFallback};
19 use rustc_target::spec::{LinkOutputKind, LinkerFlavor, LldFlavor, SplitDebuginfo};
20 use rustc_target::spec::{PanicStrategy, RelocModel, RelroLevel, SanitizerSet, Target};
21
22 use super::archive::{find_library, ArchiveBuilder};
23 use super::command::Command;
24 use super::linker::{self, Linker};
25 use super::rpath::{self, RPathConfig};
26 use crate::{
27     looks_like_rust_object_file, CodegenResults, CompiledModule, CrateInfo, NativeLib,
28     METADATA_FILENAME,
29 };
30
31 use cc::windows_registry;
32 use object::elf;
33 use object::write::Object;
34 use object::{Architecture, BinaryFormat, Endianness, FileFlags, SectionFlags, SectionKind};
35 use regex::Regex;
36 use tempfile::Builder as TempFileBuilder;
37
38 use std::ffi::OsString;
39 use std::lazy::OnceCell;
40 use std::path::{Path, PathBuf};
41 use std::process::{ExitStatus, Output, Stdio};
42 use std::{ascii, char, env, fmt, fs, io, mem, str};
43
44 pub fn ensure_removed(diag_handler: &Handler, path: &Path) {
45     if let Err(e) = fs::remove_file(path) {
46         if e.kind() != io::ErrorKind::NotFound {
47             diag_handler.err(&format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
48         }
49     }
50 }
51
52 /// Performs the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
53 /// of the requested outputs for this compilation session.
54 pub fn link_binary<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
55     sess: &'a Session,
56     codegen_results: &CodegenResults,
57     outputs: &OutputFilenames,
58 ) -> Result<(), ErrorReported> {
59     let _timer = sess.timer("link_binary");
60     let output_metadata = sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Metadata);
61     for &crate_type in sess.crate_types().iter() {
62         // Ignore executable crates if we have -Z no-codegen, as they will error.
63         if (sess.opts.debugging_opts.no_codegen || !sess.opts.output_types.should_codegen())
64             && !output_metadata
65             && crate_type == CrateType::Executable
66         {
67             continue;
68         }
69
70         if invalid_output_for_target(sess, crate_type) {
71             bug!(
72                 "invalid output type `{:?}` for target os `{}`",
73                 crate_type,
74                 sess.opts.target_triple
75             );
76         }
77
78         sess.time("link_binary_check_files_are_writeable", || {
79             for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
80                 check_file_is_writeable(obj, sess);
81             }
82         });
83
84         if outputs.outputs.should_link() {
85             let tmpdir = TempFileBuilder::new()
86                 .prefix("rustc")
87                 .tempdir()
88                 .unwrap_or_else(|err| sess.fatal(&format!("couldn't create a temp dir: {}", err)));
89             let path = MaybeTempDir::new(tmpdir, sess.opts.cg.save_temps);
90             let out_filename = out_filename(
91                 sess,
92                 crate_type,
93                 outputs,
94                 &codegen_results.crate_info.local_crate_name.as_str(),
95             );
96             match crate_type {
97                 CrateType::Rlib => {
98                     let _timer = sess.timer("link_rlib");
99                     link_rlib::<B>(
100                         sess,
101                         codegen_results,
102                         RlibFlavor::Normal,
103                         &out_filename,
104                         &path,
105                     )?
106                     .build();
107                 }
108                 CrateType::Staticlib => {
109                     link_staticlib::<B>(sess, codegen_results, &out_filename, &path)?;
110                 }
111                 _ => {
112                     link_natively::<B>(
113                         sess,
114                         crate_type,
115                         &out_filename,
116                         codegen_results,
117                         path.as_ref(),
118                     );
119                 }
120             }
121             if sess.opts.json_artifact_notifications {
122                 sess.parse_sess.span_diagnostic.emit_artifact_notification(&out_filename, "link");
123             }
124
125             if sess.prof.enabled() {
126                 if let Some(artifact_name) = out_filename.file_name() {
127                     // Record size for self-profiling
128                     let file_size = std::fs::metadata(&out_filename).map(|m| m.len()).unwrap_or(0);
129
130                     sess.prof.artifact_size(
131                         "linked_artifact",
132                         artifact_name.to_string_lossy(),
133                         file_size,
134                     );
135                 }
136             }
137         }
138     }
139
140     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
141     sess.time("link_binary_remove_temps", || {
142         if !sess.opts.cg.save_temps {
143             let remove_temps_from_module = |module: &CompiledModule| {
144                 if let Some(ref obj) = module.object {
145                     ensure_removed(sess.diagnostic(), obj);
146                 }
147
148                 if let Some(ref obj) = module.dwarf_object {
149                     ensure_removed(sess.diagnostic(), obj);
150                 }
151             };
152
153             if sess.opts.output_types.should_link() && !preserve_objects_for_their_debuginfo(sess) {
154                 for module in &codegen_results.modules {
155                     remove_temps_from_module(module);
156                 }
157             }
158
159             if let Some(ref metadata_module) = codegen_results.metadata_module {
160                 remove_temps_from_module(metadata_module);
161             }
162
163             if let Some(ref allocator_module) = codegen_results.allocator_module {
164                 remove_temps_from_module(allocator_module);
165             }
166         }
167     });
168
169     Ok(())
170 }
171
172 pub fn each_linked_rlib(
173     info: &CrateInfo,
174     f: &mut dyn FnMut(CrateNum, &Path),
175 ) -> Result<(), String> {
176     let crates = info.used_crates.iter();
177     let mut fmts = None;
178     for (ty, list) in info.dependency_formats.iter() {
179         match ty {
180             CrateType::Executable
181             | CrateType::Staticlib
182             | CrateType::Cdylib
183             | CrateType::ProcMacro => {
184                 fmts = Some(list);
185                 break;
186             }
187             _ => {}
188         }
189     }
190     let Some(fmts) = fmts else {
191         return Err("could not find formats for rlibs".to_string());
192     };
193     for &cnum in crates {
194         match fmts.get(cnum.as_usize() - 1) {
195             Some(&Linkage::NotLinked | &Linkage::IncludedFromDylib) => continue,
196             Some(_) => {}
197             None => return Err("could not find formats for rlibs".to_string()),
198         }
199         let name = &info.crate_name[&cnum];
200         let used_crate_source = &info.used_crate_source[&cnum];
201         let path = if let Some((path, _)) = &used_crate_source.rlib {
202             path
203         } else if used_crate_source.rmeta.is_some() {
204             return Err(format!(
205                 "could not find rlib for: `{}`, found rmeta (metadata) file",
206                 name
207             ));
208         } else {
209             return Err(format!("could not find rlib for: `{}`", name));
210         };
211         f(cnum, &path);
212     }
213     Ok(())
214 }
215
216 /// We use a temp directory here to avoid races between concurrent rustc processes,
217 /// such as builds in the same directory using the same filename for metadata while
218 /// building an `.rlib` (stomping over one another), or writing an `.rmeta` into a
219 /// directory being searched for `extern crate` (observing an incomplete file).
220 /// The returned path is the temporary file containing the complete metadata.
221 pub fn emit_metadata(sess: &Session, metadata: &[u8], tmpdir: &MaybeTempDir) -> PathBuf {
222     let out_filename = tmpdir.as_ref().join(METADATA_FILENAME);
223     let result = fs::write(&out_filename, metadata);
224
225     if let Err(e) = result {
226         sess.fatal(&format!("failed to write {}: {}", out_filename.display(), e));
227     }
228
229     out_filename
230 }
231
232 /// Create an 'rlib'.
233 ///
234 /// An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The rlib primarily contains
235 /// the object file of the crate, but it also contains all of the object files from native
236 /// libraries. This is done by unzipping native libraries and inserting all of the contents into
237 /// this archive.
238 fn link_rlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
239     sess: &'a Session,
240     codegen_results: &CodegenResults,
241     flavor: RlibFlavor,
242     out_filename: &Path,
243     tmpdir: &MaybeTempDir,
244 ) -> Result<B, ErrorReported> {
245     info!("preparing rlib to {:?}", out_filename);
246
247     let lib_search_paths = archive_search_paths(sess);
248
249     let mut ab = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, out_filename, None);
250
251     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
252         ab.add_file(obj);
253     }
254
255     // Note that in this loop we are ignoring the value of `lib.cfg`. That is,
256     // we may not be configured to actually include a static library if we're
257     // adding it here. That's because later when we consume this rlib we'll
258     // decide whether we actually needed the static library or not.
259     //
260     // To do this "correctly" we'd need to keep track of which libraries added
261     // which object files to the archive. We don't do that here, however. The
262     // #[link(cfg(..))] feature is unstable, though, and only intended to get
263     // liblibc working. In that sense the check below just indicates that if
264     // there are any libraries we want to omit object files for at link time we
265     // just exclude all custom object files.
266     //
267     // Eventually if we want to stabilize or flesh out the #[link(cfg(..))]
268     // feature then we'll need to figure out how to record what objects were
269     // loaded from the libraries found here and then encode that into the
270     // metadata of the rlib we're generating somehow.
271     for lib in codegen_results.crate_info.used_libraries.iter() {
272         match lib.kind {
273             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), whole_archive: Some(true) }
274                 if flavor == RlibFlavor::Normal =>
275             {
276                 // Don't allow mixing +bundle with +whole_archive since an rlib may contain
277                 // multiple native libs, some of which are +whole-archive and some of which are
278                 // -whole-archive and it isn't clear how we can currently handle such a
279                 // situation correctly.
280                 // See https://github.com/rust-lang/rust/issues/88085#issuecomment-901050897
281                 sess.err(
282                     "the linking modifiers `+bundle` and `+whole-archive` are not compatible \
283                         with each other when generating rlibs",
284                 );
285             }
286             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. } => {}
287             NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
288             | NativeLibKind::Dylib { .. }
289             | NativeLibKind::Framework { .. }
290             | NativeLibKind::RawDylib
291             | NativeLibKind::Unspecified => continue,
292         }
293         if let Some(name) = lib.name {
294             let location =
295                 find_library(name, lib.verbatim.unwrap_or(false), &lib_search_paths, sess);
296             ab.add_archive(&location, |_| false).unwrap_or_else(|e| {
297                 sess.fatal(&format!(
298                     "failed to add native library {}: {}",
299                     location.to_string_lossy(),
300                     e
301                 ));
302             });
303         }
304     }
305
306     for (raw_dylib_name, raw_dylib_imports) in
307         collate_raw_dylibs(sess, &codegen_results.crate_info.used_libraries)?
308     {
309         ab.inject_dll_import_lib(&raw_dylib_name, &raw_dylib_imports, tmpdir);
310     }
311
312     // After adding all files to the archive, we need to update the
313     // symbol table of the archive.
314     ab.update_symbols();
315
316     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
317     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
318     // this is as follows:
319     //
320     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
321     //   objects from above. The reason for this is described below.
322     //
323     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
324     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
325     //   linkable.
326     //
327     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
328     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
329     //   object file. Read architecture from the object file.
330     //
331     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
332     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
333     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
334     //
335     // Basically, all this means is that this code should not move above the
336     // code above.
337     match flavor {
338         RlibFlavor::Normal => {
339             // metadata in rlib files is wrapped in a "dummy" object file for
340             // the target platform so the rlib can be processed entirely by
341             // normal linkers for the platform.
342             let metadata = create_metadata_file(sess, codegen_results.metadata.raw_data());
343             ab.add_file(&emit_metadata(sess, &metadata, tmpdir));
344
345             // After adding all files to the archive, we need to update the
346             // symbol table of the archive. This currently dies on macOS (see
347             // #11162), and isn't necessary there anyway
348             if !sess.target.is_like_osx {
349                 ab.update_symbols();
350             }
351         }
352
353         RlibFlavor::StaticlibBase => {
354             let obj = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
355             if let Some(obj) = obj {
356                 ab.add_file(obj);
357             }
358         }
359     }
360     return Ok(ab);
361
362     // For rlibs we "pack" rustc metadata into a dummy object file. When rustc
363     // creates a dylib crate type it will pass `--whole-archive` (or the
364     // platform equivalent) to include all object files from an rlib into the
365     // final dylib itself. This causes linkers to iterate and try to include all
366     // files located in an archive, so if metadata is stored in an archive then
367     // it needs to be of a form that the linker will be able to process.
368     //
369     // Note, though, that we don't actually want this metadata to show up in any
370     // final output of the compiler. Instead this is purely for rustc's own
371     // metadata tracking purposes.
372     //
373     // With the above in mind, each "flavor" of object format gets special
374     // handling here depending on the target:
375     //
376     // * MachO - macos-like targets will insert the metadata into a section that
377     //   is sort of fake dwarf debug info. Inspecting the source of the macos
378     //   linker this causes these sections to be skipped automatically because
379     //   it's not in an allowlist of otherwise well known dwarf section names to
380     //   go into the final artifact.
381     //
382     // * WebAssembly - we actually don't have any container format for this
383     //   target. WebAssembly doesn't support the `dylib` crate type anyway so
384     //   there's no need for us to support this at this time. Consequently the
385     //   metadata bytes are simply stored as-is into an rlib.
386     //
387     // * COFF - Windows-like targets create an object with a section that has
388     //   the `IMAGE_SCN_LNK_REMOVE` flag set which ensures that if the linker
389     //   ever sees the section it doesn't process it and it's removed.
390     //
391     // * ELF - All other targets are similar to Windows in that there's a
392     //   `SHF_EXCLUDE` flag we can set on sections in an object file to get
393     //   automatically removed from the final output.
394     //
395     // Note that this metdata format is kept in sync with
396     // `rustc_codegen_ssa/src/back/metadata.rs`.
397     fn create_metadata_file(sess: &Session, metadata: &[u8]) -> Vec<u8> {
398         let endianness = match sess.target.options.endian {
399             Endian::Little => Endianness::Little,
400             Endian::Big => Endianness::Big,
401         };
402         let architecture = match &sess.target.arch[..] {
403             "arm" => Architecture::Arm,
404             "aarch64" => Architecture::Aarch64,
405             "x86" => Architecture::I386,
406             "s390x" => Architecture::S390x,
407             "mips" => Architecture::Mips,
408             "mips64" => Architecture::Mips64,
409             "x86_64" => {
410                 if sess.target.pointer_width == 32 {
411                     Architecture::X86_64_X32
412                 } else {
413                     Architecture::X86_64
414                 }
415             }
416             "powerpc" => Architecture::PowerPc,
417             "powerpc64" => Architecture::PowerPc64,
418             "riscv32" => Architecture::Riscv32,
419             "riscv64" => Architecture::Riscv64,
420             "sparc64" => Architecture::Sparc64,
421
422             // This is used to handle all "other" targets. This includes targets
423             // in two categories:
424             //
425             // * Some targets don't have support in the `object` crate just yet
426             //   to write an object file. These targets are likely to get filled
427             //   out over time.
428             //
429             // * Targets like WebAssembly don't support dylibs, so the purpose
430             //   of putting metadata in object files, to support linking rlibs
431             //   into dylibs, is moot.
432             //
433             // In both of these cases it means that linking into dylibs will
434             // not be supported by rustc. This doesn't matter for targets like
435             // WebAssembly and for targets not supported by the `object` crate
436             // yet it means that work will need to be done in the `object` crate
437             // to add a case above.
438             _ => return metadata.to_vec(),
439         };
440
441         if sess.target.is_like_osx {
442             let mut file = Object::new(BinaryFormat::MachO, architecture, endianness);
443
444             let section =
445                 file.add_section(b"__DWARF".to_vec(), b".rmeta".to_vec(), SectionKind::Debug);
446             file.append_section_data(section, metadata, 1);
447             file.write().unwrap()
448         } else if sess.target.is_like_windows {
449             const IMAGE_SCN_LNK_REMOVE: u32 = 0;
450             let mut file = Object::new(BinaryFormat::Coff, architecture, endianness);
451
452             let section = file.add_section(Vec::new(), b".rmeta".to_vec(), SectionKind::Debug);
453             file.section_mut(section).flags =
454                 SectionFlags::Coff { characteristics: IMAGE_SCN_LNK_REMOVE };
455             file.append_section_data(section, metadata, 1);
456             file.write().unwrap()
457         } else {
458             const SHF_EXCLUDE: u64 = 0x80000000;
459             let mut file = Object::new(BinaryFormat::Elf, architecture, endianness);
460
461             match &sess.target.arch[..] {
462                 // copied from `mipsel-linux-gnu-gcc foo.c -c` and
463                 // inspecting the resulting `e_flags` field.
464                 "mips" => {
465                     let e_flags = elf::EF_MIPS_ARCH_32R2 | elf::EF_MIPS_CPIC | elf::EF_MIPS_PIC;
466                     file.flags = FileFlags::Elf { e_flags };
467                 }
468                 // copied from `mips64el-linux-gnuabi64-gcc foo.c -c`
469                 "mips64" => {
470                     let e_flags = elf::EF_MIPS_ARCH_64R2 | elf::EF_MIPS_CPIC | elf::EF_MIPS_PIC;
471                     file.flags = FileFlags::Elf { e_flags };
472                 }
473
474                 // copied from `riscv64-linux-gnu-gcc foo.c -c`, note though
475                 // that the `+d` target feature represents whether the double
476                 // float abi is enabled.
477                 "riscv64" if sess.target.options.features.contains("+d") => {
478                     let e_flags = elf::EF_RISCV_RVC | elf::EF_RISCV_FLOAT_ABI_DOUBLE;
479                     file.flags = FileFlags::Elf { e_flags };
480                 }
481
482                 _ => {}
483             }
484
485             let section = file.add_section(Vec::new(), b".rmeta".to_vec(), SectionKind::Debug);
486             file.section_mut(section).flags = SectionFlags::Elf { sh_flags: SHF_EXCLUDE };
487             file.append_section_data(section, metadata, 1);
488             file.write().unwrap()
489         }
490     }
491 }
492
493 /// Extract all symbols defined in raw-dylib libraries, collated by library name.
494 ///
495 /// If we have multiple extern blocks that specify symbols defined in the same raw-dylib library,
496 /// then the CodegenResults value contains one NativeLib instance for each block.  However, the
497 /// linker appears to expect only a single import library for each library used, so we need to
498 /// collate the symbols together by library name before generating the import libraries.
499 fn collate_raw_dylibs(
500     sess: &Session,
501     used_libraries: &[NativeLib],
502 ) -> Result<Vec<(String, Vec<DllImport>)>, ErrorReported> {
503     // Use index maps to preserve original order of imports and libraries.
504     let mut dylib_table = FxIndexMap::<String, FxIndexMap<Symbol, &DllImport>>::default();
505
506     for lib in used_libraries {
507         if lib.kind == NativeLibKind::RawDylib {
508             let ext = if matches!(lib.verbatim, Some(true)) { "" } else { ".dll" };
509             let name = format!("{}{}", lib.name.expect("unnamed raw-dylib library"), ext);
510             let imports = dylib_table.entry(name.clone()).or_default();
511             for import in &lib.dll_imports {
512                 if let Some(old_import) = imports.insert(import.name, import) {
513                     // FIXME: when we add support for ordinals, figure out if we need to do anything
514                     // if we have two DllImport values with the same name but different ordinals.
515                     if import.calling_convention != old_import.calling_convention {
516                         sess.span_err(
517                             import.span,
518                             &format!(
519                                 "multiple declarations of external function `{}` from \
520                                  library `{}` have different calling conventions",
521                                 import.name, name,
522                             ),
523                         );
524                     }
525                 }
526             }
527         }
528     }
529     sess.compile_status()?;
530     Ok(dylib_table
531         .into_iter()
532         .map(|(name, imports)| {
533             (name, imports.into_iter().map(|(_, import)| import.clone()).collect())
534         })
535         .collect())
536 }
537
538 /// Create a static archive.
539 ///
540 /// This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding all of the upstream
541 /// crates' objects into the archive. This will slurp in all of the native libraries of upstream
542 /// dependencies as well.
543 ///
544 /// Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn about all dynamic
545 /// library dependencies that they're not linked in.
546 ///
547 /// There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not link in the metadata
548 /// object file (and also don't prepare the archive with a metadata file).
549 fn link_staticlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
550     sess: &'a Session,
551     codegen_results: &CodegenResults,
552     out_filename: &Path,
553     tempdir: &MaybeTempDir,
554 ) -> Result<(), ErrorReported> {
555     let mut ab =
556         link_rlib::<B>(sess, codegen_results, RlibFlavor::StaticlibBase, out_filename, tempdir)?;
557     let mut all_native_libs = vec![];
558
559     let res = each_linked_rlib(&codegen_results.crate_info, &mut |cnum, path| {
560         let name = &codegen_results.crate_info.crate_name[&cnum];
561         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
562
563         // Here when we include the rlib into our staticlib we need to make a
564         // decision whether to include the extra object files along the way.
565         // These extra object files come from statically included native
566         // libraries, but they may be cfg'd away with #[link(cfg(..))].
567         //
568         // This unstable feature, though, only needs liblibc to work. The only
569         // use case there is where musl is statically included in liblibc.rlib,
570         // so if we don't want the included version we just need to skip it. As
571         // a result the logic here is that if *any* linked library is cfg'd away
572         // we just skip all object files.
573         //
574         // Clearly this is not sufficient for a general purpose feature, and
575         // we'd want to read from the library's metadata to determine which
576         // object files come from where and selectively skip them.
577         let skip_object_files = native_libs.iter().any(|lib| {
578             matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
579                 && !relevant_lib(sess, lib)
580         });
581
582         let lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
583             && !ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum);
584
585         // Ignoring obj file starting with the crate name
586         // as simple comparison is not enough - there
587         // might be also an extra name suffix
588         let obj_start = name.as_str().to_owned();
589
590         ab.add_archive(path, move |fname: &str| {
591             // Ignore metadata files, no matter the name.
592             if fname == METADATA_FILENAME {
593                 return true;
594             }
595
596             // Don't include Rust objects if LTO is enabled
597             if lto && looks_like_rust_object_file(fname) {
598                 return true;
599             }
600
601             // Otherwise if this is *not* a rust object and we're skipping
602             // objects then skip this file
603             if skip_object_files && (!fname.starts_with(&obj_start) || !fname.ends_with(".o")) {
604                 return true;
605             }
606
607             // ok, don't skip this
608             false
609         })
610         .unwrap();
611
612         all_native_libs.extend(codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter().cloned());
613     });
614     if let Err(e) = res {
615         sess.fatal(&e);
616     }
617
618     ab.update_symbols();
619     ab.build();
620
621     if !all_native_libs.is_empty() {
622         if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::NativeStaticLibs) {
623             print_native_static_libs(sess, &all_native_libs);
624         }
625     }
626
627     Ok(())
628 }
629
630 fn escape_stdout_stderr_string(s: &[u8]) -> String {
631     str::from_utf8(s).map(|s| s.to_owned()).unwrap_or_else(|_| {
632         let mut x = "Non-UTF-8 output: ".to_string();
633         x.extend(s.iter().flat_map(|&b| ascii::escape_default(b)).map(char::from));
634         x
635     })
636 }
637
638 const LLVM_DWP_EXECUTABLE: &'static str = "rust-llvm-dwp";
639
640 /// Invoke `llvm-dwp` (shipped alongside rustc) to link `dwo` files from Split DWARF into a `dwp`
641 /// file.
642 fn link_dwarf_object<'a>(sess: &'a Session, executable_out_filename: &Path) {
643     info!("preparing dwp to {}.dwp", executable_out_filename.to_str().unwrap());
644
645     let dwp_out_filename = executable_out_filename.with_extension("dwp");
646     let mut cmd = Command::new(LLVM_DWP_EXECUTABLE);
647     cmd.arg("-e");
648     cmd.arg(executable_out_filename);
649     cmd.arg("-o");
650     cmd.arg(&dwp_out_filename);
651
652     let mut new_path = sess.get_tools_search_paths(false);
653     if let Some(path) = env::var_os("PATH") {
654         new_path.extend(env::split_paths(&path));
655     }
656     let new_path = env::join_paths(new_path).unwrap();
657     cmd.env("PATH", new_path);
658
659     info!("{:?}", &cmd);
660     match sess.time("run_dwp", || cmd.output()) {
661         Ok(prog) if !prog.status.success() => {
662             sess.struct_err(&format!(
663                 "linking dwarf objects with `{}` failed: {}",
664                 LLVM_DWP_EXECUTABLE, prog.status
665             ))
666             .note(&format!("{:?}", &cmd))
667             .note(&escape_stdout_stderr_string(&prog.stdout))
668             .note(&escape_stdout_stderr_string(&prog.stderr))
669             .emit();
670             info!("linker stderr:\n{}", escape_stdout_stderr_string(&prog.stderr));
671             info!("linker stdout:\n{}", escape_stdout_stderr_string(&prog.stdout));
672         }
673         Ok(_) => {}
674         Err(e) => {
675             let dwp_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
676             let mut err = if dwp_not_found {
677                 sess.struct_err(&format!("linker `{}` not found", LLVM_DWP_EXECUTABLE))
678             } else {
679                 sess.struct_err(&format!("could not exec the linker `{}`", LLVM_DWP_EXECUTABLE))
680             };
681
682             err.note(&e.to_string());
683
684             if !dwp_not_found {
685                 err.note(&format!("{:?}", &cmd));
686             }
687
688             err.emit();
689         }
690     }
691 }
692
693 /// Create a dynamic library or executable.
694 ///
695 /// This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This links to all upstream
696 /// files as well.
697 fn link_natively<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
698     sess: &'a Session,
699     crate_type: CrateType,
700     out_filename: &Path,
701     codegen_results: &CodegenResults,
702     tmpdir: &Path,
703 ) {
704     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
705     let (linker_path, flavor) = linker_and_flavor(sess);
706     let mut cmd = linker_with_args::<B>(
707         &linker_path,
708         flavor,
709         sess,
710         crate_type,
711         tmpdir,
712         out_filename,
713         codegen_results,
714     );
715
716     linker::disable_localization(&mut cmd);
717
718     for &(ref k, ref v) in &sess.target.link_env {
719         cmd.env(k, v);
720     }
721     for k in &sess.target.link_env_remove {
722         cmd.env_remove(k);
723     }
724
725     if sess.opts.debugging_opts.print_link_args {
726         println!("{:?}", &cmd);
727     }
728
729     // May have not found libraries in the right formats.
730     sess.abort_if_errors();
731
732     // Invoke the system linker
733     info!("{:?}", &cmd);
734     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
735     let unknown_arg_regex =
736         Regex::new(r"(unknown|unrecognized) (command line )?(option|argument)").unwrap();
737     let mut prog;
738     let mut i = 0;
739     loop {
740         i += 1;
741         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &cmd, out_filename, tmpdir));
742         let output = match prog {
743             Ok(ref output) => output,
744             Err(_) => break,
745         };
746         if output.status.success() {
747             break;
748         }
749         let mut out = output.stderr.clone();
750         out.extend(&output.stdout);
751         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
752
753         // Check to see if the link failed with an error message that indicates it
754         // doesn't recognize the -no-pie option. If so, reperform the link step
755         // without it. This is safe because if the linker doesn't support -no-pie
756         // then it should not default to linking executables as pie. Different
757         // versions of gcc seem to use different quotes in the error message so
758         // don't check for them.
759         if sess.target.linker_is_gnu
760             && flavor != LinkerFlavor::Ld
761             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
762             && out.contains("-no-pie")
763             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
764         {
765             info!("linker output: {:?}", out);
766             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
767             for arg in cmd.take_args() {
768                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
769                     cmd.arg(arg);
770                 }
771             }
772             info!("{:?}", &cmd);
773             continue;
774         }
775
776         // Detect '-static-pie' used with an older version of gcc or clang not supporting it.
777         // Fallback from '-static-pie' to '-static' in that case.
778         if sess.target.linker_is_gnu
779             && flavor != LinkerFlavor::Ld
780             && unknown_arg_regex.is_match(&out)
781             && (out.contains("-static-pie") || out.contains("--no-dynamic-linker"))
782             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-static-pie")
783         {
784             info!("linker output: {:?}", out);
785             warn!(
786                 "Linker does not support -static-pie command line option. Retrying with -static instead."
787             );
788             // Mirror `add_(pre,post)_link_objects` to replace CRT objects.
789             let self_contained = crt_objects_fallback(sess, crate_type);
790             let opts = &sess.target;
791             let pre_objects = if self_contained {
792                 &opts.pre_link_objects_fallback
793             } else {
794                 &opts.pre_link_objects
795             };
796             let post_objects = if self_contained {
797                 &opts.post_link_objects_fallback
798             } else {
799                 &opts.post_link_objects
800             };
801             let get_objects = |objects: &CrtObjects, kind| {
802                 objects
803                     .get(&kind)
804                     .iter()
805                     .copied()
806                     .flatten()
807                     .map(|obj| get_object_file_path(sess, obj, self_contained).into_os_string())
808                     .collect::<Vec<_>>()
809             };
810             let pre_objects_static_pie = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
811             let post_objects_static_pie = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticPicExe);
812             let mut pre_objects_static = get_objects(pre_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
813             let mut post_objects_static = get_objects(post_objects, LinkOutputKind::StaticNoPicExe);
814             // Assume that we know insertion positions for the replacement arguments from replaced
815             // arguments, which is true for all supported targets.
816             assert!(pre_objects_static.is_empty() || !pre_objects_static_pie.is_empty());
817             assert!(post_objects_static.is_empty() || !post_objects_static_pie.is_empty());
818             for arg in cmd.take_args() {
819                 if arg.to_string_lossy() == "-static-pie" {
820                     // Replace the output kind.
821                     cmd.arg("-static");
822                 } else if pre_objects_static_pie.contains(&arg) {
823                     // Replace the pre-link objects (replace the first and remove the rest).
824                     cmd.args(mem::take(&mut pre_objects_static));
825                 } else if post_objects_static_pie.contains(&arg) {
826                     // Replace the post-link objects (replace the first and remove the rest).
827                     cmd.args(mem::take(&mut post_objects_static));
828                 } else {
829                     cmd.arg(arg);
830                 }
831             }
832             info!("{:?}", &cmd);
833             continue;
834         }
835
836         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
837         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
838         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
839         //
840         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
841         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
842         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
843         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
844         // due to a segfault.
845         //
846         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
847         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
848         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
849         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
850         // we're left with this...
851         if !retry_on_segfault || i > 3 {
852             break;
853         }
854         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
855         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
856         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
857             warn!(
858                 ?cmd, %out,
859                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
860                  automatically retrying again",
861             );
862             continue;
863         }
864
865         if is_illegal_instruction(&output.status) {
866             warn!(
867                 ?cmd, %out, status = %output.status,
868                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
869                  tried to call it, automatically retrying again.",
870             );
871             continue;
872         }
873
874         #[cfg(unix)]
875         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
876             use std::os::unix::prelude::*;
877             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
878         }
879
880         #[cfg(not(unix))]
881         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
882             false
883         }
884     }
885
886     match prog {
887         Ok(prog) => {
888             if !prog.status.success() {
889                 let mut output = prog.stderr.clone();
890                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
891                 let escaped_output = escape_stdout_stderr_string(&output);
892                 let mut err = sess.struct_err(&format!(
893                     "linking with `{}` failed: {}",
894                     linker_path.display(),
895                     prog.status
896                 ));
897                 err.note(&format!("{:?}", &cmd)).note(&escaped_output);
898                 if escaped_output.contains("undefined reference to") {
899                     err.help(
900                         "some `extern` functions couldn't be found; some native libraries may \
901                          need to be installed or have their path specified",
902                     );
903                     err.note("use the `-l` flag to specify native libraries to link");
904                     err.note("use the `cargo:rustc-link-lib` directive to specify the native \
905                               libraries to link with Cargo (see https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/build-scripts.html#cargorustc-link-libkindname)");
906                 }
907                 err.emit();
908
909                 // If MSVC's `link.exe` was expected but the return code
910                 // is not a Microsoft LNK error then suggest a way to fix or
911                 // install the Visual Studio build tools.
912                 if let Some(code) = prog.status.code() {
913                     if sess.target.is_like_msvc
914                         && flavor == LinkerFlavor::Msvc
915                         // Respect the command line override
916                         && sess.opts.cg.linker.is_none()
917                         // Match exactly "link.exe"
918                         && linker_path.to_str() == Some("link.exe")
919                         // All Microsoft `link.exe` linking error codes are
920                         // four digit numbers in the range 1000 to 9999 inclusive
921                         && (code < 1000 || code > 9999)
922                     {
923                         let is_vs_installed = windows_registry::find_vs_version().is_ok();
924                         let has_linker = windows_registry::find_tool(
925                             &sess.opts.target_triple.triple(),
926                             "link.exe",
927                         )
928                         .is_some();
929
930                         sess.note_without_error("`link.exe` returned an unexpected error");
931                         if is_vs_installed && has_linker {
932                             // the linker is broken
933                             sess.note_without_error(
934                                 "the Visual Studio build tools may need to be repaired \
935                                 using the Visual Studio installer",
936                             );
937                             sess.note_without_error(
938                                 "or a necessary component may be missing from the \
939                                 \"C++ build tools\" workload",
940                             );
941                         } else if is_vs_installed {
942                             // the linker is not installed
943                             sess.note_without_error(
944                                 "in the Visual Studio installer, ensure the \
945                                 \"C++ build tools\" workload is selected",
946                             );
947                         } else {
948                             // visual studio is not installed
949                             sess.note_without_error(
950                                 "you may need to install Visual Studio build tools with the \
951                                 \"C++ build tools\" workload",
952                             );
953                         }
954                     }
955                 }
956
957                 sess.abort_if_errors();
958             }
959             info!("linker stderr:\n{}", escape_stdout_stderr_string(&prog.stderr));
960             info!("linker stdout:\n{}", escape_stdout_stderr_string(&prog.stdout));
961         }
962         Err(e) => {
963             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
964
965             let mut linker_error = {
966                 if linker_not_found {
967                     sess.struct_err(&format!("linker `{}` not found", linker_path.display()))
968                 } else {
969                     sess.struct_err(&format!(
970                         "could not exec the linker `{}`",
971                         linker_path.display()
972                     ))
973                 }
974             };
975
976             linker_error.note(&e.to_string());
977
978             if !linker_not_found {
979                 linker_error.note(&format!("{:?}", &cmd));
980             }
981
982             linker_error.emit();
983
984             if sess.target.is_like_msvc && linker_not_found {
985                 sess.note_without_error(
986                     "the msvc targets depend on the msvc linker \
987                      but `link.exe` was not found",
988                 );
989                 sess.note_without_error(
990                     "please ensure that VS 2013, VS 2015, VS 2017 or VS 2019 \
991                      was installed with the Visual C++ option",
992                 );
993             }
994             sess.abort_if_errors();
995         }
996     }
997
998     match sess.split_debuginfo() {
999         // If split debug information is disabled or located in individual files
1000         // there's nothing to do here.
1001         SplitDebuginfo::Off | SplitDebuginfo::Unpacked => {}
1002
1003         // If packed split-debuginfo is requested, but the final compilation
1004         // doesn't actually have any debug information, then we skip this step.
1005         SplitDebuginfo::Packed if sess.opts.debuginfo == DebugInfo::None => {}
1006
1007         // On macOS the external `dsymutil` tool is used to create the packed
1008         // debug information. Note that this will read debug information from
1009         // the objects on the filesystem which we'll clean up later.
1010         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_osx => {
1011             let prog = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output();
1012             match prog {
1013                 Ok(prog) => {
1014                     if !prog.status.success() {
1015                         let mut output = prog.stderr.clone();
1016                         output.extend_from_slice(&prog.stdout);
1017                         sess.struct_warn(&format!(
1018                             "processing debug info with `dsymutil` failed: {}",
1019                             prog.status
1020                         ))
1021                         .note(&escape_string(&output))
1022                         .emit();
1023                     }
1024                 }
1025                 Err(e) => sess.fatal(&format!("unable to run `dsymutil`: {}", e)),
1026             }
1027         }
1028
1029         // On MSVC packed debug information is produced by the linker itself so
1030         // there's no need to do anything else here.
1031         SplitDebuginfo::Packed if sess.target.is_like_msvc => {}
1032
1033         // ... and otherwise we're processing a `*.dwp` packed dwarf file.
1034         SplitDebuginfo::Packed => link_dwarf_object(sess, &out_filename),
1035     }
1036
1037     if sess.target.is_like_osx {
1038         match sess.opts.debugging_opts.strip {
1039             Strip::Debuginfo => strip_symbols_in_osx(sess, &out_filename, Some("-S")),
1040             Strip::Symbols => strip_symbols_in_osx(sess, &out_filename, None),
1041             Strip::None => {}
1042         }
1043     }
1044 }
1045
1046 fn strip_symbols_in_osx<'a>(sess: &'a Session, out_filename: &Path, option: Option<&str>) {
1047     let mut cmd = Command::new("strip");
1048     if let Some(option) = option {
1049         cmd.arg(option);
1050     }
1051     let prog = cmd.arg(out_filename).output();
1052     match prog {
1053         Ok(prog) => {
1054             if !prog.status.success() {
1055                 let mut output = prog.stderr.clone();
1056                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
1057                 sess.struct_warn(&format!(
1058                     "stripping debug info with `strip` failed: {}",
1059                     prog.status
1060                 ))
1061                 .note(&escape_string(&output))
1062                 .emit();
1063             }
1064         }
1065         Err(e) => sess.fatal(&format!("unable to run `strip`: {}", e)),
1066     }
1067 }
1068
1069 fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
1070     str::from_utf8(s).map(|s| s.to_owned()).unwrap_or_else(|_| {
1071         let mut x = "Non-UTF-8 output: ".to_string();
1072         x.extend(s.iter().flat_map(|&b| ascii::escape_default(b)).map(char::from));
1073         x
1074     })
1075 }
1076
1077 fn add_sanitizer_libraries(sess: &Session, crate_type: CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
1078     // On macOS the runtimes are distributed as dylibs which should be linked to
1079     // both executables and dynamic shared objects. Everywhere else the runtimes
1080     // are currently distributed as static liraries which should be linked to
1081     // executables only.
1082     let needs_runtime = match crate_type {
1083         CrateType::Executable => true,
1084         CrateType::Dylib | CrateType::Cdylib | CrateType::ProcMacro => sess.target.is_like_osx,
1085         CrateType::Rlib | CrateType::Staticlib => false,
1086     };
1087
1088     if !needs_runtime {
1089         return;
1090     }
1091
1092     let sanitizer = sess.opts.debugging_opts.sanitizer;
1093     if sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
1094         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "asan");
1095     }
1096     if sanitizer.contains(SanitizerSet::LEAK) {
1097         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "lsan");
1098     }
1099     if sanitizer.contains(SanitizerSet::MEMORY) {
1100         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "msan");
1101     }
1102     if sanitizer.contains(SanitizerSet::THREAD) {
1103         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "tsan");
1104     }
1105     if sanitizer.contains(SanitizerSet::HWADDRESS) {
1106         link_sanitizer_runtime(sess, linker, "hwasan");
1107     }
1108 }
1109
1110 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, linker: &mut dyn Linker, name: &str) {
1111     fn find_sanitizer_runtime(sess: &Session, filename: &str) -> PathBuf {
1112         let session_tlib =
1113             filesearch::make_target_lib_path(&sess.sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
1114         let path = session_tlib.join(filename);
1115         if path.exists() {
1116             return session_tlib;
1117         } else {
1118             let default_sysroot = filesearch::get_or_default_sysroot();
1119             let default_tlib = filesearch::make_target_lib_path(
1120                 &default_sysroot,
1121                 sess.opts.target_triple.triple(),
1122             );
1123             return default_tlib;
1124         }
1125     }
1126
1127     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
1128         .map(|channel| format!("-{}", channel))
1129         .unwrap_or_default();
1130
1131     if sess.target.is_like_osx {
1132         // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
1133         // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
1134         // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
1135         // PR #41352 for details).
1136         let filename = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
1137         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename);
1138         let rpath = path.to_str().expect("non-utf8 component in path");
1139         linker.args(&["-Wl,-rpath", "-Xlinker", rpath]);
1140         linker.link_dylib(Symbol::intern(&filename), false, true);
1141     } else {
1142         let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
1143         let path = find_sanitizer_runtime(&sess, &filename).join(&filename);
1144         linker.link_whole_rlib(&path);
1145     }
1146 }
1147
1148 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
1149 /// during LTO.
1150 ///
1151 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
1152 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
1153 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
1154 ///
1155 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
1156 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
1157 /// LTO.
1158 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
1159     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
1160     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
1161     // no_builtins or compiler builtins crates).
1162     !sess.target.no_builtins
1163         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
1164 }
1165
1166 // This functions tries to determine the appropriate linker (and corresponding LinkerFlavor) to use
1167 pub fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
1168     fn infer_from(
1169         sess: &Session,
1170         linker: Option<PathBuf>,
1171         flavor: Option<LinkerFlavor>,
1172     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
1173         match (linker, flavor) {
1174             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
1175             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
1176             (None, Some(flavor)) => Some((
1177                 PathBuf::from(match flavor {
1178                     LinkerFlavor::Em => {
1179                         if cfg!(windows) {
1180                             "emcc.bat"
1181                         } else {
1182                             "emcc"
1183                         }
1184                     }
1185                     LinkerFlavor::Gcc => {
1186                         if cfg!(any(target_os = "solaris", target_os = "illumos")) {
1187                             // On historical Solaris systems, "cc" may have
1188                             // been Sun Studio, which is not flag-compatible
1189                             // with "gcc".  This history casts a long shadow,
1190                             // and many modern illumos distributions today
1191                             // ship GCC as "gcc" without also making it
1192                             // available as "cc".
1193                             "gcc"
1194                         } else {
1195                             "cc"
1196                         }
1197                     }
1198                     LinkerFlavor::Ld => "ld",
1199                     LinkerFlavor::Msvc => "link.exe",
1200                     LinkerFlavor::Lld(_) => "lld",
1201                     LinkerFlavor::PtxLinker => "rust-ptx-linker",
1202                     LinkerFlavor::BpfLinker => "bpf-linker",
1203                 }),
1204                 flavor,
1205             )),
1206             (Some(linker), None) => {
1207                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
1208                     sess.fatal("couldn't extract file stem from specified linker")
1209                 });
1210
1211                 let flavor = if stem == "emcc" {
1212                     LinkerFlavor::Em
1213                 } else if stem == "gcc"
1214                     || stem.ends_with("-gcc")
1215                     || stem == "clang"
1216                     || stem.ends_with("-clang")
1217                 {
1218                     LinkerFlavor::Gcc
1219                 } else if stem == "wasm-ld" || stem.ends_with("-wasm-ld") {
1220                     LinkerFlavor::Lld(LldFlavor::Wasm)
1221                 } else if stem == "ld" || stem == "ld.lld" || stem.ends_with("-ld") {
1222                     LinkerFlavor::Ld
1223                 } else if stem == "link" || stem == "lld-link" {
1224                     LinkerFlavor::Msvc
1225                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
1226                     LinkerFlavor::Lld(sess.target.lld_flavor)
1227                 } else {
1228                     // fall back to the value in the target spec
1229                     sess.target.linker_flavor
1230                 };
1231
1232                 Some((linker, flavor))
1233             }
1234             (None, None) => None,
1235         }
1236     }
1237
1238     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
1239     // specification specifies
1240     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), sess.opts.cg.linker_flavor) {
1241         return ret;
1242     }
1243
1244     if let Some(ret) = infer_from(
1245         sess,
1246         sess.target.linker.clone().map(PathBuf::from),
1247         Some(sess.target.linker_flavor),
1248     ) {
1249         return ret;
1250     }
1251
1252     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
1253 }
1254
1255 /// Returns a boolean indicating whether we should preserve the object files on
1256 /// the filesystem for their debug information. This is often useful with
1257 /// split-dwarf like schemes.
1258 fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> bool {
1259     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
1260     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
1261         return false;
1262     }
1263
1264     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
1265     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
1266     let output_linked =
1267         sess.crate_types().iter().any(|&x| x != CrateType::Rlib && x != CrateType::Staticlib);
1268     if !output_linked {
1269         return false;
1270     }
1271
1272     // "unpacked" split debuginfo means that we leave object files as the
1273     // debuginfo is found in the original object files themselves
1274     sess.split_debuginfo() == SplitDebuginfo::Unpacked
1275 }
1276
1277 fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
1278     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
1279 }
1280
1281 #[derive(PartialEq)]
1282 enum RlibFlavor {
1283     Normal,
1284     StaticlibBase,
1285 }
1286
1287 fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLib]) {
1288     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
1289         .iter()
1290         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
1291         .filter_map(|lib| {
1292             let name = lib.name?;
1293             match lib.kind {
1294                 NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), .. }
1295                 | NativeLibKind::Dylib { .. }
1296                 | NativeLibKind::Unspecified => {
1297                     let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
1298                     if sess.target.is_like_msvc {
1299                         Some(format!("{}{}", name, if verbatim { "" } else { ".lib" }))
1300                     } else if sess.target.linker_is_gnu {
1301                         Some(format!("-l{}{}", if verbatim { ":" } else { "" }, name))
1302                     } else {
1303                         Some(format!("-l{}", name))
1304                     }
1305                 }
1306                 NativeLibKind::Framework { .. } => {
1307                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
1308                     Some(format!("-framework {}", name))
1309                 }
1310                 // These are included, no need to print them
1311                 NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. }
1312                 | NativeLibKind::RawDylib => None,
1313             }
1314         })
1315         .collect();
1316     if !lib_args.is_empty() {
1317         sess.note_without_error(
1318             "Link against the following native artifacts when linking \
1319                                  against this static library. The order and any duplication \
1320                                  can be significant on some platforms.",
1321         );
1322         // Prefix for greppability
1323         sess.note_without_error(&format!("native-static-libs: {}", &lib_args.join(" ")));
1324     }
1325 }
1326
1327 fn get_object_file_path(sess: &Session, name: &str, self_contained: bool) -> PathBuf {
1328     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
1329     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
1330     if file_path.exists() {
1331         return file_path;
1332     }
1333     // Special directory with objects used only in self-contained linkage mode
1334     if self_contained {
1335         let file_path = fs.get_self_contained_lib_path().join(name);
1336         if file_path.exists() {
1337             return file_path;
1338         }
1339     }
1340     for search_path in fs.search_paths() {
1341         let file_path = search_path.dir.join(name);
1342         if file_path.exists() {
1343             return file_path;
1344         }
1345     }
1346     PathBuf::from(name)
1347 }
1348
1349 fn exec_linker(
1350     sess: &Session,
1351     cmd: &Command,
1352     out_filename: &Path,
1353     tmpdir: &Path,
1354 ) -> io::Result<Output> {
1355     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
1356     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
1357     // we pass on the command line.
1358     //
1359     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
1360     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
1361     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
1362     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
1363     // there instead of looking at the command line.
1364     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1365         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1366             Ok(child) => {
1367                 let output = child.wait_with_output();
1368                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1369                 return output;
1370             }
1371             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1372                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1373             }
1374             Err(e) => return Err(e),
1375         }
1376     }
1377
1378     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1379     let mut cmd2 = cmd.clone();
1380     let mut args = String::new();
1381     for arg in cmd2.take_args() {
1382         args.push_str(
1383             &Escape { arg: arg.to_str().unwrap(), is_like_msvc: sess.target.is_like_msvc }
1384                 .to_string(),
1385         );
1386         args.push('\n');
1387     }
1388     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1389     let bytes = if sess.target.is_like_msvc {
1390         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1391         // start the stream with a UTF-16 BOM
1392         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1393             // encode in little endian
1394             out.push(c as u8);
1395             out.push((c >> 8) as u8);
1396         }
1397         out
1398     } else {
1399         args.into_bytes()
1400     };
1401     fs::write(&file, &bytes)?;
1402     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1403     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1404     let output = cmd2.output();
1405     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1406     return output;
1407
1408     #[cfg(not(windows))]
1409     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1410         Ok(())
1411     }
1412
1413     #[cfg(windows)]
1414     fn flush_linked_file(
1415         command_output: &io::Result<Output>,
1416         out_filename: &Path,
1417     ) -> io::Result<()> {
1418         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1419         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1420         //
1421         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1422         //
1423         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1424         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1425
1426         if let &Ok(ref out) = command_output {
1427             if out.status.success() {
1428                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1429                     of.sync_all()?;
1430                 }
1431             }
1432         }
1433
1434         Ok(())
1435     }
1436
1437     #[cfg(unix)]
1438     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1439         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1440     }
1441
1442     #[cfg(windows)]
1443     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1444         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1445         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1446     }
1447
1448     #[cfg(not(any(unix, windows)))]
1449     fn command_line_too_big(_: &io::Error) -> bool {
1450         false
1451     }
1452
1453     struct Escape<'a> {
1454         arg: &'a str,
1455         is_like_msvc: bool,
1456     }
1457
1458     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1459         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1460             if self.is_like_msvc {
1461                 // This is "documented" at
1462                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1463                 //
1464                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1465                 // syntax I could find online (at least) but some local
1466                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1467                 // at least a few edge cases.
1468                 write!(f, "\"")?;
1469                 for c in self.arg.chars() {
1470                     match c {
1471                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1472                         c => write!(f, "{}", c)?,
1473                     }
1474                 }
1475                 write!(f, "\"")?;
1476             } else {
1477                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1478                 //
1479                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1480                 // > character may be included in an option by surrounding the
1481                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1482                 // > character (including a backslash) may be included by
1483                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1484                 //
1485                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1486                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1487                 for c in self.arg.chars() {
1488                     match c {
1489                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1490                         c => write!(f, "{}", c)?,
1491                     }
1492                 }
1493             }
1494             Ok(())
1495         }
1496     }
1497 }
1498
1499 fn link_output_kind(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> LinkOutputKind {
1500     let kind = match (crate_type, sess.crt_static(Some(crate_type)), sess.relocation_model()) {
1501         (CrateType::Executable, _, _) if sess.is_wasi_reactor() => LinkOutputKind::WasiReactorExe,
1502         (CrateType::Executable, false, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1503             LinkOutputKind::DynamicPicExe
1504         }
1505         (CrateType::Executable, false, _) => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1506         (CrateType::Executable, true, RelocModel::Pic | RelocModel::Pie) => {
1507             LinkOutputKind::StaticPicExe
1508         }
1509         (CrateType::Executable, true, _) => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1510         (_, true, _) => LinkOutputKind::StaticDylib,
1511         (_, false, _) => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1512     };
1513
1514     // Adjust the output kind to target capabilities.
1515     let opts = &sess.target;
1516     let pic_exe_supported = opts.position_independent_executables;
1517     let static_pic_exe_supported = opts.static_position_independent_executables;
1518     let static_dylib_supported = opts.crt_static_allows_dylibs;
1519     match kind {
1520         LinkOutputKind::DynamicPicExe if !pic_exe_supported => LinkOutputKind::DynamicNoPicExe,
1521         LinkOutputKind::StaticPicExe if !static_pic_exe_supported => LinkOutputKind::StaticNoPicExe,
1522         LinkOutputKind::StaticDylib if !static_dylib_supported => LinkOutputKind::DynamicDylib,
1523         _ => kind,
1524     }
1525 }
1526
1527 // Returns true if linker is located within sysroot
1528 fn detect_self_contained_mingw(sess: &Session) -> bool {
1529     let (linker, _) = linker_and_flavor(&sess);
1530     // Assume `-C linker=rust-lld` as self-contained mode
1531     if linker == Path::new("rust-lld") {
1532         return true;
1533     }
1534     let linker_with_extension = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
1535         linker.with_extension("exe")
1536     } else {
1537         linker
1538     };
1539     for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH").unwrap_or_default()) {
1540         let full_path = dir.join(&linker_with_extension);
1541         // If linker comes from sysroot assume self-contained mode
1542         if full_path.is_file() && !full_path.starts_with(&sess.sysroot) {
1543             return false;
1544         }
1545     }
1546     true
1547 }
1548
1549 /// Whether we link to our own CRT objects instead of relying on gcc to pull them.
1550 /// We only provide such support for a very limited number of targets.
1551 fn crt_objects_fallback(sess: &Session, crate_type: CrateType) -> bool {
1552     if let Some(self_contained) = sess.opts.cg.link_self_contained {
1553         return self_contained;
1554     }
1555
1556     match sess.target.crt_objects_fallback {
1557         // FIXME: Find a better heuristic for "native musl toolchain is available",
1558         // based on host and linker path, for example.
1559         // (https://github.com/rust-lang/rust/pull/71769#issuecomment-626330237).
1560         Some(CrtObjectsFallback::Musl) => sess.crt_static(Some(crate_type)),
1561         Some(CrtObjectsFallback::Mingw) => {
1562             sess.host == sess.target
1563                 && sess.target.vendor != "uwp"
1564                 && detect_self_contained_mingw(&sess)
1565         }
1566         // FIXME: Figure out cases in which WASM needs to link with a native toolchain.
1567         Some(CrtObjectsFallback::Wasm) => true,
1568         None => false,
1569     }
1570 }
1571
1572 /// Add pre-link object files defined by the target spec.
1573 fn add_pre_link_objects(
1574     cmd: &mut dyn Linker,
1575     sess: &Session,
1576     link_output_kind: LinkOutputKind,
1577     self_contained: bool,
1578 ) {
1579     let opts = &sess.target;
1580     let objects =
1581         if self_contained { &opts.pre_link_objects_fallback } else { &opts.pre_link_objects };
1582     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1583         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1584     }
1585 }
1586
1587 /// Add post-link object files defined by the target spec.
1588 fn add_post_link_objects(
1589     cmd: &mut dyn Linker,
1590     sess: &Session,
1591     link_output_kind: LinkOutputKind,
1592     self_contained: bool,
1593 ) {
1594     let opts = &sess.target;
1595     let objects =
1596         if self_contained { &opts.post_link_objects_fallback } else { &opts.post_link_objects };
1597     for obj in objects.get(&link_output_kind).iter().copied().flatten() {
1598         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj, self_contained));
1599     }
1600 }
1601
1602 /// Add arbitrary "pre-link" args defined by the target spec or from command line.
1603 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1604 fn add_pre_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1605     if let Some(args) = sess.target.pre_link_args.get(&flavor) {
1606         cmd.args(args);
1607     }
1608     cmd.args(&sess.opts.debugging_opts.pre_link_args);
1609 }
1610
1611 /// Add a link script embedded in the target, if applicable.
1612 fn add_link_script(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, tmpdir: &Path, crate_type: CrateType) {
1613     match (crate_type, &sess.target.link_script) {
1614         (CrateType::Cdylib | CrateType::Executable, Some(script)) => {
1615             if !sess.target.linker_is_gnu {
1616                 sess.fatal("can only use link script when linking with GNU-like linker");
1617             }
1618
1619             let file_name = ["rustc", &sess.target.llvm_target, "linkfile.ld"].join("-");
1620
1621             let path = tmpdir.join(file_name);
1622             if let Err(e) = fs::write(&path, script) {
1623                 sess.fatal(&format!("failed to write link script to {}: {}", path.display(), e));
1624             }
1625
1626             cmd.arg("--script");
1627             cmd.arg(path);
1628         }
1629         _ => {}
1630     }
1631 }
1632
1633 /// Add arbitrary "user defined" args defined from command line.
1634 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1635 fn add_user_defined_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1636     cmd.args(&sess.opts.cg.link_args);
1637 }
1638
1639 /// Add arbitrary "late link" args defined by the target spec.
1640 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1641 fn add_late_link_args(
1642     cmd: &mut dyn Linker,
1643     sess: &Session,
1644     flavor: LinkerFlavor,
1645     crate_type: CrateType,
1646     codegen_results: &CodegenResults,
1647 ) {
1648     let any_dynamic_crate = crate_type == CrateType::Dylib
1649         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
1650             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
1651         });
1652     if any_dynamic_crate {
1653         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
1654             cmd.args(args);
1655         }
1656     } else {
1657         if let Some(args) = sess.target.late_link_args_static.get(&flavor) {
1658             cmd.args(args);
1659         }
1660     }
1661     if let Some(args) = sess.target.late_link_args.get(&flavor) {
1662         cmd.args(args);
1663     }
1664 }
1665
1666 /// Add arbitrary "post-link" args defined by the target spec.
1667 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1668 fn add_post_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1669     if let Some(args) = sess.target.post_link_args.get(&flavor) {
1670         cmd.args(args);
1671     }
1672 }
1673
1674 /// Add object files containing code from the current crate.
1675 fn add_local_crate_regular_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1676     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1677         cmd.add_object(obj);
1678     }
1679 }
1680
1681 /// Add object files for allocator code linked once for the whole crate tree.
1682 fn add_local_crate_allocator_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1683     if let Some(obj) = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref()) {
1684         cmd.add_object(obj);
1685     }
1686 }
1687
1688 /// Add object files containing metadata for the current crate.
1689 fn add_local_crate_metadata_objects(
1690     cmd: &mut dyn Linker,
1691     crate_type: CrateType,
1692     codegen_results: &CodegenResults,
1693 ) {
1694     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1695     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1696     // object file, so we link that in here.
1697     if crate_type == CrateType::Dylib || crate_type == CrateType::ProcMacro {
1698         if let Some(obj) = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref())
1699         {
1700             cmd.add_object(obj);
1701         }
1702     }
1703 }
1704
1705 /// Add sysroot and other globally set directories to the directory search list.
1706 fn add_library_search_dirs(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, self_contained: bool) {
1707     // The default library location, we need this to find the runtime.
1708     // The location of crates will be determined as needed.
1709     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1710     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1711
1712     // Special directory with libraries used only in self-contained linkage mode
1713     if self_contained {
1714         let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_self_contained_lib_path();
1715         cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1716     }
1717 }
1718
1719 /// Add options making relocation sections in the produced ELF files read-only
1720 /// and suppressing lazy binding.
1721 fn add_relro_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1722     match sess.opts.debugging_opts.relro_level.unwrap_or(sess.target.relro_level) {
1723         RelroLevel::Full => cmd.full_relro(),
1724         RelroLevel::Partial => cmd.partial_relro(),
1725         RelroLevel::Off => cmd.no_relro(),
1726         RelroLevel::None => {}
1727     }
1728 }
1729
1730 /// Add library search paths used at runtime by dynamic linkers.
1731 fn add_rpath_args(
1732     cmd: &mut dyn Linker,
1733     sess: &Session,
1734     codegen_results: &CodegenResults,
1735     out_filename: &Path,
1736 ) {
1737     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1738     // where extern libraries might live, based on the
1739     // add_lib_search_paths
1740     if sess.opts.cg.rpath {
1741         let libs = codegen_results
1742             .crate_info
1743             .used_crates
1744             .iter()
1745             .filter_map(|cnum| {
1746                 codegen_results.crate_info.used_crate_source[cnum]
1747                     .dylib
1748                     .as_ref()
1749                     .map(|(path, _)| &**path)
1750             })
1751             .collect::<Vec<_>>();
1752         let mut rpath_config = RPathConfig {
1753             libs: &*libs,
1754             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1755             has_rpath: sess.target.has_rpath,
1756             is_like_osx: sess.target.is_like_osx,
1757             linker_is_gnu: sess.target.linker_is_gnu,
1758         };
1759         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1760     }
1761 }
1762
1763 /// Produce the linker command line containing linker path and arguments.
1764 ///
1765 /// When comments in the function say "order-(in)dependent" they mean order-dependence between
1766 /// options and libraries/object files. For example `--whole-archive` (order-dependent) applies
1767 /// to specific libraries passed after it, and `-o` (output file, order-independent) applies
1768 /// to the linking process as a whole.
1769 /// Order-independent options may still override each other in order-dependent fashion,
1770 /// e.g `--foo=yes --foo=no` may be equivalent to `--foo=no`.
1771 fn linker_with_args<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1772     path: &Path,
1773     flavor: LinkerFlavor,
1774     sess: &'a Session,
1775     crate_type: CrateType,
1776     tmpdir: &Path,
1777     out_filename: &Path,
1778     codegen_results: &CodegenResults,
1779 ) -> Command {
1780     let crt_objects_fallback = crt_objects_fallback(sess, crate_type);
1781     let cmd = &mut *super::linker::get_linker(
1782         sess,
1783         path,
1784         flavor,
1785         crt_objects_fallback,
1786         &codegen_results.crate_info.target_cpu,
1787     );
1788     let link_output_kind = link_output_kind(sess, crate_type);
1789
1790     // ------------ Early order-dependent options ------------
1791
1792     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1793     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1794     // dynamic library.
1795     // Must be passed before any libraries to prevent the symbols to export from being thrown away,
1796     // at least on some platforms (e.g. windows-gnu).
1797     cmd.export_symbols(
1798         tmpdir,
1799         crate_type,
1800         &codegen_results.crate_info.exported_symbols[&crate_type],
1801     );
1802
1803     // Can be used for adding custom CRT objects or overriding order-dependent options above.
1804     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
1805     // introduce a target spec option for order-independent linker options and migrate built-in
1806     // specs to it.
1807     add_pre_link_args(cmd, sess, flavor);
1808
1809     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
1810
1811     // Pre-link CRT objects.
1812     add_pre_link_objects(cmd, sess, link_output_kind, crt_objects_fallback);
1813
1814     // Sanitizer libraries.
1815     add_sanitizer_libraries(sess, crate_type, cmd);
1816
1817     // Object code from the current crate.
1818     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1819     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1820     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1821     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1822     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1823     //
1824     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1825     // such:
1826     //
1827     // 1. The local object that LLVM just generated
1828     // 2. Local native libraries
1829     // 3. Upstream rust libraries
1830     // 4. Upstream native libraries
1831     //
1832     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1833     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1834     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1835     // Upstream rust libraries are not supposed to depend on our local native
1836     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1837     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1838     // (The current implementation still doesn't prevent it though, see the FIXME below.)
1839     //
1840     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
1841     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
1842     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
1843     // in this DAG so far because they can only depend on other native libraries
1844     // and such dependencies are also required to be specified.
1845     add_local_crate_regular_objects(cmd, codegen_results);
1846     add_local_crate_metadata_objects(cmd, crate_type, codegen_results);
1847     add_local_crate_allocator_objects(cmd, codegen_results);
1848
1849     // Avoid linking to dynamic libraries unless they satisfy some undefined symbols
1850     // at the point at which they are specified on the command line.
1851     // Must be passed before any (dynamic) libraries to have effect on them.
1852     // On Solaris-like systems, `-z ignore` acts as both `--as-needed` and `--gc-sections`
1853     // so it will ignore unreferenced ELF sections from relocatable objects.
1854     // For that reason, we put this flag after metadata objects as they would otherwise be removed.
1855     // FIXME: Support more fine-grained dead code removal on Solaris/illumos
1856     // and move this option back to the top.
1857     cmd.add_as_needed();
1858
1859     // FIXME: Move this below to other native libraries
1860     // (or alternatively link all native libraries after their respective crates).
1861     // This change is somewhat breaking in practice due to local static libraries being linked
1862     // as whole-archive (#85144), so removing whole-archive may be a pre-requisite.
1863     if sess.opts.debugging_opts.link_native_libraries {
1864         add_local_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
1865     }
1866
1867     // Upstream rust libraries and their nobundle static libraries
1868     add_upstream_rust_crates::<B>(cmd, sess, codegen_results, crate_type, tmpdir);
1869
1870     // Upstream dymamic native libraries linked with `#[link]` attributes at and `-l`
1871     // command line options.
1872     // If -Zlink-native-libraries=false is set, then the assumption is that an
1873     // external build system already has the native dependencies defined, and it
1874     // will provide them to the linker itself.
1875     if sess.opts.debugging_opts.link_native_libraries {
1876         add_upstream_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
1877     }
1878
1879     // Library linking above uses some global state for things like `-Bstatic`/`-Bdynamic` to make
1880     // command line shorter, reset it to default here before adding more libraries.
1881     cmd.reset_per_library_state();
1882
1883     // FIXME: Built-in target specs occasionally use this for linking system libraries,
1884     // eliminate all such uses by migrating them to `#[link]` attributes in `lib(std,c,unwind)`
1885     // and remove the option.
1886     add_late_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
1887
1888     // ------------ Arbitrary order-independent options ------------
1889
1890     // Add order-independent options determined by rustc from its compiler options,
1891     // target properties and source code.
1892     add_order_independent_options(
1893         cmd,
1894         sess,
1895         link_output_kind,
1896         crt_objects_fallback,
1897         flavor,
1898         crate_type,
1899         codegen_results,
1900         out_filename,
1901         tmpdir,
1902     );
1903
1904     // Can be used for arbitrary order-independent options.
1905     // In practice may also be occasionally used for linking native libraries.
1906     // Passed after compiler-generated options to support manual overriding when necessary.
1907     add_user_defined_link_args(cmd, sess);
1908
1909     // ------------ Object code and libraries, order-dependent ------------
1910
1911     // Post-link CRT objects.
1912     add_post_link_objects(cmd, sess, link_output_kind, crt_objects_fallback);
1913
1914     // ------------ Late order-dependent options ------------
1915
1916     // Doesn't really make sense.
1917     // FIXME: In practice built-in target specs use this for arbitrary order-independent options,
1918     // introduce a target spec option for order-independent linker options, migrate built-in specs
1919     // to it and remove the option.
1920     add_post_link_args(cmd, sess, flavor);
1921
1922     cmd.take_cmd()
1923 }
1924
1925 fn add_order_independent_options(
1926     cmd: &mut dyn Linker,
1927     sess: &Session,
1928     link_output_kind: LinkOutputKind,
1929     crt_objects_fallback: bool,
1930     flavor: LinkerFlavor,
1931     crate_type: CrateType,
1932     codegen_results: &CodegenResults,
1933     out_filename: &Path,
1934     tmpdir: &Path,
1935 ) {
1936     add_gcc_ld_path(cmd, sess, flavor);
1937
1938     add_apple_sdk(cmd, sess, flavor);
1939
1940     add_link_script(cmd, sess, tmpdir, crate_type);
1941
1942     if sess.target.is_like_fuchsia && crate_type == CrateType::Executable {
1943         let prefix = if sess.opts.debugging_opts.sanitizer.contains(SanitizerSet::ADDRESS) {
1944             "asan/"
1945         } else {
1946             ""
1947         };
1948         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
1949     }
1950
1951     if sess.target.eh_frame_header {
1952         cmd.add_eh_frame_header();
1953     }
1954
1955     // Make the binary compatible with data execution prevention schemes.
1956     cmd.add_no_exec();
1957
1958     if crt_objects_fallback {
1959         cmd.no_crt_objects();
1960     }
1961
1962     if sess.target.is_like_emscripten {
1963         cmd.arg("-s");
1964         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
1965             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
1966         } else {
1967             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
1968         });
1969     }
1970
1971     if flavor == LinkerFlavor::PtxLinker {
1972         // Provide the linker with fallback to internal `target-cpu`.
1973         cmd.arg("--fallback-arch");
1974         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
1975     } else if flavor == LinkerFlavor::BpfLinker {
1976         cmd.arg("--cpu");
1977         cmd.arg(&codegen_results.crate_info.target_cpu);
1978         cmd.arg("--cpu-features");
1979         cmd.arg(match &sess.opts.cg.target_feature {
1980             feat if !feat.is_empty() => feat,
1981             _ => &sess.target.options.features,
1982         });
1983     }
1984
1985     cmd.linker_plugin_lto();
1986
1987     add_library_search_dirs(cmd, sess, crt_objects_fallback);
1988
1989     cmd.output_filename(out_filename);
1990
1991     if crate_type == CrateType::Executable && sess.target.is_like_windows {
1992         if let Some(ref s) = codegen_results.crate_info.windows_subsystem {
1993             cmd.subsystem(s);
1994         }
1995     }
1996
1997     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
1998     // sections if possible. See more comments in linker.rs
1999     if !sess.link_dead_code() {
2000         // If PGO is enabled sometimes gc_sections will remove the profile data section
2001         // as it appears to be unused. This can then cause the PGO profile file to lose
2002         // some functions. If we are generating a profile we shouldn't strip those metadata
2003         // sections to ensure we have all the data for PGO.
2004         let keep_metadata =
2005             crate_type == CrateType::Dylib || sess.opts.cg.profile_generate.enabled();
2006         cmd.gc_sections(keep_metadata);
2007     }
2008
2009     cmd.set_output_kind(link_output_kind, out_filename);
2010
2011     add_relro_args(cmd, sess);
2012
2013     // Pass optimization flags down to the linker.
2014     cmd.optimize();
2015
2016     // Pass debuginfo and strip flags down to the linker.
2017     cmd.debuginfo(sess.opts.debugging_opts.strip);
2018
2019     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system libraries,
2020     // so by default we tell linkers not to link to any default libraries.
2021     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries && sess.target.no_default_libraries {
2022         cmd.no_default_libraries();
2023     }
2024
2025     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() || sess.instrument_coverage() {
2026         cmd.pgo_gen();
2027     }
2028
2029     if sess.opts.cg.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
2030         cmd.control_flow_guard();
2031     }
2032
2033     add_rpath_args(cmd, sess, codegen_results, out_filename);
2034 }
2035
2036 /// # Native library linking
2037 ///
2038 /// User-supplied library search paths (-L on the command line). These are the same paths used to
2039 /// find Rust crates, so some of them may have been added already by the previous crate linking
2040 /// code. This only allows them to be found at compile time so it is still entirely up to outside
2041 /// forces to make sure that library can be found at runtime.
2042 ///
2043 /// Also note that the native libraries linked here are only the ones located in the current crate.
2044 /// Upstream crates with native library dependencies may have their native library pulled in above.
2045 fn add_local_native_libraries(
2046     cmd: &mut dyn Linker,
2047     sess: &Session,
2048     codegen_results: &CodegenResults,
2049 ) {
2050     let filesearch = sess.target_filesearch(PathKind::All);
2051     for search_path in filesearch.search_paths() {
2052         match search_path.kind {
2053             PathKind::Framework => {
2054                 cmd.framework_path(&search_path.dir);
2055             }
2056             _ => {
2057                 cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir));
2058             }
2059         }
2060     }
2061
2062     let relevant_libs =
2063         codegen_results.crate_info.used_libraries.iter().filter(|l| relevant_lib(sess, l));
2064
2065     let search_path = OnceCell::new();
2066     let mut last = (NativeLibKind::Unspecified, None);
2067     for lib in relevant_libs {
2068         let name = match lib.name {
2069             Some(l) => l,
2070             None => continue,
2071         };
2072
2073         // Skip if this library is the same as the last.
2074         last = if (lib.kind, lib.name) == last { continue } else { (lib.kind, lib.name) };
2075
2076         let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2077         match lib.kind {
2078             NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2079                 cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2080             }
2081             NativeLibKind::Unspecified => cmd.link_dylib(name, verbatim, true),
2082             NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2083                 cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2084             }
2085             NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. }
2086             | NativeLibKind::Static { whole_archive: Some(true), .. } => {
2087                 cmd.link_whole_staticlib(
2088                     name,
2089                     verbatim,
2090                     &search_path.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2091                 );
2092             }
2093             NativeLibKind::Static { .. } => cmd.link_staticlib(name, verbatim),
2094             NativeLibKind::RawDylib => {
2095                 // FIXME(#58713): Proper handling for raw dylibs.
2096                 bug!("raw_dylib feature not yet implemented");
2097             }
2098         }
2099     }
2100 }
2101
2102 /// # Linking Rust crates and their nobundle static libraries
2103 ///
2104 /// Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All dependencies will be
2105 /// linked when producing the final output (instead of the intermediate rlib version).
2106 fn add_upstream_rust_crates<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
2107     cmd: &mut dyn Linker,
2108     sess: &'a Session,
2109     codegen_results: &CodegenResults,
2110     crate_type: CrateType,
2111     tmpdir: &Path,
2112 ) {
2113     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
2114     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
2115     // output of that module, adding crates as necessary.
2116     //
2117     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
2118     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
2119     // involves just passing the right -l flag.
2120
2121     let (_, data) = codegen_results
2122         .crate_info
2123         .dependency_formats
2124         .iter()
2125         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
2126         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
2127
2128     // Invoke get_used_crates to ensure that we get a topological sorting of
2129     // crates.
2130     let deps = &codegen_results.crate_info.used_crates;
2131
2132     // There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
2133     // libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
2134     // currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
2135     // like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
2136     // circular dependence to work correctly in all situations we'll need to be
2137     // sure to correctly apply the `--start-group` and `--end-group` options to
2138     // GNU linkers, otherwise if we don't use any other symbol from the standard
2139     // library it'll get discarded and the whole application won't link.
2140     //
2141     // In this loop we're calculating the `group_end`, after which crate to
2142     // pass `--end-group` and `group_start`, before which crate to pass
2143     // `--start-group`. We currently do this by passing `--end-group` after
2144     // the first crate (when iterating backwards) that requires a lang item
2145     // defined somewhere else. Once that's set then when we've defined all the
2146     // necessary lang items we'll pass `--start-group`.
2147     //
2148     // Note that this isn't amazing logic for now but it should do the trick
2149     // for the current implementation of the standard library.
2150     let mut group_end = None;
2151     let mut group_start = None;
2152     // Crates available for linking thus far.
2153     let mut available = FxHashSet::default();
2154     // Crates required to satisfy dependencies discovered so far.
2155     let mut required = FxHashSet::default();
2156
2157     let info = &codegen_results.crate_info;
2158     for &cnum in deps.iter().rev() {
2159         if let Some(missing) = info.missing_lang_items.get(&cnum) {
2160             let missing_crates = missing.iter().map(|i| info.lang_item_to_crate.get(i).copied());
2161             required.extend(missing_crates);
2162         }
2163
2164         required.insert(Some(cnum));
2165         available.insert(Some(cnum));
2166
2167         if required.len() > available.len() && group_end.is_none() {
2168             group_end = Some(cnum);
2169         }
2170         if required.len() == available.len() && group_end.is_some() {
2171             group_start = Some(cnum);
2172             break;
2173         }
2174     }
2175
2176     // If we didn't end up filling in all lang items from upstream crates then
2177     // we'll be filling it in with our crate. This probably means we're the
2178     // standard library itself, so skip this for now.
2179     if group_end.is_some() && group_start.is_none() {
2180         group_end = None;
2181     }
2182
2183     let mut compiler_builtins = None;
2184     let search_path = OnceCell::new();
2185
2186     for &cnum in deps.iter() {
2187         if group_start == Some(cnum) {
2188             cmd.group_start();
2189         }
2190
2191         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may
2192         // appear statically in an existing dylib, meaning we'll pick up all the
2193         // symbols from the dylib.
2194         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2195         match data[cnum.as_usize() - 1] {
2196             _ if codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum) => {
2197                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
2198             }
2199             // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
2200             // linked correctly.
2201             _ if codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum) => {
2202                 assert!(compiler_builtins.is_none());
2203                 compiler_builtins = Some(cnum);
2204             }
2205             Linkage::NotLinked | Linkage::IncludedFromDylib => {}
2206             Linkage::Static => {
2207                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
2208
2209                 // Link static native libs with "-bundle" modifier only if the crate they originate from
2210                 // is being linked statically to the current crate.  If it's linked dynamically
2211                 // or is an rlib already included via some other dylib crate, the symbols from
2212                 // native libs will have already been included in that dylib.
2213                 //
2214                 // If -Zlink-native-libraries=false is set, then the assumption is that an
2215                 // external build system already has the native dependencies defined, and it
2216                 // will provide them to the linker itself.
2217                 if sess.opts.debugging_opts.link_native_libraries {
2218                     let mut last = None;
2219                     for lib in &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum] {
2220                         if !relevant_lib(sess, lib) {
2221                             // Skip libraries if they are disabled by `#[link(cfg=...)]`
2222                             continue;
2223                         }
2224
2225                         // Skip if this library is the same as the last.
2226                         if last == lib.name {
2227                             continue;
2228                         }
2229
2230                         if let Some(static_lib_name) = lib.name {
2231                             if let NativeLibKind::Static { bundle: Some(false), whole_archive } =
2232                                 lib.kind
2233                             {
2234                                 let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2235                                 if whole_archive == Some(true) {
2236                                     cmd.link_whole_staticlib(
2237                                         static_lib_name,
2238                                         verbatim,
2239                                         search_path.get_or_init(|| archive_search_paths(sess)),
2240                                     );
2241                                 } else {
2242                                     cmd.link_staticlib(static_lib_name, verbatim);
2243                                 }
2244
2245                                 last = lib.name;
2246                             }
2247                         }
2248                     }
2249                 }
2250             }
2251             Linkage::Dynamic => add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0),
2252         }
2253
2254         if group_end == Some(cnum) {
2255             cmd.group_end();
2256         }
2257     }
2258
2259     // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
2260     // linked correctly.
2261     // We must always link the `compiler_builtins` crate statically. Even if it
2262     // was already "included" in a dylib (e.g., `libstd` when `-C prefer-dynamic`
2263     // is used)
2264     if let Some(cnum) = compiler_builtins {
2265         add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
2266     }
2267
2268     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
2269     fn unlib<'a>(target: &Target, stem: &'a str) -> &'a str {
2270         if stem.starts_with("lib") && !target.is_like_windows { &stem[3..] } else { stem }
2271     }
2272
2273     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
2274     // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO,
2275     // namely that we remove upstream object files.
2276     //
2277     // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
2278     // libraries has already been included in our object file output. As a
2279     // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
2280     // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
2281     // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
2282     // it may contain static native libraries which must be linked in.
2283     //
2284     // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
2285     // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
2286     // still be passed to the linker.
2287     //
2288     // Note, however, that if we're not doing LTO we can just pass the rlib
2289     // blindly to the linker (fast) because it's fine if it's not actually
2290     // included as we're at the end of the dependency chain.
2291     fn add_static_crate<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
2292         cmd: &mut dyn Linker,
2293         sess: &'a Session,
2294         codegen_results: &CodegenResults,
2295         tmpdir: &Path,
2296         crate_type: CrateType,
2297         cnum: CrateNum,
2298     ) {
2299         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
2300         let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
2301
2302         let mut link_upstream = |path: &Path| {
2303             // If we're creating a dylib, then we need to include the
2304             // whole of each object in our archive into that artifact. This is
2305             // because a `dylib` can be reused as an intermediate artifact.
2306             //
2307             // Note, though, that we don't want to include the whole of a
2308             // compiler-builtins crate (e.g., compiler-rt) because it'll get
2309             // repeatedly linked anyway.
2310             let path = fix_windows_verbatim_for_gcc(path);
2311             if crate_type == CrateType::Dylib
2312                 && codegen_results.crate_info.compiler_builtins != Some(cnum)
2313             {
2314                 cmd.link_whole_rlib(&path);
2315             } else {
2316                 cmd.link_rlib(&path);
2317             }
2318         };
2319
2320         // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
2321         // there's a static library that's not relevant we skip all object
2322         // files.
2323         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
2324         let skip_native = native_libs.iter().any(|lib| {
2325             matches!(lib.kind, NativeLibKind::Static { bundle: None | Some(true), .. })
2326                 && !relevant_lib(sess, lib)
2327         });
2328
2329         if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
2330             || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
2331             && !skip_native
2332         {
2333             link_upstream(cratepath);
2334             return;
2335         }
2336
2337         let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
2338         let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
2339         let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
2340
2341         sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
2342             let mut archive = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, &dst, Some(cratepath));
2343             archive.update_symbols();
2344
2345             let mut any_objects = false;
2346             for f in archive.src_files() {
2347                 if f == METADATA_FILENAME {
2348                     archive.remove_file(&f);
2349                     continue;
2350                 }
2351
2352                 let canonical = f.replace("-", "_");
2353                 let canonical_name = name.replace("-", "_");
2354
2355                 let is_rust_object =
2356                     canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
2357
2358                 // If we've been requested to skip all native object files
2359                 // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
2360                 // this file. See above for why we may want to do this.
2361                 let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
2362
2363                 // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
2364                 // file, then we don't need the object file as it's part of the
2365                 // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
2366                 // though, so we let that object file slide.
2367                 let skip_because_lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
2368                     && is_rust_object
2369                     && (sess.target.no_builtins
2370                         || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum));
2371
2372                 if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
2373                     archive.remove_file(&f);
2374                 } else {
2375                     any_objects = true;
2376                 }
2377             }
2378
2379             if !any_objects {
2380                 return;
2381             }
2382             archive.build();
2383             link_upstream(&dst);
2384         });
2385     }
2386
2387     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
2388     fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
2389         // Just need to tell the linker about where the library lives and
2390         // what its name is
2391         let parent = cratepath.parent();
2392         if let Some(dir) = parent {
2393             cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
2394         }
2395         let filestem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
2396         cmd.link_rust_dylib(
2397             Symbol::intern(&unlib(&sess.target, filestem)),
2398             parent.unwrap_or_else(|| Path::new("")),
2399         );
2400     }
2401 }
2402
2403 /// Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that all of these upstream
2404 /// native dependencies are all non-static dependencies. We've got two cases then:
2405 ///
2406 /// 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the native dependency because
2407 /// the rlib is just an archive.
2408 ///
2409 /// 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to have the dependency
2410 /// present on the system somewhere. Thus, we don't gain a whole lot from not linking in the
2411 /// dynamic dependency to this crate as well.
2412 ///
2413 /// The use case for this is a little subtle. In theory the native dependencies of a crate are
2414 /// purely an implementation detail of the crate itself, but the problem arises with generic and
2415 /// inlined functions. If a generic function calls a native function, then the generic function
2416 /// must be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must also be resolved
2417 /// in the target crate.
2418 fn add_upstream_native_libraries(
2419     cmd: &mut dyn Linker,
2420     sess: &Session,
2421     codegen_results: &CodegenResults,
2422 ) {
2423     let mut last = (NativeLibKind::Unspecified, None);
2424     for &cnum in &codegen_results.crate_info.used_crates {
2425         for lib in codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter() {
2426             let name = match lib.name {
2427                 Some(l) => l,
2428                 None => continue,
2429             };
2430             if !relevant_lib(sess, &lib) {
2431                 continue;
2432             }
2433
2434             // Skip if this library is the same as the last.
2435             last = if (lib.kind, lib.name) == last { continue } else { (lib.kind, lib.name) };
2436
2437             let verbatim = lib.verbatim.unwrap_or(false);
2438             match lib.kind {
2439                 NativeLibKind::Dylib { as_needed } => {
2440                     cmd.link_dylib(name, verbatim, as_needed.unwrap_or(true))
2441                 }
2442                 NativeLibKind::Unspecified => cmd.link_dylib(name, verbatim, true),
2443                 NativeLibKind::Framework { as_needed } => {
2444                     cmd.link_framework(name, as_needed.unwrap_or(true))
2445                 }
2446                 // ignore static native libraries here as we've
2447                 // already included them in add_local_native_libraries and
2448                 // add_upstream_rust_crates
2449                 NativeLibKind::Static { .. } => {}
2450                 NativeLibKind::RawDylib => {}
2451             }
2452         }
2453     }
2454 }
2455
2456 fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLib) -> bool {
2457     match lib.cfg {
2458         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, None),
2459         None => true,
2460     }
2461 }
2462
2463 fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
2464     match sess.lto() {
2465         config::Lto::Fat => true,
2466         config::Lto::Thin => {
2467             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
2468             // any upstream object files have not been copied yet.
2469             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
2470         }
2471         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
2472     }
2473 }
2474
2475 fn add_apple_sdk(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2476     let arch = &sess.target.arch;
2477     let os = &sess.target.os;
2478     let llvm_target = &sess.target.llvm_target;
2479     if sess.target.vendor != "apple"
2480         || !matches!(os.as_str(), "ios" | "tvos")
2481         || flavor != LinkerFlavor::Gcc
2482     {
2483         return;
2484     }
2485     let sdk_name = match (arch.as_str(), os.as_str()) {
2486         ("aarch64", "tvos") => "appletvos",
2487         ("x86_64", "tvos") => "appletvsimulator",
2488         ("arm", "ios") => "iphoneos",
2489         ("aarch64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2490         ("aarch64", "ios") if llvm_target.contains("sim") => "iphonesimulator",
2491         ("aarch64", "ios") => "iphoneos",
2492         ("x86", "ios") => "iphonesimulator",
2493         ("x86_64", "ios") if llvm_target.contains("macabi") => "macosx",
2494         ("x86_64", "ios") => "iphonesimulator",
2495         _ => {
2496             sess.err(&format!("unsupported arch `{}` for os `{}`", arch, os));
2497             return;
2498         }
2499     };
2500     let sdk_root = match get_apple_sdk_root(sdk_name) {
2501         Ok(s) => s,
2502         Err(e) => {
2503             sess.err(&e);
2504             return;
2505         }
2506     };
2507     if llvm_target.contains("macabi") {
2508         cmd.args(&["-target", llvm_target])
2509     } else {
2510         let arch_name = llvm_target.split('-').next().expect("LLVM target must have a hyphen");
2511         cmd.args(&["-arch", arch_name])
2512     }
2513     cmd.args(&["-isysroot", &sdk_root, "-Wl,-syslibroot", &sdk_root]);
2514 }
2515
2516 fn get_apple_sdk_root(sdk_name: &str) -> Result<String, String> {
2517     // Following what clang does
2518     // (https://github.com/llvm/llvm-project/blob/
2519     // 296a80102a9b72c3eda80558fb78a3ed8849b341/clang/lib/Driver/ToolChains/Darwin.cpp#L1661-L1678)
2520     // to allow the SDK path to be set. (For clang, xcrun sets
2521     // SDKROOT; for rustc, the user or build system can set it, or we
2522     // can fall back to checking for xcrun on PATH.)
2523     if let Ok(sdkroot) = env::var("SDKROOT") {
2524         let p = Path::new(&sdkroot);
2525         match sdk_name {
2526             // Ignore `SDKROOT` if it's clearly set for the wrong platform.
2527             "appletvos"
2528                 if sdkroot.contains("TVSimulator.platform")
2529                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2530             "appletvsimulator"
2531                 if sdkroot.contains("TVOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2532             "iphoneos"
2533                 if sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform")
2534                     || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {}
2535             "iphonesimulator"
2536                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform") || sdkroot.contains("MacOSX.platform") => {
2537             }
2538             "macosx10.15"
2539                 if sdkroot.contains("iPhoneOS.platform")
2540                     || sdkroot.contains("iPhoneSimulator.platform") => {}
2541             // Ignore `SDKROOT` if it's not a valid path.
2542             _ if !p.is_absolute() || p == Path::new("/") || !p.exists() => {}
2543             _ => return Ok(sdkroot),
2544         }
2545     }
2546     let res =
2547         Command::new("xcrun").arg("--show-sdk-path").arg("-sdk").arg(sdk_name).output().and_then(
2548             |output| {
2549                 if output.status.success() {
2550                     Ok(String::from_utf8(output.stdout).unwrap())
2551                 } else {
2552                     let error = String::from_utf8(output.stderr);
2553                     let error = format!("process exit with error: {}", error.unwrap());
2554                     Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, &error[..]))
2555                 }
2556             },
2557         );
2558
2559     match res {
2560         Ok(output) => Ok(output.trim().to_string()),
2561         Err(e) => Err(format!("failed to get {} SDK path: {}", sdk_name, e)),
2562     }
2563 }
2564
2565 fn add_gcc_ld_path(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
2566     if let Some(ld_impl) = sess.opts.debugging_opts.gcc_ld {
2567         if let LinkerFlavor::Gcc = flavor {
2568             match ld_impl {
2569                 LdImpl::Lld => {
2570                     if sess.target.lld_flavor == LldFlavor::Ld64 {
2571                         let tools_path = sess.get_tools_search_paths(false);
2572                         let ld64_exe = tools_path
2573                             .into_iter()
2574                             .map(|p| p.join("gcc-ld"))
2575                             .map(|p| {
2576                                 p.join(if sess.host.is_like_windows { "ld64.exe" } else { "ld64" })
2577                             })
2578                             .find(|p| p.exists())
2579                             .unwrap_or_else(|| sess.fatal("rust-lld (as ld64) not found"));
2580                         cmd.cmd().arg({
2581                             let mut arg = OsString::from("-fuse-ld=");
2582                             arg.push(ld64_exe);
2583                             arg
2584                         });
2585                     } else {
2586                         let tools_path = sess.get_tools_search_paths(false);
2587                         let lld_path = tools_path
2588                             .into_iter()
2589                             .map(|p| p.join("gcc-ld"))
2590                             .find(|p| {
2591                                 p.join(if sess.host.is_like_windows { "ld.exe" } else { "ld" })
2592                                     .exists()
2593                             })
2594                             .unwrap_or_else(|| sess.fatal("rust-lld (as ld) not found"));
2595                         cmd.cmd().arg({
2596                             let mut arg = OsString::from("-B");
2597                             arg.push(lld_path);
2598                             arg
2599                         });
2600                     }
2601                 }
2602             }
2603         } else {
2604             sess.fatal("option `-Z gcc-ld` is used even though linker flavor is not gcc");
2605         }
2606     }
2607 }