]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/back/link.rs
create a sensible comparison trait hierarchy
[rust.git] / src / librustc / back / link.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 use back::archive::{Archive, METADATA_FILENAME};
12 use back::rpath;
13 use back::svh::Svh;
14 use driver::driver::{CrateTranslation, OutputFilenames};
15 use driver::session::{NoDebugInfo, Session};
16 use driver::session;
17 use lib::llvm::llvm;
18 use lib::llvm::ModuleRef;
19 use lib;
20 use metadata::common::LinkMeta;
21 use metadata::{encoder, cstore, filesearch, csearch};
22 use middle::trans::context::CrateContext;
23 use middle::trans::common::gensym_name;
24 use middle::ty;
25 use util::common::time;
26 use util::ppaux;
27 use util::sha2::{Digest, Sha256};
28
29 use std::c_str::{ToCStr, CString};
30 use std::char;
31 use std::os::consts::{macos, freebsd, linux, android, win32};
32 use std::ptr;
33 use std::str;
34 use std::io;
35 use std::io::Process;
36 use std::io::fs;
37 use flate;
38 use serialize::hex::ToHex;
39 use extra::tempfile::TempDir;
40 use syntax::abi;
41 use syntax::ast;
42 use syntax::ast_map::{PathElem, PathElems, PathName};
43 use syntax::ast_map;
44 use syntax::attr;
45 use syntax::attr::AttrMetaMethods;
46 use syntax::crateid::CrateId;
47 use syntax::parse::token;
48
49 #[deriving(Clone, Eq, Ord, TotalOrd, TotalEq)]
50 pub enum OutputType {
51     OutputTypeBitcode,
52     OutputTypeAssembly,
53     OutputTypeLlvmAssembly,
54     OutputTypeObject,
55     OutputTypeExe,
56 }
57
58 pub fn llvm_err(sess: Session, msg: ~str) -> ! {
59     unsafe {
60         let cstr = llvm::LLVMRustGetLastError();
61         if cstr == ptr::null() {
62             sess.fatal(msg);
63         } else {
64             let err = CString::new(cstr, false);
65             let err = str::from_utf8_lossy(err.as_bytes());
66             sess.fatal(msg + ": " + err.as_slice());
67         }
68     }
69 }
70
71 pub fn WriteOutputFile(
72         sess: Session,
73         target: lib::llvm::TargetMachineRef,
74         pm: lib::llvm::PassManagerRef,
75         m: ModuleRef,
76         output: &Path,
77         file_type: lib::llvm::FileType) {
78     unsafe {
79         output.with_c_str(|output| {
80             let result = llvm::LLVMRustWriteOutputFile(
81                     target, pm, m, output, file_type);
82             if !result {
83                 llvm_err(sess, ~"could not write output");
84             }
85         })
86     }
87 }
88
89 pub mod write {
90
91     use back::lto;
92     use back::link::{WriteOutputFile, OutputType};
93     use back::link::{OutputTypeAssembly, OutputTypeBitcode};
94     use back::link::{OutputTypeExe, OutputTypeLlvmAssembly};
95     use back::link::{OutputTypeObject};
96     use driver::driver::{CrateTranslation, OutputFilenames};
97     use driver::session::{NoDebugInfo, Session};
98     use driver::session;
99     use lib::llvm::llvm;
100     use lib::llvm::{ModuleRef, TargetMachineRef, PassManagerRef};
101     use lib;
102     use util::common::time;
103     use syntax::abi;
104
105     use std::c_str::ToCStr;
106     use std::io::Process;
107     use std::libc::{c_uint, c_int};
108     use std::str;
109
110     // On android, we by default compile for armv7 processors. This enables
111     // things like double word CAS instructions (rather than emulating them)
112     // which are *far* more efficient. This is obviously undesirable in some
113     // cases, so if any sort of target feature is specified we don't append v7
114     // to the feature list.
115     fn target_feature<'a>(sess: &'a Session) -> &'a str {
116         match sess.targ_cfg.os {
117             abi::OsAndroid => {
118                 if "" == sess.opts.cg.target_feature {
119                     "+v7"
120                 } else {
121                     sess.opts.cg.target_feature.as_slice()
122                 }
123             }
124             _ => sess.opts.cg.target_feature.as_slice()
125         }
126     }
127
128     pub fn run_passes(sess: Session,
129                       trans: &CrateTranslation,
130                       output_types: &[OutputType],
131                       output: &OutputFilenames) {
132         let llmod = trans.module;
133         let llcx = trans.context;
134         unsafe {
135             configure_llvm(sess);
136
137             if sess.opts.cg.save_temps {
138                 output.with_extension("no-opt.bc").with_c_str(|buf| {
139                     llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, buf);
140                 })
141             }
142
143             let opt_level = match sess.opts.optimize {
144               session::No => lib::llvm::CodeGenLevelNone,
145               session::Less => lib::llvm::CodeGenLevelLess,
146               session::Default => lib::llvm::CodeGenLevelDefault,
147               session::Aggressive => lib::llvm::CodeGenLevelAggressive,
148             };
149             let use_softfp = sess.opts.cg.soft_float;
150
151             // FIXME: #11906: Omitting frame pointers breaks retrieving the value of a parameter.
152             // FIXME: #11954: mac64 unwinding may not work with fp elim
153             let no_fp_elim = (sess.opts.debuginfo != NoDebugInfo) ||
154                              (sess.targ_cfg.os == abi::OsMacos &&
155                               sess.targ_cfg.arch == abi::X86_64);
156
157             let tm = sess.targ_cfg.target_strs.target_triple.with_c_str(|t| {
158                 sess.opts.cg.target_cpu.with_c_str(|cpu| {
159                     target_feature(&sess).with_c_str(|features| {
160                         llvm::LLVMRustCreateTargetMachine(
161                             t, cpu, features,
162                             lib::llvm::CodeModelDefault,
163                             lib::llvm::RelocPIC,
164                             opt_level,
165                             true,
166                             use_softfp,
167                             no_fp_elim
168                         )
169                     })
170                 })
171             });
172
173             // Create the two optimizing pass managers. These mirror what clang
174             // does, and are by populated by LLVM's default PassManagerBuilder.
175             // Each manager has a different set of passes, but they also share
176             // some common passes.
177             let fpm = llvm::LLVMCreateFunctionPassManagerForModule(llmod);
178             let mpm = llvm::LLVMCreatePassManager();
179
180             // If we're verifying or linting, add them to the function pass
181             // manager.
182             let addpass = |pass: &str| {
183                 pass.with_c_str(|s| llvm::LLVMRustAddPass(fpm, s))
184             };
185             if !sess.no_verify() { assert!(addpass("verify")); }
186
187             if !sess.opts.cg.no_prepopulate_passes {
188                 llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, fpm, llmod);
189                 llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, mpm, llmod);
190                 populate_llvm_passes(fpm, mpm, llmod, opt_level);
191             }
192
193             for pass in sess.opts.cg.passes.iter() {
194                 pass.with_c_str(|s| {
195                     if !llvm::LLVMRustAddPass(mpm, s) {
196                         sess.warn(format!("unknown pass {}, ignoring", *pass));
197                     }
198                 })
199             }
200
201             // Finally, run the actual optimization passes
202             time(sess.time_passes(), "llvm function passes", (), |()|
203                  llvm::LLVMRustRunFunctionPassManager(fpm, llmod));
204             time(sess.time_passes(), "llvm module passes", (), |()|
205                  llvm::LLVMRunPassManager(mpm, llmod));
206
207             // Deallocate managers that we're now done with
208             llvm::LLVMDisposePassManager(fpm);
209             llvm::LLVMDisposePassManager(mpm);
210
211             // Emit the bytecode if we're either saving our temporaries or
212             // emitting an rlib. Whenever an rlib is created, the bytecode is
213             // inserted into the archive in order to allow LTO against it.
214             let crate_types = sess.crate_types.borrow();
215             if sess.opts.cg.save_temps ||
216                (crate_types.get().contains(&session::CrateTypeRlib) &&
217                 sess.opts.output_types.contains(&OutputTypeExe)) {
218                 output.temp_path(OutputTypeBitcode).with_c_str(|buf| {
219                     llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, buf);
220                 })
221             }
222
223             if sess.lto() {
224                 time(sess.time_passes(), "all lto passes", (), |()|
225                      lto::run(sess, llmod, tm, trans.reachable));
226
227                 if sess.opts.cg.save_temps {
228                     output.with_extension("lto.bc").with_c_str(|buf| {
229                         llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, buf);
230                     })
231                 }
232             }
233
234             // A codegen-specific pass manager is used to generate object
235             // files for an LLVM module.
236             //
237             // Apparently each of these pass managers is a one-shot kind of
238             // thing, so we create a new one for each type of output. The
239             // pass manager passed to the closure should be ensured to not
240             // escape the closure itself, and the manager should only be
241             // used once.
242             fn with_codegen(tm: TargetMachineRef, llmod: ModuleRef,
243                             f: |PassManagerRef|) {
244                 unsafe {
245                     let cpm = llvm::LLVMCreatePassManager();
246                     llvm::LLVMRustAddAnalysisPasses(tm, cpm, llmod);
247                     llvm::LLVMRustAddLibraryInfo(cpm, llmod);
248                     f(cpm);
249                     llvm::LLVMDisposePassManager(cpm);
250                 }
251             }
252
253             let mut object_file = None;
254             let mut needs_metadata = false;
255             for output_type in output_types.iter() {
256                 let path = output.path(*output_type);
257                 match *output_type {
258                     OutputTypeBitcode => {
259                         path.with_c_str(|buf| {
260                             llvm::LLVMWriteBitcodeToFile(llmod, buf);
261                         })
262                     }
263                     OutputTypeLlvmAssembly => {
264                         path.with_c_str(|output| {
265                             with_codegen(tm, llmod, |cpm| {
266                                 llvm::LLVMRustPrintModule(cpm, llmod, output);
267                             })
268                         })
269                     }
270                     OutputTypeAssembly => {
271                         // If we're not using the LLVM assembler, this function
272                         // could be invoked specially with output_type_assembly,
273                         // so in this case we still want the metadata object
274                         // file.
275                         let ty = OutputTypeAssembly;
276                         let path = if sess.opts.output_types.contains(&ty) {
277                            path
278                         } else {
279                             needs_metadata = true;
280                             output.temp_path(OutputTypeAssembly)
281                         };
282                         with_codegen(tm, llmod, |cpm| {
283                             WriteOutputFile(sess, tm, cpm, llmod, &path,
284                                             lib::llvm::AssemblyFile);
285                         });
286                     }
287                     OutputTypeObject => {
288                         object_file = Some(path);
289                     }
290                     OutputTypeExe => {
291                         object_file = Some(output.temp_path(OutputTypeObject));
292                         needs_metadata = true;
293                     }
294                 }
295             }
296
297             time(sess.time_passes(), "codegen passes", (), |()| {
298                 match object_file {
299                     Some(ref path) => {
300                         with_codegen(tm, llmod, |cpm| {
301                             WriteOutputFile(sess, tm, cpm, llmod, path,
302                                             lib::llvm::ObjectFile);
303                         });
304                     }
305                     None => {}
306                 }
307                 if needs_metadata {
308                     with_codegen(tm, trans.metadata_module, |cpm| {
309                         let out = output.temp_path(OutputTypeObject)
310                                         .with_extension("metadata.o");
311                         WriteOutputFile(sess, tm, cpm,
312                                         trans.metadata_module, &out,
313                                         lib::llvm::ObjectFile);
314                     })
315                 }
316             });
317
318             llvm::LLVMRustDisposeTargetMachine(tm);
319             llvm::LLVMDisposeModule(trans.metadata_module);
320             llvm::LLVMDisposeModule(llmod);
321             llvm::LLVMContextDispose(llcx);
322             if sess.time_llvm_passes() { llvm::LLVMRustPrintPassTimings(); }
323         }
324     }
325
326     pub fn run_assembler(sess: Session, outputs: &OutputFilenames) {
327         let cc = super::get_cc_prog(sess);
328         let assembly = outputs.temp_path(OutputTypeAssembly);
329         let object = outputs.path(OutputTypeObject);
330
331         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
332         let args = [
333             ~"-c",
334             ~"-o", object.as_str().unwrap().to_owned(),
335             assembly.as_str().unwrap().to_owned()];
336
337         debug!("{} '{}'", cc, args.connect("' '"));
338         match Process::output(cc, args) {
339             Ok(prog) => {
340                 if !prog.status.success() {
341                     sess.err(format!("linking with `{}` failed: {}", cc, prog.status));
342                     sess.note(format!("{} arguments: '{}'", cc, args.connect("' '")));
343                     sess.note(str::from_utf8_owned(prog.error + prog.output).unwrap());
344                     sess.abort_if_errors();
345                 }
346             },
347             Err(e) => {
348                 sess.err(format!("could not exec the linker `{}`: {}", cc, e));
349                 sess.abort_if_errors();
350             }
351         }
352     }
353
354     unsafe fn configure_llvm(sess: Session) {
355         use sync::one::{Once, ONCE_INIT};
356         static mut INIT: Once = ONCE_INIT;
357
358         // Copy what clang does by turning on loop vectorization at O2 and
359         // slp vectorization at O3
360         let vectorize_loop = !sess.opts.cg.no_vectorize_loops &&
361                              (sess.opts.optimize == session::Default ||
362                               sess.opts.optimize == session::Aggressive);
363         let vectorize_slp = !sess.opts.cg.no_vectorize_slp &&
364                             sess.opts.optimize == session::Aggressive;
365
366         let mut llvm_c_strs = ~[];
367         let mut llvm_args = ~[];
368         {
369             let add = |arg: &str| {
370                 let s = arg.to_c_str();
371                 llvm_args.push(s.with_ref(|p| p));
372                 llvm_c_strs.push(s);
373             };
374             add("rustc"); // fake program name
375             if vectorize_loop { add("-vectorize-loops"); }
376             if vectorize_slp  { add("-vectorize-slp");   }
377             if sess.time_llvm_passes() { add("-time-passes"); }
378             if sess.print_llvm_passes() { add("-debug-pass=Structure"); }
379
380             for arg in sess.opts.cg.llvm_args.iter() {
381                 add(*arg);
382             }
383         }
384
385         INIT.doit(|| {
386             llvm::LLVMInitializePasses();
387
388             // Only initialize the platforms supported by Rust here, because
389             // using --llvm-root will have multiple platforms that rustllvm
390             // doesn't actually link to and it's pointless to put target info
391             // into the registry that Rust cannot generate machine code for.
392             llvm::LLVMInitializeX86TargetInfo();
393             llvm::LLVMInitializeX86Target();
394             llvm::LLVMInitializeX86TargetMC();
395             llvm::LLVMInitializeX86AsmPrinter();
396             llvm::LLVMInitializeX86AsmParser();
397
398             llvm::LLVMInitializeARMTargetInfo();
399             llvm::LLVMInitializeARMTarget();
400             llvm::LLVMInitializeARMTargetMC();
401             llvm::LLVMInitializeARMAsmPrinter();
402             llvm::LLVMInitializeARMAsmParser();
403
404             llvm::LLVMInitializeMipsTargetInfo();
405             llvm::LLVMInitializeMipsTarget();
406             llvm::LLVMInitializeMipsTargetMC();
407             llvm::LLVMInitializeMipsAsmPrinter();
408             llvm::LLVMInitializeMipsAsmParser();
409
410             llvm::LLVMRustSetLLVMOptions(llvm_args.len() as c_int,
411                                          llvm_args.as_ptr());
412         });
413     }
414
415     unsafe fn populate_llvm_passes(fpm: lib::llvm::PassManagerRef,
416                                    mpm: lib::llvm::PassManagerRef,
417                                    llmod: ModuleRef,
418                                    opt: lib::llvm::CodeGenOptLevel) {
419         // Create the PassManagerBuilder for LLVM. We configure it with
420         // reasonable defaults and prepare it to actually populate the pass
421         // manager.
422         let builder = llvm::LLVMPassManagerBuilderCreate();
423         match opt {
424             lib::llvm::CodeGenLevelNone => {
425                 // Don't add lifetime intrinsics at O0
426                 llvm::LLVMRustAddAlwaysInlinePass(builder, false);
427             }
428             lib::llvm::CodeGenLevelLess => {
429                 llvm::LLVMRustAddAlwaysInlinePass(builder, true);
430             }
431             // numeric values copied from clang
432             lib::llvm::CodeGenLevelDefault => {
433                 llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder,
434                                                                     225);
435             }
436             lib::llvm::CodeGenLevelAggressive => {
437                 llvm::LLVMPassManagerBuilderUseInlinerWithThreshold(builder,
438                                                                     275);
439             }
440         }
441         llvm::LLVMPassManagerBuilderSetOptLevel(builder, opt as c_uint);
442         llvm::LLVMRustAddBuilderLibraryInfo(builder, llmod);
443
444         // Use the builder to populate the function/module pass managers.
445         llvm::LLVMPassManagerBuilderPopulateFunctionPassManager(builder, fpm);
446         llvm::LLVMPassManagerBuilderPopulateModulePassManager(builder, mpm);
447         llvm::LLVMPassManagerBuilderDispose(builder);
448     }
449 }
450
451
452 /*
453  * Name mangling and its relationship to metadata. This is complex. Read
454  * carefully.
455  *
456  * The semantic model of Rust linkage is, broadly, that "there's no global
457  * namespace" between crates. Our aim is to preserve the illusion of this
458  * model despite the fact that it's not *quite* possible to implement on
459  * modern linkers. We initially didn't use system linkers at all, but have
460  * been convinced of their utility.
461  *
462  * There are a few issues to handle:
463  *
464  *  - Linkers operate on a flat namespace, so we have to flatten names.
465  *    We do this using the C++ namespace-mangling technique. Foo::bar
466  *    symbols and such.
467  *
468  *  - Symbols with the same name but different types need to get different
469  *    linkage-names. We do this by hashing a string-encoding of the type into
470  *    a fixed-size (currently 16-byte hex) cryptographic hash function (CHF:
471  *    we use SHA256) to "prevent collisions". This is not airtight but 16 hex
472  *    digits on uniform probability means you're going to need 2**32 same-name
473  *    symbols in the same process before you're even hitting birthday-paradox
474  *    collision probability.
475  *
476  *  - Symbols in different crates but with same names "within" the crate need
477  *    to get different linkage-names.
478  *
479  *  - The hash shown in the filename needs to be predictable and stable for
480  *    build tooling integration. It also needs to be using a hash function
481  *    which is easy to use from Python, make, etc.
482  *
483  * So here is what we do:
484  *
485  *  - Consider the package id; every crate has one (specified with crate_id
486  *    attribute).  If a package id isn't provided explicitly, we infer a
487  *    versionless one from the output name. The version will end up being 0.0
488  *    in this case. CNAME and CVERS are taken from this package id. For
489  *    example, github.com/mozilla/CNAME#CVERS.
490  *
491  *  - Define CMH as SHA256(crateid).
492  *
493  *  - Define CMH8 as the first 8 characters of CMH.
494  *
495  *  - Compile our crate to lib CNAME-CMH8-CVERS.so
496  *
497  *  - Define STH(sym) as SHA256(CMH, type_str(sym))
498  *
499  *  - Suffix a mangled sym with ::STH@CVERS, so that it is unique in the
500  *    name, non-name metadata, and type sense, and versioned in the way
501  *    system linkers understand.
502  */
503
504 pub fn find_crate_id(attrs: &[ast::Attribute],
505                      output: &OutputFilenames) -> CrateId {
506     match attr::find_crateid(attrs) {
507         None => from_str(output.out_filestem).unwrap(),
508         Some(s) => s,
509     }
510 }
511
512 pub fn crate_id_hash(crate_id: &CrateId) -> ~str {
513     // This calculates CMH as defined above. Note that we don't use the path of
514     // the crate id in the hash because lookups are only done by (name/vers),
515     // not by path.
516     let mut s = Sha256::new();
517     s.input_str(crate_id.short_name_with_version());
518     truncated_hash_result(&mut s).slice_to(8).to_owned()
519 }
520
521 pub fn build_link_meta(krate: &ast::Crate,
522                        output: &OutputFilenames) -> LinkMeta {
523     let r = LinkMeta {
524         crateid: find_crate_id(krate.attrs.as_slice(), output),
525         crate_hash: Svh::calculate(krate),
526     };
527     info!("{}", r);
528     return r;
529 }
530
531 fn truncated_hash_result(symbol_hasher: &mut Sha256) -> ~str {
532     let output = symbol_hasher.result_bytes();
533     // 64 bits should be enough to avoid collisions.
534     output.slice_to(8).to_hex()
535 }
536
537
538 // This calculates STH for a symbol, as defined above
539 fn symbol_hash(tcx: ty::ctxt, symbol_hasher: &mut Sha256,
540                t: ty::t, link_meta: &LinkMeta) -> ~str {
541     // NB: do *not* use abbrevs here as we want the symbol names
542     // to be independent of one another in the crate.
543
544     symbol_hasher.reset();
545     symbol_hasher.input_str(link_meta.crateid.name);
546     symbol_hasher.input_str("-");
547     symbol_hasher.input_str(link_meta.crate_hash.as_str());
548     symbol_hasher.input_str("-");
549     symbol_hasher.input_str(encoder::encoded_ty(tcx, t));
550     let mut hash = truncated_hash_result(symbol_hasher);
551     // Prefix with 'h' so that it never blends into adjacent digits
552     hash.unshift_char('h');
553     hash
554 }
555
556 fn get_symbol_hash(ccx: &CrateContext, t: ty::t) -> ~str {
557     match ccx.type_hashcodes.borrow().get().find(&t) {
558         Some(h) => return h.to_str(),
559         None => {}
560     }
561
562     let mut type_hashcodes = ccx.type_hashcodes.borrow_mut();
563     let mut symbol_hasher = ccx.symbol_hasher.borrow_mut();
564     let hash = symbol_hash(ccx.tcx, symbol_hasher.get(), t, &ccx.link_meta);
565     type_hashcodes.get().insert(t, hash.clone());
566     hash
567 }
568
569
570 // Name sanitation. LLVM will happily accept identifiers with weird names, but
571 // gas doesn't!
572 // gas accepts the following characters in symbols: a-z, A-Z, 0-9, ., _, $
573 pub fn sanitize(s: &str) -> ~str {
574     let mut result = ~"";
575     for c in s.chars() {
576         match c {
577             // Escape these with $ sequences
578             '@' => result.push_str("$SP$"),
579             '~' => result.push_str("$UP$"),
580             '*' => result.push_str("$RP$"),
581             '&' => result.push_str("$BP$"),
582             '<' => result.push_str("$LT$"),
583             '>' => result.push_str("$GT$"),
584             '(' => result.push_str("$LP$"),
585             ')' => result.push_str("$RP$"),
586             ',' => result.push_str("$C$"),
587
588             // '.' doesn't occur in types and functions, so reuse it
589             // for ':' and '-'
590             '-' | ':' => result.push_char('.'),
591
592             // These are legal symbols
593             'a' .. 'z'
594             | 'A' .. 'Z'
595             | '0' .. '9'
596             | '_' | '.' | '$' => result.push_char(c),
597
598             _ => {
599                 let mut tstr = ~"";
600                 char::escape_unicode(c, |c| tstr.push_char(c));
601                 result.push_char('$');
602                 result.push_str(tstr.slice_from(1));
603             }
604         }
605     }
606
607     // Underscore-qualify anything that didn't start as an ident.
608     if result.len() > 0u &&
609         result[0] != '_' as u8 &&
610         ! char::is_XID_start(result[0] as char) {
611         return ~"_" + result;
612     }
613
614     return result;
615 }
616
617 pub fn mangle<PI: Iterator<PathElem>>(mut path: PI,
618                                       hash: Option<&str>,
619                                       vers: Option<&str>) -> ~str {
620     // Follow C++ namespace-mangling style, see
621     // http://en.wikipedia.org/wiki/Name_mangling for more info.
622     //
623     // It turns out that on OSX you can actually have arbitrary symbols in
624     // function names (at least when given to LLVM), but this is not possible
625     // when using unix's linker. Perhaps one day when we just use a linker from LLVM
626     // we won't need to do this name mangling. The problem with name mangling is
627     // that it seriously limits the available characters. For example we can't
628     // have things like &T or ~[T] in symbol names when one would theoretically
629     // want them for things like impls of traits on that type.
630     //
631     // To be able to work on all platforms and get *some* reasonable output, we
632     // use C++ name-mangling.
633
634     let mut n = ~"_ZN"; // _Z == Begin name-sequence, N == nested
635
636     fn push(n: &mut ~str, s: &str) {
637         let sani = sanitize(s);
638         n.push_str(format!("{}{}", sani.len(), sani));
639     }
640
641     // First, connect each component with <len, name> pairs.
642     for e in path {
643         push(&mut n, token::get_name(e.name()).get().as_slice())
644     }
645
646     match hash {
647         Some(s) => push(&mut n, s),
648         None => {}
649     }
650     match vers {
651         Some(s) => push(&mut n, s),
652         None => {}
653     }
654
655     n.push_char('E'); // End name-sequence.
656     n
657 }
658
659 pub fn exported_name(path: PathElems, hash: &str, vers: &str) -> ~str {
660     // The version will get mangled to have a leading '_', but it makes more
661     // sense to lead with a 'v' b/c this is a version...
662     let vers = if vers.len() > 0 && !char::is_XID_start(vers.char_at(0)) {
663         "v" + vers
664     } else {
665         vers.to_owned()
666     };
667
668     mangle(path, Some(hash), Some(vers.as_slice()))
669 }
670
671 pub fn mangle_exported_name(ccx: &CrateContext, path: PathElems,
672                             t: ty::t, id: ast::NodeId) -> ~str {
673     let mut hash = get_symbol_hash(ccx, t);
674
675     // Paths can be completely identical for different nodes,
676     // e.g. `fn foo() { { fn a() {} } { fn a() {} } }`, so we
677     // generate unique characters from the node id. For now
678     // hopefully 3 characters is enough to avoid collisions.
679     static EXTRA_CHARS: &'static str =
680         "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\
681          ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\
682          0123456789";
683     let id = id as uint;
684     let extra1 = id % EXTRA_CHARS.len();
685     let id = id / EXTRA_CHARS.len();
686     let extra2 = id % EXTRA_CHARS.len();
687     let id = id / EXTRA_CHARS.len();
688     let extra3 = id % EXTRA_CHARS.len();
689     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra1] as char);
690     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra2] as char);
691     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra3] as char);
692
693     exported_name(path, hash, ccx.link_meta.crateid.version_or_default())
694 }
695
696 pub fn mangle_internal_name_by_type_only(ccx: &CrateContext,
697                                          t: ty::t,
698                                          name: &str) -> ~str {
699     let s = ppaux::ty_to_short_str(ccx.tcx, t);
700     let path = [PathName(token::intern(name)),
701                 PathName(token::intern(s))];
702     let hash = get_symbol_hash(ccx, t);
703     mangle(ast_map::Values(path.iter()), Some(hash.as_slice()), None)
704 }
705
706 pub fn mangle_internal_name_by_type_and_seq(ccx: &CrateContext,
707                                             t: ty::t,
708                                             name: &str) -> ~str {
709     let s = ppaux::ty_to_str(ccx.tcx, t);
710     let path = [PathName(token::intern(s)),
711                 gensym_name(name)];
712     let hash = get_symbol_hash(ccx, t);
713     mangle(ast_map::Values(path.iter()), Some(hash.as_slice()), None)
714 }
715
716 pub fn mangle_internal_name_by_path_and_seq(path: PathElems, flav: &str) -> ~str {
717     mangle(path.chain(Some(gensym_name(flav)).move_iter()), None, None)
718 }
719
720 pub fn output_lib_filename(id: &CrateId) -> ~str {
721     format!("{}-{}-{}", id.name, crate_id_hash(id), id.version_or_default())
722 }
723
724 pub fn get_cc_prog(sess: Session) -> ~str {
725     match sess.opts.cg.linker {
726         Some(ref linker) => return linker.to_owned(),
727         None => {}
728     }
729
730     // In the future, FreeBSD will use clang as default compiler.
731     // It would be flexible to use cc (system's default C compiler)
732     // instead of hard-coded gcc.
733     // For win32, there is no cc command, so we add a condition to make it use gcc.
734     match sess.targ_cfg.os {
735         abi::OsWin32 => return ~"gcc",
736         _ => {},
737     }
738
739     get_system_tool(sess, "cc")
740 }
741
742 pub fn get_ar_prog(sess: Session) -> ~str {
743     match sess.opts.cg.ar {
744         Some(ref ar) => return ar.to_owned(),
745         None => {}
746     }
747
748     get_system_tool(sess, "ar")
749 }
750
751 fn get_system_tool(sess: Session, tool: &str) -> ~str {
752     match sess.targ_cfg.os {
753         abi::OsAndroid => match sess.opts.cg.android_cross_path {
754             Some(ref path) => {
755                 let tool_str = match tool {
756                     "cc" => "gcc",
757                     _ => tool
758                 };
759                 format!("{}/bin/arm-linux-androideabi-{}", *path, tool_str)
760             }
761             None => {
762                 sess.fatal(format!("need Android NDK path for the '{}' tool \
763                                     (-C android-cross-path)", tool))
764             }
765         },
766         _ => tool.to_owned(),
767     }
768 }
769
770 fn remove(sess: Session, path: &Path) {
771     match fs::unlink(path) {
772         Ok(..) => {}
773         Err(e) => {
774             sess.err(format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
775         }
776     }
777 }
778
779 /// Perform the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
780 /// of the requested outputs for this compilation session.
781 pub fn link_binary(sess: Session,
782                    trans: &CrateTranslation,
783                    outputs: &OutputFilenames,
784                    id: &CrateId) -> ~[Path] {
785     let mut out_filenames = ~[];
786     let crate_types = sess.crate_types.borrow();
787     for &crate_type in crate_types.get().iter() {
788         let out_file = link_binary_output(sess, trans, crate_type, outputs, id);
789         out_filenames.push(out_file);
790     }
791
792     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
793     if !sess.opts.cg.save_temps {
794         let obj_filename = outputs.temp_path(OutputTypeObject);
795         if !sess.opts.output_types.contains(&OutputTypeObject) {
796             remove(sess, &obj_filename);
797         }
798         remove(sess, &obj_filename.with_extension("metadata.o"));
799     }
800
801     out_filenames
802 }
803
804 fn is_writeable(p: &Path) -> bool {
805     match p.stat() {
806         Err(..) => true,
807         Ok(m) => m.perm & io::UserWrite == io::UserWrite
808     }
809 }
810
811 pub fn filename_for_input(sess: &Session, crate_type: session::CrateType,
812                           id: &CrateId, out_filename: &Path) -> Path {
813     let libname = output_lib_filename(id);
814     match crate_type {
815         session::CrateTypeRlib => {
816             out_filename.with_filename(format!("lib{}.rlib", libname))
817         }
818         session::CrateTypeDylib => {
819             let (prefix, suffix) = match sess.targ_cfg.os {
820                 abi::OsWin32 => (win32::DLL_PREFIX, win32::DLL_SUFFIX),
821                 abi::OsMacos => (macos::DLL_PREFIX, macos::DLL_SUFFIX),
822                 abi::OsLinux => (linux::DLL_PREFIX, linux::DLL_SUFFIX),
823                 abi::OsAndroid => (android::DLL_PREFIX, android::DLL_SUFFIX),
824                 abi::OsFreebsd => (freebsd::DLL_PREFIX, freebsd::DLL_SUFFIX),
825             };
826             out_filename.with_filename(format!("{}{}{}", prefix, libname, suffix))
827         }
828         session::CrateTypeStaticlib => {
829             out_filename.with_filename(format!("lib{}.a", libname))
830         }
831         session::CrateTypeExecutable => out_filename.clone(),
832     }
833 }
834
835 fn link_binary_output(sess: Session,
836                       trans: &CrateTranslation,
837                       crate_type: session::CrateType,
838                       outputs: &OutputFilenames,
839                       id: &CrateId) -> Path {
840     let obj_filename = outputs.temp_path(OutputTypeObject);
841     let out_filename = match outputs.single_output_file {
842         Some(ref file) => file.clone(),
843         None => {
844             let out_filename = outputs.path(OutputTypeExe);
845             filename_for_input(&sess, crate_type, id, &out_filename)
846         }
847     };
848
849     // Make sure the output and obj_filename are both writeable.
850     // Mac, FreeBSD, and Windows system linkers check this already --
851     // however, the Linux linker will happily overwrite a read-only file.
852     // We should be consistent.
853     let obj_is_writeable = is_writeable(&obj_filename);
854     let out_is_writeable = is_writeable(&out_filename);
855     if !out_is_writeable {
856         sess.fatal(format!("output file {} is not writeable -- check its permissions.",
857                            out_filename.display()));
858     }
859     else if !obj_is_writeable {
860         sess.fatal(format!("object file {} is not writeable -- check its permissions.",
861                            obj_filename.display()));
862     }
863
864     match crate_type {
865         session::CrateTypeRlib => {
866             link_rlib(sess, Some(trans), &obj_filename, &out_filename);
867         }
868         session::CrateTypeStaticlib => {
869             link_staticlib(sess, &obj_filename, &out_filename);
870         }
871         session::CrateTypeExecutable => {
872             link_natively(sess, false, &obj_filename, &out_filename);
873         }
874         session::CrateTypeDylib => {
875             link_natively(sess, true, &obj_filename, &out_filename);
876         }
877     }
878
879     out_filename
880 }
881
882 // Create an 'rlib'
883 //
884 // An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The
885 // rlib primarily contains the object file of the crate, but it also contains
886 // all of the object files from native libraries. This is done by unzipping
887 // native libraries and inserting all of the contents into this archive.
888 fn link_rlib(sess: Session,
889              trans: Option<&CrateTranslation>, // None == no metadata/bytecode
890              obj_filename: &Path,
891              out_filename: &Path) -> Archive {
892     let mut a = Archive::create(sess, out_filename, obj_filename);
893
894     let used_libraries = sess.cstore.get_used_libraries();
895     let used_libraries = used_libraries.borrow();
896     for &(ref l, kind) in used_libraries.get().iter() {
897         match kind {
898             cstore::NativeStatic => {
899                 a.add_native_library(l.as_slice()).unwrap();
900             }
901             cstore::NativeFramework | cstore::NativeUnknown => {}
902         }
903     }
904
905     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
906     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
907     // this is as follows:
908     //
909     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
910     //   obj_filename from above. The reason for this is described below.
911     //
912     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
913     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
914     //   linkable.
915     //
916     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
917     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
918     //   object file. Read architecture from the object file.
919     //
920     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
921     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
922     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
923     //
924     // Basically, all this means is that this code should not move above the
925     // code above.
926     match trans {
927         Some(trans) => {
928             // Instead of putting the metadata in an object file section, rlibs
929             // contain the metadata in a separate file. We use a temp directory
930             // here so concurrent builds in the same directory don't try to use
931             // the same filename for metadata (stomping over one another)
932             let tmpdir = TempDir::new("rustc").expect("needs a temp dir");
933             let metadata = tmpdir.path().join(METADATA_FILENAME);
934             match fs::File::create(&metadata).write(trans.metadata) {
935                 Ok(..) => {}
936                 Err(e) => {
937                     sess.err(format!("failed to write {}: {}",
938                                      metadata.display(), e));
939                     sess.abort_if_errors();
940                 }
941             }
942             a.add_file(&metadata, false);
943             remove(sess, &metadata);
944
945             // For LTO purposes, the bytecode of this library is also inserted
946             // into the archive.
947             let bc = obj_filename.with_extension("bc");
948             match fs::File::open(&bc).read_to_end().and_then(|data| {
949                 fs::File::create(&bc).write(flate::deflate_bytes(data).as_slice())
950             }) {
951                 Ok(()) => {}
952                 Err(e) => {
953                     sess.err(format!("failed to compress bytecode: {}", e));
954                     sess.abort_if_errors()
955                 }
956             }
957             a.add_file(&bc, false);
958             if !sess.opts.cg.save_temps &&
959                !sess.opts.output_types.contains(&OutputTypeBitcode) {
960                 remove(sess, &bc);
961             }
962
963             // After adding all files to the archive, we need to update the
964             // symbol table of the archive. This currently dies on OSX (see
965             // #11162), and isn't necessary there anyway
966             match sess.targ_cfg.os {
967                 abi::OsMacos => {}
968                 _ => { a.update_symbols(); }
969             }
970         }
971
972         None => {}
973     }
974     return a;
975 }
976
977 // Create a static archive
978 //
979 // This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding
980 // all of the upstream crates' objects into the archive. This will slurp in
981 // all of the native libraries of upstream dependencies as well.
982 //
983 // Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn
984 // about all dynamic library dependencies that they're not linked in.
985 //
986 // There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not
987 // link in the metadata object file (and also don't prepare the archive with a
988 // metadata file).
989 fn link_staticlib(sess: Session, obj_filename: &Path, out_filename: &Path) {
990     let mut a = link_rlib(sess, None, obj_filename, out_filename);
991     a.add_native_library("morestack").unwrap();
992     a.add_native_library("compiler-rt").unwrap();
993
994     let crates = sess.cstore.get_used_crates(cstore::RequireStatic);
995     for &(cnum, ref path) in crates.iter() {
996         let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
997         let p = match *path {
998             Some(ref p) => p.clone(), None => {
999                 sess.err(format!("could not find rlib for: `{}`", name));
1000                 continue
1001             }
1002         };
1003         a.add_rlib(&p, name, sess.lto()).unwrap();
1004         let native_libs = csearch::get_native_libraries(sess.cstore, cnum);
1005         for &(kind, ref lib) in native_libs.iter() {
1006             let name = match kind {
1007                 cstore::NativeStatic => "static library",
1008                 cstore::NativeUnknown => "library",
1009                 cstore::NativeFramework => "framework",
1010             };
1011             sess.warn(format!("unlinked native {}: {}", name, *lib));
1012         }
1013     }
1014 }
1015
1016 // Create a dynamic library or executable
1017 //
1018 // This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This
1019 // links to all upstream files as well.
1020 fn link_natively(sess: Session, dylib: bool, obj_filename: &Path,
1021                  out_filename: &Path) {
1022     let tmpdir = TempDir::new("rustc").expect("needs a temp dir");
1023     // The invocations of cc share some flags across platforms
1024     let cc_prog = get_cc_prog(sess);
1025     let mut cc_args = sess.targ_cfg.target_strs.cc_args.clone();
1026     cc_args.push_all_move(link_args(sess, dylib, tmpdir.path(),
1027                                     obj_filename, out_filename));
1028     if (sess.opts.debugging_opts & session::PRINT_LINK_ARGS) != 0 {
1029         println!("{} link args: '{}'", cc_prog, cc_args.connect("' '"));
1030     }
1031
1032     // May have not found libraries in the right formats.
1033     sess.abort_if_errors();
1034
1035     // Invoke the system linker
1036     debug!("{} {}", cc_prog, cc_args.connect(" "));
1037     let prog = time(sess.time_passes(), "running linker", (), |()|
1038                     Process::output(cc_prog, cc_args));
1039     match prog {
1040         Ok(prog) => {
1041             if !prog.status.success() {
1042                 sess.err(format!("linking with `{}` failed: {}", cc_prog, prog.status));
1043                 sess.note(format!("{} arguments: '{}'", cc_prog, cc_args.connect("' '")));
1044                 sess.note(str::from_utf8_owned(prog.error + prog.output).unwrap());
1045                 sess.abort_if_errors();
1046             }
1047         },
1048         Err(e) => {
1049             sess.err(format!("could not exec the linker `{}`: {}", cc_prog, e));
1050             sess.abort_if_errors();
1051         }
1052     }
1053
1054
1055     // On OSX, debuggers need this utility to get run to do some munging of
1056     // the symbols
1057     if sess.targ_cfg.os == abi::OsMacos && (sess.opts.debuginfo != NoDebugInfo) {
1058         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1059         match Process::status("dsymutil",
1060                                   [out_filename.as_str().unwrap().to_owned()]) {
1061             Ok(..) => {}
1062             Err(e) => {
1063                 sess.err(format!("failed to run dsymutil: {}", e));
1064                 sess.abort_if_errors();
1065             }
1066         }
1067     }
1068 }
1069
1070 fn link_args(sess: Session,
1071              dylib: bool,
1072              tmpdir: &Path,
1073              obj_filename: &Path,
1074              out_filename: &Path) -> ~[~str] {
1075
1076     // The default library location, we need this to find the runtime.
1077     // The location of crates will be determined as needed.
1078     // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1079     let lib_path = sess.filesearch.get_target_lib_path();
1080     let stage: ~str = ~"-L" + lib_path.as_str().unwrap();
1081
1082     let mut args = ~[stage];
1083
1084     // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1085     args.push_all([
1086         ~"-o", out_filename.as_str().unwrap().to_owned(),
1087         obj_filename.as_str().unwrap().to_owned()]);
1088
1089     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1090     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1091     // object file, so we link that in here.
1092     if dylib {
1093         let metadata = obj_filename.with_extension("metadata.o");
1094         args.push(metadata.as_str().unwrap().to_owned());
1095     }
1096
1097     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system
1098     // libraries, so we explicitly ask gcc to not link to any libraries by
1099     // default. Note that this does not happen for windows because windows pulls
1100     // in some large number of libraries and I couldn't quite figure out which
1101     // subset we wanted.
1102     //
1103     // FIXME(#11937) we should invoke the system linker directly
1104     if sess.targ_cfg.os != abi::OsWin32 {
1105         args.push(~"-nodefaultlibs");
1106     }
1107
1108     if sess.targ_cfg.os == abi::OsLinux {
1109         // GNU-style linkers will use this to omit linking to libraries which
1110         // don't actually fulfill any relocations, but only for libraries which
1111         // follow this flag. Thus, use it before specifying libraries to link to.
1112         args.push(~"-Wl,--as-needed");
1113
1114         // GNU-style linkers support optimization with -O. --gc-sections
1115         // removes metadata and potentially other useful things, so don't
1116         // include it. GNU ld doesn't need a numeric argument, but other linkers
1117         // do.
1118         if sess.opts.optimize == session::Default ||
1119            sess.opts.optimize == session::Aggressive {
1120             args.push(~"-Wl,-O1");
1121         }
1122     }
1123
1124     if sess.targ_cfg.os == abi::OsWin32 {
1125         // Make sure that we link to the dynamic libgcc, otherwise cross-module
1126         // DWARF stack unwinding will not work.
1127         // This behavior may be overridden by --link-args "-static-libgcc"
1128         args.push(~"-shared-libgcc");
1129     }
1130
1131     if sess.targ_cfg.os == abi::OsAndroid {
1132         // Many of the symbols defined in compiler-rt are also defined in libgcc.
1133         // Android linker doesn't like that by default.
1134         args.push(~"-Wl,--allow-multiple-definition");
1135     }
1136
1137     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1138     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1139     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1140     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1141     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1142     //
1143     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1144     // such:
1145     //
1146     //  1. The local object that LLVM just generated
1147     //  2. Upstream rust libraries
1148     //  3. Local native libraries
1149     //  4. Upstream native libraries
1150     //
1151     // This is generally fairly natural, but some may expect 2 and 3 to be
1152     // swapped. The reason that all native libraries are put last is that it's
1153     // not recommended for a native library to depend on a symbol from a rust
1154     // crate. If this is the case then a staticlib crate is recommended, solving
1155     // the problem.
1156     //
1157     // Additionally, it is occasionally the case that upstream rust libraries
1158     // depend on a local native library. In the case of libraries such as
1159     // lua/glfw/etc the name of the library isn't the same across all platforms,
1160     // so only the consumer crate of a library knows the actual name. This means
1161     // that downstream crates will provide the #[link] attribute which upstream
1162     // crates will depend on. Hence local native libraries are after out
1163     // upstream rust crates.
1164     //
1165     // In theory this means that a symbol in an upstream native library will be
1166     // shadowed by a local native library when it wouldn't have been before, but
1167     // this kind of behavior is pretty platform specific and generally not
1168     // recommended anyway, so I don't think we're shooting ourself in the foot
1169     // much with that.
1170     add_upstream_rust_crates(&mut args, sess, dylib, tmpdir);
1171     add_local_native_libraries(&mut args, sess);
1172     add_upstream_native_libraries(&mut args, sess);
1173
1174     // # Telling the linker what we're doing
1175
1176     if dylib {
1177         // On mac we need to tell the linker to let this library be rpathed
1178         if sess.targ_cfg.os == abi::OsMacos {
1179             args.push(~"-dynamiclib");
1180             args.push(~"-Wl,-dylib");
1181             // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1182             if !sess.opts.cg.no_rpath {
1183                 args.push(~"-Wl,-install_name,@rpath/" +
1184                           out_filename.filename_str().unwrap());
1185             }
1186         } else {
1187             args.push(~"-shared")
1188         }
1189     }
1190
1191     if sess.targ_cfg.os == abi::OsFreebsd {
1192         args.push_all([~"-L/usr/local/lib",
1193                        ~"-L/usr/local/lib/gcc46",
1194                        ~"-L/usr/local/lib/gcc44"]);
1195     }
1196
1197     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1198     // where extern libraries might live, based on the
1199     // addl_lib_search_paths
1200     if !sess.opts.cg.no_rpath {
1201         args.push_all(rpath::get_rpath_flags(sess, out_filename));
1202     }
1203
1204     // Stack growth requires statically linking a __morestack function
1205     args.push(~"-lmorestack");
1206     // compiler-rt contains implementations of low-level LLVM helpers
1207     // It should go before platform and user libraries, so it has first dibs
1208     // at resolving symbols that also appear in libgcc.
1209     args.push(~"-lcompiler-rt");
1210
1211     // Finally add all the linker arguments provided on the command line along
1212     // with any #[link_args] attributes found inside the crate
1213     args.push_all(sess.opts.cg.link_args);
1214     let used_link_args = sess.cstore.get_used_link_args();
1215     let used_link_args = used_link_args.borrow();
1216     for arg in used_link_args.get().iter() {
1217         args.push(arg.clone());
1218     }
1219     return args;
1220 }
1221
1222 // # Native library linking
1223 //
1224 // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are
1225 // the same paths used to find Rust crates, so some of them may have been
1226 // added already by the previous crate linking code. This only allows them
1227 // to be found at compile time so it is still entirely up to outside
1228 // forces to make sure that library can be found at runtime.
1229 //
1230 // Also note that the native libraries linked here are only the ones located
1231 // in the current crate. Upstream crates with native library dependencies
1232 // may have their native library pulled in above.
1233 fn add_local_native_libraries(args: &mut ~[~str], sess: Session) {
1234     let addl_lib_search_paths = sess.opts.addl_lib_search_paths.borrow();
1235     for path in addl_lib_search_paths.get().iter() {
1236         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1237         args.push("-L" + path.as_str().unwrap().to_owned());
1238     }
1239
1240     let rustpath = filesearch::rust_path();
1241     for path in rustpath.iter() {
1242         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1243         args.push("-L" + path.as_str().unwrap().to_owned());
1244     }
1245
1246     let used_libraries = sess.cstore.get_used_libraries();
1247     let used_libraries = used_libraries.borrow();
1248     for &(ref l, kind) in used_libraries.get().iter() {
1249         match kind {
1250             cstore::NativeUnknown | cstore::NativeStatic => {
1251                 args.push("-l" + *l);
1252             }
1253             cstore::NativeFramework => {
1254                 args.push(~"-framework");
1255                 args.push(l.to_owned());
1256             }
1257         }
1258     }
1259 }
1260
1261 // # Rust Crate linking
1262 //
1263 // Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All
1264 // dependencies will be linked when producing the final output (instead of
1265 // the intermediate rlib version)
1266 fn add_upstream_rust_crates(args: &mut ~[~str], sess: Session,
1267                             dylib: bool, tmpdir: &Path) {
1268
1269     // As a limitation of the current implementation, we require that everything
1270     // must be static or everything must be dynamic. The reasons for this are a
1271     // little subtle, but as with staticlibs and rlibs, the goal is to prevent
1272     // duplicate copies of the same library showing up. For example, a static
1273     // immediate dependency might show up as an upstream dynamic dependency and
1274     // we currently have no way of knowing that. We know that all dynamic
1275     // libraries require dynamic dependencies (see above), so it's satisfactory
1276     // to include either all static libraries or all dynamic libraries.
1277     //
1278     // With this limitation, we expose a compiler default linkage type and an
1279     // option to reverse that preference. The current behavior looks like:
1280     //
1281     // * If a dylib is being created, upstream dependencies must be dylibs
1282     // * If nothing else is specified, static linking is preferred
1283     // * If the -C prefer-dynamic flag is given, dynamic linking is preferred
1284     // * If one form of linking fails, the second is also attempted
1285     // * If both forms fail, then we emit an error message
1286
1287     let dynamic = get_deps(sess.cstore, cstore::RequireDynamic);
1288     let statik = get_deps(sess.cstore, cstore::RequireStatic);
1289     match (dynamic, statik, sess.opts.cg.prefer_dynamic, dylib) {
1290         (_, Some(deps), false, false) => {
1291             add_static_crates(args, sess, tmpdir, deps)
1292         }
1293
1294         (None, Some(deps), true, false) => {
1295             // If you opted in to dynamic linking and we decided to emit a
1296             // static output, you should probably be notified of such an event!
1297             sess.warn("dynamic linking was preferred, but dependencies \
1298                        could not all be found in an dylib format.");
1299             sess.warn("linking statically instead, using rlibs");
1300             add_static_crates(args, sess, tmpdir, deps)
1301         }
1302
1303         (Some(deps), _, _, _) => add_dynamic_crates(args, sess, deps),
1304
1305         (None, _, _, true) => {
1306             sess.err("dylib output requested, but some depenencies could not \
1307                       be found in the dylib format");
1308             let deps = sess.cstore.get_used_crates(cstore::RequireDynamic);
1309             for (cnum, path) in deps.move_iter() {
1310                 if path.is_some() { continue }
1311                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1312                 sess.note(format!("dylib not found: {}", name));
1313             }
1314         }
1315
1316         (None, None, pref, false) => {
1317             let (pref, name) = if pref {
1318                 sess.err("dynamic linking is preferred, but dependencies were \
1319                           not found in either dylib or rlib format");
1320                 (cstore::RequireDynamic, "dylib")
1321             } else {
1322                 sess.err("dependencies were not all found in either dylib or \
1323                           rlib format");
1324                 (cstore::RequireStatic, "rlib")
1325             };
1326             sess.note(format!("dependencies not found in the `{}` format",
1327                               name));
1328             for (cnum, path) in sess.cstore.get_used_crates(pref).move_iter() {
1329                 if path.is_some() { continue }
1330                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1331                 sess.note(name);
1332             }
1333         }
1334     }
1335
1336     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
1337     fn unlib(config: @session::Config, stem: &str) -> ~str {
1338         if stem.starts_with("lib") &&
1339             config.os != abi::OsWin32 {
1340             stem.slice(3, stem.len()).to_owned()
1341         } else {
1342             stem.to_owned()
1343         }
1344     }
1345
1346     // Attempts to find all dependencies with a certain linkage preference,
1347     // returning `None` if not all libraries could be found with that
1348     // preference.
1349     fn get_deps(cstore: &cstore::CStore,  preference: cstore::LinkagePreference)
1350             -> Option<~[(ast::CrateNum, Path)]>
1351     {
1352         let crates = cstore.get_used_crates(preference);
1353         if crates.iter().all(|&(_, ref p)| p.is_some()) {
1354             Some(crates.move_iter().map(|(a, b)| (a, b.unwrap())).collect())
1355         } else {
1356             None
1357         }
1358     }
1359
1360     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
1361     fn add_static_crates(args: &mut ~[~str], sess: Session, tmpdir: &Path,
1362                          crates: ~[(ast::CrateNum, Path)]) {
1363         for (cnum, cratepath) in crates.move_iter() {
1364             // When performing LTO on an executable output, all of the
1365             // bytecode from the upstream libraries has already been
1366             // included in our object file output. We need to modify all of
1367             // the upstream archives to remove their corresponding object
1368             // file to make sure we don't pull the same code in twice.
1369             //
1370             // We must continue to link to the upstream archives to be sure
1371             // to pull in native static dependencies. As the final caveat,
1372             // on linux it is apparently illegal to link to a blank archive,
1373             // so if an archive no longer has any object files in it after
1374             // we remove `lib.o`, then don't link against it at all.
1375             //
1376             // If we're not doing LTO, then our job is simply to just link
1377             // against the archive.
1378             if sess.lto() {
1379                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1380                 time(sess.time_passes(), format!("altering {}.rlib", name),
1381                      (), |()| {
1382                     let dst = tmpdir.join(cratepath.filename().unwrap());
1383                     match fs::copy(&cratepath, &dst) {
1384                         Ok(..) => {}
1385                         Err(e) => {
1386                             sess.err(format!("failed to copy {} to {}: {}",
1387                                              cratepath.display(),
1388                                              dst.display(),
1389                                              e));
1390                             sess.abort_if_errors();
1391                         }
1392                     }
1393                     let dst_str = dst.as_str().unwrap().to_owned();
1394                     let mut archive = Archive::open(sess, dst);
1395                     archive.remove_file(format!("{}.o", name));
1396                     let files = archive.files();
1397                     if files.iter().any(|s| s.ends_with(".o")) {
1398                         args.push(dst_str);
1399                     }
1400                 });
1401             } else {
1402                 args.push(cratepath.as_str().unwrap().to_owned());
1403             }
1404         }
1405     }
1406
1407     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
1408     fn add_dynamic_crates(args: &mut ~[~str], sess: Session,
1409                           crates: ~[(ast::CrateNum, Path)]) {
1410         // If we're performing LTO, then it should have been previously required
1411         // that all upstream rust dependencies were available in an rlib format.
1412         assert!(!sess.lto());
1413
1414         for (_, cratepath) in crates.move_iter() {
1415             // Just need to tell the linker about where the library lives and
1416             // what its name is
1417             let dir = cratepath.dirname_str().unwrap();
1418             if !dir.is_empty() { args.push("-L" + dir); }
1419             let libarg = unlib(sess.targ_cfg, cratepath.filestem_str().unwrap());
1420             args.push("-l" + libarg);
1421         }
1422     }
1423 }
1424
1425 // Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that
1426 // all of these upstream native depenencies are all non-static
1427 // dependencies. We've got two cases then:
1428 //
1429 // 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the
1430 //    native dependency because the rlib is just an archive.
1431 //
1432 // 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to
1433 //    have the dependency present on the system somewhere. Thus, we don't
1434 //    gain a whole lot from not linking in the dynamic dependency to this
1435 //    crate as well.
1436 //
1437 // The use case for this is a little subtle. In theory the native
1438 // dependencies of a crate a purely an implementation detail of the crate
1439 // itself, but the problem arises with generic and inlined functions. If a
1440 // generic function calls a native function, then the generic function must
1441 // be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must
1442 // also be resolved in the target crate.
1443 fn add_upstream_native_libraries(args: &mut ~[~str], sess: Session) {
1444     let cstore = sess.cstore;
1445     cstore.iter_crate_data(|cnum, _| {
1446         let libs = csearch::get_native_libraries(cstore, cnum);
1447         for &(kind, ref lib) in libs.iter() {
1448             match kind {
1449                 cstore::NativeUnknown => args.push("-l" + *lib),
1450                 cstore::NativeFramework => {
1451                     args.push(~"-framework");
1452                     args.push(lib.to_owned());
1453                 }
1454                 cstore::NativeStatic => {
1455                     sess.bug("statics shouldn't be propagated");
1456                 }
1457             }
1458         }
1459     });
1460 }