]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/back/link.rs
auto merge of #12735 : eddyb/rust/at-exodus-chapter-11, r=cmr
[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::{fs, TempDir, Process};
36 use std::vec_ng::Vec;
37 use flate;
38 use serialize::hex::ToHex;
39 use syntax::abi;
40 use syntax::ast;
41 use syntax::ast_map::{PathElem, PathElems, PathName};
42 use syntax::ast_map;
43 use syntax::attr;
44 use syntax::attr::AttrMetaMethods;
45 use syntax::crateid::CrateId;
46 use syntax::parse::token;
47
48 #[deriving(Clone, Eq, Ord, TotalOrd, TotalEq)]
49 pub enum OutputType {
50     OutputTypeBitcode,
51     OutputTypeAssembly,
52     OutputTypeLlvmAssembly,
53     OutputTypeObject,
54     OutputTypeExe,
55 }
56
57 pub fn llvm_err(sess: &Session, msg: ~str) -> ! {
58     unsafe {
59         let cstr = llvm::LLVMRustGetLastError();
60         if cstr == ptr::null() {
61             sess.fatal(msg);
62         } else {
63             let err = CString::new(cstr, false);
64             let err = str::from_utf8_lossy(err.as_bytes());
65             sess.fatal(msg + ": " + err.as_slice());
66         }
67     }
68 }
69
70 pub fn WriteOutputFile(
71         sess: &Session,
72         target: lib::llvm::TargetMachineRef,
73         pm: lib::llvm::PassManagerRef,
74         m: ModuleRef,
75         output: &Path,
76         file_type: lib::llvm::FileType) {
77     unsafe {
78         output.with_c_str(|output| {
79             let result = llvm::LLVMRustWriteOutputFile(
80                     target, pm, m, output, file_type);
81             if !result {
82                 llvm_err(sess, ~"could not write output");
83             }
84         })
85     }
86 }
87
88 pub mod write {
89
90     use back::lto;
91     use back::link::{WriteOutputFile, OutputType};
92     use back::link::{OutputTypeAssembly, OutputTypeBitcode};
93     use back::link::{OutputTypeExe, OutputTypeLlvmAssembly};
94     use back::link::{OutputTypeObject};
95     use driver::driver::{CrateTranslation, OutputFilenames};
96     use driver::session::{NoDebugInfo, Session};
97     use driver::session;
98     use lib::llvm::llvm;
99     use lib::llvm::{ModuleRef, TargetMachineRef, PassManagerRef};
100     use lib;
101     use util::common::time;
102     use syntax::abi;
103
104     use std::c_str::ToCStr;
105     use std::io::Process;
106     use std::libc::{c_uint, c_int};
107     use std::str;
108     use std::vec_ng::Vec;
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.as_slice()));
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 = Vec::new();
367         let mut llvm_args = Vec::new();
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], out_filestem: &str) -> CrateId {
505     match attr::find_crateid(attrs) {
506         None => from_str(out_filestem).unwrap(),
507         Some(s) => s,
508     }
509 }
510
511 pub fn crate_id_hash(crate_id: &CrateId) -> ~str {
512     // This calculates CMH as defined above. Note that we don't use the path of
513     // the crate id in the hash because lookups are only done by (name/vers),
514     // not by path.
515     let mut s = Sha256::new();
516     s.input_str(crate_id.short_name_with_version());
517     truncated_hash_result(&mut s).slice_to(8).to_owned()
518 }
519
520 pub fn build_link_meta(krate: &ast::Crate, out_filestem: &str) -> LinkMeta {
521     let r = LinkMeta {
522         crateid: find_crate_id(krate.attrs.as_slice(), out_filestem),
523         crate_hash: Svh::calculate(krate),
524     };
525     info!("{}", r);
526     return r;
527 }
528
529 fn truncated_hash_result(symbol_hasher: &mut Sha256) -> ~str {
530     let output = symbol_hasher.result_bytes();
531     // 64 bits should be enough to avoid collisions.
532     output.slice_to(8).to_hex()
533 }
534
535
536 // This calculates STH for a symbol, as defined above
537 fn symbol_hash(tcx: &ty::ctxt, symbol_hasher: &mut Sha256,
538                t: ty::t, link_meta: &LinkMeta) -> ~str {
539     // NB: do *not* use abbrevs here as we want the symbol names
540     // to be independent of one another in the crate.
541
542     symbol_hasher.reset();
543     symbol_hasher.input_str(link_meta.crateid.name);
544     symbol_hasher.input_str("-");
545     symbol_hasher.input_str(link_meta.crate_hash.as_str());
546     symbol_hasher.input_str("-");
547     symbol_hasher.input_str(encoder::encoded_ty(tcx, t));
548     let mut hash = truncated_hash_result(symbol_hasher);
549     // Prefix with 'h' so that it never blends into adjacent digits
550     hash.unshift_char('h');
551     hash
552 }
553
554 fn get_symbol_hash(ccx: &CrateContext, t: ty::t) -> ~str {
555     match ccx.type_hashcodes.borrow().get().find(&t) {
556         Some(h) => return h.to_str(),
557         None => {}
558     }
559
560     let mut type_hashcodes = ccx.type_hashcodes.borrow_mut();
561     let mut symbol_hasher = ccx.symbol_hasher.borrow_mut();
562     let hash = symbol_hash(ccx.tcx(), symbol_hasher.get(), t, &ccx.link_meta);
563     type_hashcodes.get().insert(t, hash.clone());
564     hash
565 }
566
567
568 // Name sanitation. LLVM will happily accept identifiers with weird names, but
569 // gas doesn't!
570 // gas accepts the following characters in symbols: a-z, A-Z, 0-9, ., _, $
571 pub fn sanitize(s: &str) -> ~str {
572     let mut result = ~"";
573     for c in s.chars() {
574         match c {
575             // Escape these with $ sequences
576             '@' => result.push_str("$SP$"),
577             '~' => result.push_str("$UP$"),
578             '*' => result.push_str("$RP$"),
579             '&' => result.push_str("$BP$"),
580             '<' => result.push_str("$LT$"),
581             '>' => result.push_str("$GT$"),
582             '(' => result.push_str("$LP$"),
583             ')' => result.push_str("$RP$"),
584             ',' => result.push_str("$C$"),
585
586             // '.' doesn't occur in types and functions, so reuse it
587             // for ':' and '-'
588             '-' | ':' => result.push_char('.'),
589
590             // These are legal symbols
591             'a' .. 'z'
592             | 'A' .. 'Z'
593             | '0' .. '9'
594             | '_' | '.' | '$' => result.push_char(c),
595
596             _ => {
597                 let mut tstr = ~"";
598                 char::escape_unicode(c, |c| tstr.push_char(c));
599                 result.push_char('$');
600                 result.push_str(tstr.slice_from(1));
601             }
602         }
603     }
604
605     // Underscore-qualify anything that didn't start as an ident.
606     if result.len() > 0u &&
607         result[0] != '_' as u8 &&
608         ! char::is_XID_start(result[0] as char) {
609         return ~"_" + result;
610     }
611
612     return result;
613 }
614
615 pub fn mangle<PI: Iterator<PathElem>>(mut path: PI,
616                                       hash: Option<&str>,
617                                       vers: Option<&str>) -> ~str {
618     // Follow C++ namespace-mangling style, see
619     // http://en.wikipedia.org/wiki/Name_mangling for more info.
620     //
621     // It turns out that on OSX you can actually have arbitrary symbols in
622     // function names (at least when given to LLVM), but this is not possible
623     // when using unix's linker. Perhaps one day when we just use a linker from LLVM
624     // we won't need to do this name mangling. The problem with name mangling is
625     // that it seriously limits the available characters. For example we can't
626     // have things like &T or ~[T] in symbol names when one would theoretically
627     // want them for things like impls of traits on that type.
628     //
629     // To be able to work on all platforms and get *some* reasonable output, we
630     // use C++ name-mangling.
631
632     let mut n = ~"_ZN"; // _Z == Begin name-sequence, N == nested
633
634     fn push(n: &mut ~str, s: &str) {
635         let sani = sanitize(s);
636         n.push_str(format!("{}{}", sani.len(), sani));
637     }
638
639     // First, connect each component with <len, name> pairs.
640     for e in path {
641         push(&mut n, token::get_name(e.name()).get().as_slice())
642     }
643
644     match hash {
645         Some(s) => push(&mut n, s),
646         None => {}
647     }
648     match vers {
649         Some(s) => push(&mut n, s),
650         None => {}
651     }
652
653     n.push_char('E'); // End name-sequence.
654     n
655 }
656
657 pub fn exported_name(path: PathElems, hash: &str, vers: &str) -> ~str {
658     // The version will get mangled to have a leading '_', but it makes more
659     // sense to lead with a 'v' b/c this is a version...
660     let vers = if vers.len() > 0 && !char::is_XID_start(vers.char_at(0)) {
661         "v" + vers
662     } else {
663         vers.to_owned()
664     };
665
666     mangle(path, Some(hash), Some(vers.as_slice()))
667 }
668
669 pub fn mangle_exported_name(ccx: &CrateContext, path: PathElems,
670                             t: ty::t, id: ast::NodeId) -> ~str {
671     let mut hash = get_symbol_hash(ccx, t);
672
673     // Paths can be completely identical for different nodes,
674     // e.g. `fn foo() { { fn a() {} } { fn a() {} } }`, so we
675     // generate unique characters from the node id. For now
676     // hopefully 3 characters is enough to avoid collisions.
677     static EXTRA_CHARS: &'static str =
678         "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\
679          ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\
680          0123456789";
681     let id = id as uint;
682     let extra1 = id % EXTRA_CHARS.len();
683     let id = id / EXTRA_CHARS.len();
684     let extra2 = id % EXTRA_CHARS.len();
685     let id = id / EXTRA_CHARS.len();
686     let extra3 = id % EXTRA_CHARS.len();
687     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra1] as char);
688     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra2] as char);
689     hash.push_char(EXTRA_CHARS[extra3] as char);
690
691     exported_name(path, hash, ccx.link_meta.crateid.version_or_default())
692 }
693
694 pub fn mangle_internal_name_by_type_only(ccx: &CrateContext,
695                                          t: ty::t,
696                                          name: &str) -> ~str {
697     let s = ppaux::ty_to_short_str(ccx.tcx(), t);
698     let path = [PathName(token::intern(name)),
699                 PathName(token::intern(s))];
700     let hash = get_symbol_hash(ccx, t);
701     mangle(ast_map::Values(path.iter()), Some(hash.as_slice()), None)
702 }
703
704 pub fn mangle_internal_name_by_type_and_seq(ccx: &CrateContext,
705                                             t: ty::t,
706                                             name: &str) -> ~str {
707     let s = ppaux::ty_to_str(ccx.tcx(), t);
708     let path = [PathName(token::intern(s)),
709                 gensym_name(name)];
710     let hash = get_symbol_hash(ccx, t);
711     mangle(ast_map::Values(path.iter()), Some(hash.as_slice()), None)
712 }
713
714 pub fn mangle_internal_name_by_path_and_seq(path: PathElems, flav: &str) -> ~str {
715     mangle(path.chain(Some(gensym_name(flav)).move_iter()), None, None)
716 }
717
718 pub fn output_lib_filename(id: &CrateId) -> ~str {
719     format!("{}-{}-{}", id.name, crate_id_hash(id), id.version_or_default())
720 }
721
722 pub fn get_cc_prog(sess: &Session) -> ~str {
723     match sess.opts.cg.linker {
724         Some(ref linker) => return linker.to_owned(),
725         None => {}
726     }
727
728     // In the future, FreeBSD will use clang as default compiler.
729     // It would be flexible to use cc (system's default C compiler)
730     // instead of hard-coded gcc.
731     // For win32, there is no cc command, so we add a condition to make it use gcc.
732     match sess.targ_cfg.os {
733         abi::OsWin32 => return ~"gcc",
734         _ => {},
735     }
736
737     get_system_tool(sess, "cc")
738 }
739
740 pub fn get_ar_prog(sess: &Session) -> ~str {
741     match sess.opts.cg.ar {
742         Some(ref ar) => return ar.to_owned(),
743         None => {}
744     }
745
746     get_system_tool(sess, "ar")
747 }
748
749 fn get_system_tool(sess: &Session, tool: &str) -> ~str {
750     match sess.targ_cfg.os {
751         abi::OsAndroid => match sess.opts.cg.android_cross_path {
752             Some(ref path) => {
753                 let tool_str = match tool {
754                     "cc" => "gcc",
755                     _ => tool
756                 };
757                 format!("{}/bin/arm-linux-androideabi-{}", *path, tool_str)
758             }
759             None => {
760                 sess.fatal(format!("need Android NDK path for the '{}' tool \
761                                     (-C android-cross-path)", tool))
762             }
763         },
764         _ => tool.to_owned(),
765     }
766 }
767
768 fn remove(sess: &Session, path: &Path) {
769     match fs::unlink(path) {
770         Ok(..) => {}
771         Err(e) => {
772             sess.err(format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
773         }
774     }
775 }
776
777 /// Perform the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
778 /// of the requested outputs for this compilation session.
779 pub fn link_binary(sess: &Session,
780                    trans: &CrateTranslation,
781                    outputs: &OutputFilenames,
782                    id: &CrateId) -> Vec<Path> {
783     let mut out_filenames = Vec::new();
784     let crate_types = sess.crate_types.borrow();
785     for &crate_type in crate_types.get().iter() {
786         let out_file = link_binary_output(sess, trans, crate_type, outputs, id);
787         out_filenames.push(out_file);
788     }
789
790     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
791     if !sess.opts.cg.save_temps {
792         let obj_filename = outputs.temp_path(OutputTypeObject);
793         if !sess.opts.output_types.contains(&OutputTypeObject) {
794             remove(sess, &obj_filename);
795         }
796         remove(sess, &obj_filename.with_extension("metadata.o"));
797     }
798
799     out_filenames
800 }
801
802 fn is_writeable(p: &Path) -> bool {
803     match p.stat() {
804         Err(..) => true,
805         Ok(m) => m.perm & io::UserWrite == io::UserWrite
806     }
807 }
808
809 pub fn filename_for_input(sess: &Session, crate_type: session::CrateType,
810                           id: &CrateId, out_filename: &Path) -> Path {
811     let libname = output_lib_filename(id);
812     match crate_type {
813         session::CrateTypeRlib => {
814             out_filename.with_filename(format!("lib{}.rlib", libname))
815         }
816         session::CrateTypeDylib => {
817             let (prefix, suffix) = match sess.targ_cfg.os {
818                 abi::OsWin32 => (win32::DLL_PREFIX, win32::DLL_SUFFIX),
819                 abi::OsMacos => (macos::DLL_PREFIX, macos::DLL_SUFFIX),
820                 abi::OsLinux => (linux::DLL_PREFIX, linux::DLL_SUFFIX),
821                 abi::OsAndroid => (android::DLL_PREFIX, android::DLL_SUFFIX),
822                 abi::OsFreebsd => (freebsd::DLL_PREFIX, freebsd::DLL_SUFFIX),
823             };
824             out_filename.with_filename(format!("{}{}{}", prefix, libname, suffix))
825         }
826         session::CrateTypeStaticlib => {
827             out_filename.with_filename(format!("lib{}.a", libname))
828         }
829         session::CrateTypeExecutable => out_filename.clone(),
830     }
831 }
832
833 fn link_binary_output(sess: &Session,
834                       trans: &CrateTranslation,
835                       crate_type: session::CrateType,
836                       outputs: &OutputFilenames,
837                       id: &CrateId) -> Path {
838     let obj_filename = outputs.temp_path(OutputTypeObject);
839     let out_filename = match outputs.single_output_file {
840         Some(ref file) => file.clone(),
841         None => {
842             let out_filename = outputs.path(OutputTypeExe);
843             filename_for_input(sess, crate_type, id, &out_filename)
844         }
845     };
846
847     // Make sure the output and obj_filename are both writeable.
848     // Mac, FreeBSD, and Windows system linkers check this already --
849     // however, the Linux linker will happily overwrite a read-only file.
850     // We should be consistent.
851     let obj_is_writeable = is_writeable(&obj_filename);
852     let out_is_writeable = is_writeable(&out_filename);
853     if !out_is_writeable {
854         sess.fatal(format!("output file {} is not writeable -- check its permissions.",
855                            out_filename.display()));
856     }
857     else if !obj_is_writeable {
858         sess.fatal(format!("object file {} is not writeable -- check its permissions.",
859                            obj_filename.display()));
860     }
861
862     match crate_type {
863         session::CrateTypeRlib => {
864             link_rlib(sess, Some(trans), &obj_filename, &out_filename);
865         }
866         session::CrateTypeStaticlib => {
867             link_staticlib(sess, &obj_filename, &out_filename);
868         }
869         session::CrateTypeExecutable => {
870             link_natively(sess, false, &obj_filename, &out_filename);
871         }
872         session::CrateTypeDylib => {
873             link_natively(sess, true, &obj_filename, &out_filename);
874         }
875     }
876
877     out_filename
878 }
879
880 // Create an 'rlib'
881 //
882 // An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The
883 // rlib primarily contains the object file of the crate, but it also contains
884 // all of the object files from native libraries. This is done by unzipping
885 // native libraries and inserting all of the contents into this archive.
886 fn link_rlib<'a>(sess: &'a Session,
887                  trans: Option<&CrateTranslation>, // None == no metadata/bytecode
888                  obj_filename: &Path,
889                  out_filename: &Path) -> Archive<'a> {
890     let mut a = Archive::create(sess, out_filename, obj_filename);
891
892     let used_libraries = sess.cstore.get_used_libraries();
893     let used_libraries = used_libraries.borrow();
894     for &(ref l, kind) in used_libraries.get().iter() {
895         match kind {
896             cstore::NativeStatic => {
897                 a.add_native_library(l.as_slice()).unwrap();
898             }
899             cstore::NativeFramework | cstore::NativeUnknown => {}
900         }
901     }
902
903     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
904     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
905     // this is as follows:
906     //
907     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
908     //   obj_filename from above. The reason for this is described below.
909     //
910     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
911     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
912     //   linkable.
913     //
914     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
915     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
916     //   object file. Read architecture from the object file.
917     //
918     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
919     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
920     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
921     //
922     // Basically, all this means is that this code should not move above the
923     // code above.
924     match trans {
925         Some(trans) => {
926             // Instead of putting the metadata in an object file section, rlibs
927             // contain the metadata in a separate file. We use a temp directory
928             // here so concurrent builds in the same directory don't try to use
929             // the same filename for metadata (stomping over one another)
930             let tmpdir = TempDir::new("rustc").expect("needs a temp dir");
931             let metadata = tmpdir.path().join(METADATA_FILENAME);
932             match fs::File::create(&metadata).write(trans.metadata
933                                                          .as_slice()) {
934                 Ok(..) => {}
935                 Err(e) => {
936                     sess.err(format!("failed to write {}: {}",
937                                      metadata.display(), e));
938                     sess.abort_if_errors();
939                 }
940             }
941             a.add_file(&metadata, false);
942             remove(sess, &metadata);
943
944             // For LTO purposes, the bytecode of this library is also inserted
945             // into the archive.
946             let bc = obj_filename.with_extension("bc");
947             match fs::File::open(&bc).read_to_end().and_then(|data| {
948                 fs::File::create(&bc).write(flate::deflate_bytes(data).as_slice())
949             }) {
950                 Ok(()) => {}
951                 Err(e) => {
952                     sess.err(format!("failed to compress bytecode: {}", e));
953                     sess.abort_if_errors()
954                 }
955             }
956             a.add_file(&bc, false);
957             if !sess.opts.cg.save_temps &&
958                !sess.opts.output_types.contains(&OutputTypeBitcode) {
959                 remove(sess, &bc);
960             }
961
962             // After adding all files to the archive, we need to update the
963             // symbol table of the archive. This currently dies on OSX (see
964             // #11162), and isn't necessary there anyway
965             match sess.targ_cfg.os {
966                 abi::OsMacos => {}
967                 _ => { a.update_symbols(); }
968             }
969         }
970
971         None => {}
972     }
973     return a;
974 }
975
976 // Create a static archive
977 //
978 // This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding
979 // all of the upstream crates' objects into the archive. This will slurp in
980 // all of the native libraries of upstream dependencies as well.
981 //
982 // Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn
983 // about all dynamic library dependencies that they're not linked in.
984 //
985 // There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not
986 // link in the metadata object file (and also don't prepare the archive with a
987 // metadata file).
988 fn link_staticlib(sess: &Session, obj_filename: &Path, out_filename: &Path) {
989     let mut a = link_rlib(sess, None, obj_filename, out_filename);
990     a.add_native_library("morestack").unwrap();
991     a.add_native_library("compiler-rt").unwrap();
992
993     let crates = sess.cstore.get_used_crates(cstore::RequireStatic);
994     for &(cnum, ref path) in crates.iter() {
995         let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
996         let p = match *path {
997             Some(ref p) => p.clone(), None => {
998                 sess.err(format!("could not find rlib for: `{}`", name));
999                 continue
1000             }
1001         };
1002         a.add_rlib(&p, name, sess.lto()).unwrap();
1003         let native_libs = csearch::get_native_libraries(&sess.cstore, cnum);
1004         for &(kind, ref lib) in native_libs.iter() {
1005             let name = match kind {
1006                 cstore::NativeStatic => "static library",
1007                 cstore::NativeUnknown => "library",
1008                 cstore::NativeFramework => "framework",
1009             };
1010             sess.warn(format!("unlinked native {}: {}", name, *lib));
1011         }
1012     }
1013 }
1014
1015 // Create a dynamic library or executable
1016 //
1017 // This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This
1018 // links to all upstream files as well.
1019 fn link_natively(sess: &Session, dylib: bool, obj_filename: &Path,
1020                  out_filename: &Path) {
1021     let tmpdir = TempDir::new("rustc").expect("needs a temp dir");
1022     // The invocations of cc share some flags across platforms
1023     let cc_prog = get_cc_prog(sess);
1024     let mut cc_args = sess.targ_cfg.target_strs.cc_args.clone();
1025     cc_args.push_all_move(link_args(sess, dylib, tmpdir.path(),
1026                                     obj_filename, out_filename));
1027     if (sess.opts.debugging_opts & session::PRINT_LINK_ARGS) != 0 {
1028         println!("{} link args: '{}'", cc_prog, cc_args.connect("' '"));
1029     }
1030
1031     // May have not found libraries in the right formats.
1032     sess.abort_if_errors();
1033
1034     // Invoke the system linker
1035     debug!("{} {}", cc_prog, cc_args.connect(" "));
1036     let prog = time(sess.time_passes(), "running linker", (), |()|
1037                     Process::output(cc_prog, cc_args.as_slice()));
1038     match prog {
1039         Ok(prog) => {
1040             if !prog.status.success() {
1041                 sess.err(format!("linking with `{}` failed: {}", cc_prog, prog.status));
1042                 sess.note(format!("{} arguments: '{}'", cc_prog, cc_args.connect("' '")));
1043                 sess.note(str::from_utf8_owned(prog.error + prog.output).unwrap());
1044                 sess.abort_if_errors();
1045             }
1046         },
1047         Err(e) => {
1048             sess.err(format!("could not exec the linker `{}`: {}", cc_prog, e));
1049             sess.abort_if_errors();
1050         }
1051     }
1052
1053
1054     // On OSX, debuggers need this utility to get run to do some munging of
1055     // the symbols
1056     if sess.targ_cfg.os == abi::OsMacos && (sess.opts.debuginfo != NoDebugInfo) {
1057         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1058         match Process::status("dsymutil",
1059                                   [out_filename.as_str().unwrap().to_owned()]) {
1060             Ok(..) => {}
1061             Err(e) => {
1062                 sess.err(format!("failed to run dsymutil: {}", e));
1063                 sess.abort_if_errors();
1064             }
1065         }
1066     }
1067 }
1068
1069 fn link_args(sess: &Session,
1070              dylib: bool,
1071              tmpdir: &Path,
1072              obj_filename: &Path,
1073              out_filename: &Path) -> Vec<~str> {
1074
1075     // The default library location, we need this to find the runtime.
1076     // The location of crates will be determined as needed.
1077     // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1078     let lib_path = sess.filesearch().get_target_lib_path();
1079     let stage: ~str = ~"-L" + lib_path.as_str().unwrap();
1080
1081     let mut args = vec!(stage);
1082
1083     // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1084     args.push_all([
1085         ~"-o", out_filename.as_str().unwrap().to_owned(),
1086         obj_filename.as_str().unwrap().to_owned()]);
1087
1088     // Stack growth requires statically linking a __morestack function. Note
1089     // that this is listed *before* all other libraries, even though it may be
1090     // used to resolve symbols in other libraries. The only case that this
1091     // wouldn't be pulled in by the object file is if the object file had no
1092     // functions.
1093     //
1094     // If we're building an executable, there must be at least one function (the
1095     // main function), and if we're building a dylib then we don't need it for
1096     // later libraries because they're all dylibs (not rlibs).
1097     //
1098     // I'm honestly not entirely sure why this needs to come first. Apparently
1099     // the --as-needed flag above sometimes strips out libstd from the command
1100     // line, but inserting this farther to the left makes the
1101     // "rust_stack_exhausted" symbol an outstanding undefined symbol, which
1102     // flags libstd as a required library (or whatever provides the symbol).
1103     args.push(~"-lmorestack");
1104
1105     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1106     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1107     // object file, so we link that in here.
1108     if dylib {
1109         let metadata = obj_filename.with_extension("metadata.o");
1110         args.push(metadata.as_str().unwrap().to_owned());
1111     }
1112
1113     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system
1114     // libraries, so we explicitly ask gcc to not link to any libraries by
1115     // default. Note that this does not happen for windows because windows pulls
1116     // in some large number of libraries and I couldn't quite figure out which
1117     // subset we wanted.
1118     //
1119     // FIXME(#11937) we should invoke the system linker directly
1120     if sess.targ_cfg.os != abi::OsWin32 {
1121         args.push(~"-nodefaultlibs");
1122     }
1123
1124     if sess.targ_cfg.os == abi::OsLinux {
1125         // GNU-style linkers will use this to omit linking to libraries which
1126         // don't actually fulfill any relocations, but only for libraries which
1127         // follow this flag. Thus, use it before specifying libraries to link to.
1128         args.push(~"-Wl,--as-needed");
1129
1130         // GNU-style linkers support optimization with -O. --gc-sections
1131         // removes metadata and potentially other useful things, so don't
1132         // include it. GNU ld doesn't need a numeric argument, but other linkers
1133         // do.
1134         if sess.opts.optimize == session::Default ||
1135            sess.opts.optimize == session::Aggressive {
1136             args.push(~"-Wl,-O1");
1137         }
1138     }
1139
1140     if sess.targ_cfg.os == abi::OsWin32 {
1141         // Make sure that we link to the dynamic libgcc, otherwise cross-module
1142         // DWARF stack unwinding will not work.
1143         // This behavior may be overridden by --link-args "-static-libgcc"
1144         args.push(~"-shared-libgcc");
1145     }
1146
1147     if sess.targ_cfg.os == abi::OsAndroid {
1148         // Many of the symbols defined in compiler-rt are also defined in libgcc.
1149         // Android linker doesn't like that by default.
1150         args.push(~"-Wl,--allow-multiple-definition");
1151     }
1152
1153     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1154     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1155     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1156     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1157     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1158     //
1159     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1160     // such:
1161     //
1162     //  1. The local object that LLVM just generated
1163     //  2. Upstream rust libraries
1164     //  3. Local native libraries
1165     //  4. Upstream native libraries
1166     //
1167     // This is generally fairly natural, but some may expect 2 and 3 to be
1168     // swapped. The reason that all native libraries are put last is that it's
1169     // not recommended for a native library to depend on a symbol from a rust
1170     // crate. If this is the case then a staticlib crate is recommended, solving
1171     // the problem.
1172     //
1173     // Additionally, it is occasionally the case that upstream rust libraries
1174     // depend on a local native library. In the case of libraries such as
1175     // lua/glfw/etc the name of the library isn't the same across all platforms,
1176     // so only the consumer crate of a library knows the actual name. This means
1177     // that downstream crates will provide the #[link] attribute which upstream
1178     // crates will depend on. Hence local native libraries are after out
1179     // upstream rust crates.
1180     //
1181     // In theory this means that a symbol in an upstream native library will be
1182     // shadowed by a local native library when it wouldn't have been before, but
1183     // this kind of behavior is pretty platform specific and generally not
1184     // recommended anyway, so I don't think we're shooting ourself in the foot
1185     // much with that.
1186     add_upstream_rust_crates(&mut args, sess, dylib, tmpdir);
1187     add_local_native_libraries(&mut args, sess);
1188     add_upstream_native_libraries(&mut args, sess);
1189
1190     // # Telling the linker what we're doing
1191
1192     if dylib {
1193         // On mac we need to tell the linker to let this library be rpathed
1194         if sess.targ_cfg.os == abi::OsMacos {
1195             args.push(~"-dynamiclib");
1196             args.push(~"-Wl,-dylib");
1197             // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1198             if !sess.opts.cg.no_rpath {
1199                 args.push(~"-Wl,-install_name,@rpath/" +
1200                           out_filename.filename_str().unwrap());
1201             }
1202         } else {
1203             args.push(~"-shared")
1204         }
1205     }
1206
1207     if sess.targ_cfg.os == abi::OsFreebsd {
1208         args.push_all([~"-L/usr/local/lib",
1209                        ~"-L/usr/local/lib/gcc46",
1210                        ~"-L/usr/local/lib/gcc44"]);
1211     }
1212
1213     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1214     // where extern libraries might live, based on the
1215     // addl_lib_search_paths
1216     if !sess.opts.cg.no_rpath {
1217         args.push_all(rpath::get_rpath_flags(sess, out_filename).as_slice());
1218     }
1219
1220     // compiler-rt contains implementations of low-level LLVM helpers. This is
1221     // used to resolve symbols from the object file we just created, as well as
1222     // any system static libraries that may be expecting gcc instead. Most
1223     // symbols in libgcc also appear in compiler-rt.
1224     //
1225     // This is the end of the command line, so this library is used to resolve
1226     // *all* undefined symbols in all other libraries, and this is intentional.
1227     args.push(~"-lcompiler-rt");
1228
1229     // Finally add all the linker arguments provided on the command line along
1230     // with any #[link_args] attributes found inside the crate
1231     args.push_all(sess.opts.cg.link_args.as_slice());
1232     let used_link_args = sess.cstore.get_used_link_args();
1233     let used_link_args = used_link_args.borrow();
1234     for arg in used_link_args.get().iter() {
1235         args.push(arg.clone());
1236     }
1237     return args;
1238 }
1239
1240 // # Native library linking
1241 //
1242 // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are
1243 // the same paths used to find Rust crates, so some of them may have been
1244 // added already by the previous crate linking code. This only allows them
1245 // to be found at compile time so it is still entirely up to outside
1246 // forces to make sure that library can be found at runtime.
1247 //
1248 // Also note that the native libraries linked here are only the ones located
1249 // in the current crate. Upstream crates with native library dependencies
1250 // may have their native library pulled in above.
1251 fn add_local_native_libraries(args: &mut Vec<~str>, sess: &Session) {
1252     let addl_lib_search_paths = sess.opts.addl_lib_search_paths.borrow();
1253     for path in addl_lib_search_paths.get().iter() {
1254         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1255         args.push("-L" + path.as_str().unwrap().to_owned());
1256     }
1257
1258     let rustpath = filesearch::rust_path();
1259     for path in rustpath.iter() {
1260         // FIXME (#9639): This needs to handle non-utf8 paths
1261         args.push("-L" + path.as_str().unwrap().to_owned());
1262     }
1263
1264     let used_libraries = sess.cstore.get_used_libraries();
1265     let used_libraries = used_libraries.borrow();
1266     for &(ref l, kind) in used_libraries.get().iter() {
1267         match kind {
1268             cstore::NativeUnknown | cstore::NativeStatic => {
1269                 args.push("-l" + *l);
1270             }
1271             cstore::NativeFramework => {
1272                 args.push(~"-framework");
1273                 args.push(l.to_owned());
1274             }
1275         }
1276     }
1277 }
1278
1279 // # Rust Crate linking
1280 //
1281 // Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All
1282 // dependencies will be linked when producing the final output (instead of
1283 // the intermediate rlib version)
1284 fn add_upstream_rust_crates(args: &mut Vec<~str>, sess: &Session,
1285                             dylib: bool, tmpdir: &Path) {
1286
1287     // As a limitation of the current implementation, we require that everything
1288     // must be static or everything must be dynamic. The reasons for this are a
1289     // little subtle, but as with staticlibs and rlibs, the goal is to prevent
1290     // duplicate copies of the same library showing up. For example, a static
1291     // immediate dependency might show up as an upstream dynamic dependency and
1292     // we currently have no way of knowing that. We know that all dynamic
1293     // libraries require dynamic dependencies (see above), so it's satisfactory
1294     // to include either all static libraries or all dynamic libraries.
1295     //
1296     // With this limitation, we expose a compiler default linkage type and an
1297     // option to reverse that preference. The current behavior looks like:
1298     //
1299     // * If a dylib is being created, upstream dependencies must be dylibs
1300     // * If nothing else is specified, static linking is preferred
1301     // * If the -C prefer-dynamic flag is given, dynamic linking is preferred
1302     // * If one form of linking fails, the second is also attempted
1303     // * If both forms fail, then we emit an error message
1304
1305     let dynamic = get_deps(&sess.cstore, cstore::RequireDynamic);
1306     let statik = get_deps(&sess.cstore, cstore::RequireStatic);
1307     match (dynamic, statik, sess.opts.cg.prefer_dynamic, dylib) {
1308         (_, Some(deps), false, false) => {
1309             add_static_crates(args, sess, tmpdir, deps)
1310         }
1311
1312         (None, Some(deps), true, false) => {
1313             // If you opted in to dynamic linking and we decided to emit a
1314             // static output, you should probably be notified of such an event!
1315             sess.warn("dynamic linking was preferred, but dependencies \
1316                        could not all be found in an dylib format.");
1317             sess.warn("linking statically instead, using rlibs");
1318             add_static_crates(args, sess, tmpdir, deps)
1319         }
1320
1321         (Some(deps), _, _, _) => add_dynamic_crates(args, sess, deps),
1322
1323         (None, _, _, true) => {
1324             sess.err("dylib output requested, but some depenencies could not \
1325                       be found in the dylib format");
1326             let deps = sess.cstore.get_used_crates(cstore::RequireDynamic);
1327             for (cnum, path) in deps.move_iter() {
1328                 if path.is_some() { continue }
1329                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1330                 sess.note(format!("dylib not found: {}", name));
1331             }
1332         }
1333
1334         (None, None, pref, false) => {
1335             let (pref, name) = if pref {
1336                 sess.err("dynamic linking is preferred, but dependencies were \
1337                           not found in either dylib or rlib format");
1338                 (cstore::RequireDynamic, "dylib")
1339             } else {
1340                 sess.err("dependencies were not all found in either dylib or \
1341                           rlib format");
1342                 (cstore::RequireStatic, "rlib")
1343             };
1344             sess.note(format!("dependencies not found in the `{}` format",
1345                               name));
1346             for (cnum, path) in sess.cstore.get_used_crates(pref).move_iter() {
1347                 if path.is_some() { continue }
1348                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1349                 sess.note(name);
1350             }
1351         }
1352     }
1353
1354     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
1355     fn unlib(config: &session::Config, stem: &str) -> ~str {
1356         if stem.starts_with("lib") && config.os != abi::OsWin32 {
1357             stem.slice(3, stem.len()).to_owned()
1358         } else {
1359             stem.to_owned()
1360         }
1361     }
1362
1363     // Attempts to find all dependencies with a certain linkage preference,
1364     // returning `None` if not all libraries could be found with that
1365     // preference.
1366     fn get_deps(cstore: &cstore::CStore,  preference: cstore::LinkagePreference)
1367             -> Option<Vec<(ast::CrateNum, Path)> >
1368     {
1369         let crates = cstore.get_used_crates(preference);
1370         if crates.iter().all(|&(_, ref p)| p.is_some()) {
1371             Some(crates.move_iter().map(|(a, b)| (a, b.unwrap())).collect())
1372         } else {
1373             None
1374         }
1375     }
1376
1377     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
1378     fn add_static_crates(args: &mut Vec<~str>, sess: &Session, tmpdir: &Path,
1379                          crates: Vec<(ast::CrateNum, Path)>) {
1380         for (cnum, cratepath) in crates.move_iter() {
1381             // When performing LTO on an executable output, all of the
1382             // bytecode from the upstream libraries has already been
1383             // included in our object file output. We need to modify all of
1384             // the upstream archives to remove their corresponding object
1385             // file to make sure we don't pull the same code in twice.
1386             //
1387             // We must continue to link to the upstream archives to be sure
1388             // to pull in native static dependencies. As the final caveat,
1389             // on linux it is apparently illegal to link to a blank archive,
1390             // so if an archive no longer has any object files in it after
1391             // we remove `lib.o`, then don't link against it at all.
1392             //
1393             // If we're not doing LTO, then our job is simply to just link
1394             // against the archive.
1395             if sess.lto() {
1396                 let name = sess.cstore.get_crate_data(cnum).name.clone();
1397                 time(sess.time_passes(), format!("altering {}.rlib", name),
1398                      (), |()| {
1399                     let dst = tmpdir.join(cratepath.filename().unwrap());
1400                     match fs::copy(&cratepath, &dst) {
1401                         Ok(..) => {}
1402                         Err(e) => {
1403                             sess.err(format!("failed to copy {} to {}: {}",
1404                                              cratepath.display(),
1405                                              dst.display(),
1406                                              e));
1407                             sess.abort_if_errors();
1408                         }
1409                     }
1410                     let dst_str = dst.as_str().unwrap().to_owned();
1411                     let mut archive = Archive::open(sess, dst);
1412                     archive.remove_file(format!("{}.o", name));
1413                     let files = archive.files();
1414                     if files.iter().any(|s| s.ends_with(".o")) {
1415                         args.push(dst_str);
1416                     }
1417                 });
1418             } else {
1419                 args.push(cratepath.as_str().unwrap().to_owned());
1420             }
1421         }
1422     }
1423
1424     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
1425     fn add_dynamic_crates(args: &mut Vec<~str>, sess: &Session,
1426                           crates: Vec<(ast::CrateNum, Path)> ) {
1427         // If we're performing LTO, then it should have been previously required
1428         // that all upstream rust dependencies were available in an rlib format.
1429         assert!(!sess.lto());
1430
1431         for (_, cratepath) in crates.move_iter() {
1432             // Just need to tell the linker about where the library lives and
1433             // what its name is
1434             let dir = cratepath.dirname_str().unwrap();
1435             if !dir.is_empty() { args.push("-L" + dir); }
1436             let libarg = unlib(&sess.targ_cfg, cratepath.filestem_str().unwrap());
1437             args.push("-l" + libarg);
1438         }
1439     }
1440 }
1441
1442 // Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that
1443 // all of these upstream native depenencies are all non-static
1444 // dependencies. We've got two cases then:
1445 //
1446 // 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the
1447 //    native dependency because the rlib is just an archive.
1448 //
1449 // 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to
1450 //    have the dependency present on the system somewhere. Thus, we don't
1451 //    gain a whole lot from not linking in the dynamic dependency to this
1452 //    crate as well.
1453 //
1454 // The use case for this is a little subtle. In theory the native
1455 // dependencies of a crate a purely an implementation detail of the crate
1456 // itself, but the problem arises with generic and inlined functions. If a
1457 // generic function calls a native function, then the generic function must
1458 // be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must
1459 // also be resolved in the target crate.
1460 fn add_upstream_native_libraries(args: &mut Vec<~str>, sess: &Session) {
1461     let cstore = &sess.cstore;
1462     cstore.iter_crate_data(|cnum, _| {
1463         let libs = csearch::get_native_libraries(cstore, cnum);
1464         for &(kind, ref lib) in libs.iter() {
1465             match kind {
1466                 cstore::NativeUnknown => args.push("-l" + *lib),
1467                 cstore::NativeFramework => {
1468                     args.push(~"-framework");
1469                     args.push(lib.to_owned());
1470                 }
1471                 cstore::NativeStatic => {
1472                     sess.bug("statics shouldn't be propagated");
1473                 }
1474             }
1475         }
1476     });
1477 }