]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_codegen_ssa/back/link.rs
Rollup merge of #71449 - ecstatic-morse:free-region-cleanup, r=Mark-Simulacrum
[rust.git] / src / librustc_codegen_ssa / back / link.rs
1 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
2 use rustc_fs_util::fix_windows_verbatim_for_gcc;
3 use rustc_hir::def_id::CrateNum;
4 use rustc_middle::middle::cstore::{EncodedMetadata, LibSource, NativeLibrary, NativeLibraryKind};
5 use rustc_middle::middle::dependency_format::Linkage;
6 use rustc_session::config::{
7     self, CFGuard, DebugInfo, OutputFilenames, OutputType, PrintRequest, Sanitizer,
8 };
9 use rustc_session::output::{check_file_is_writeable, invalid_output_for_target, out_filename};
10 use rustc_session::search_paths::PathKind;
11 /// For all the linkers we support, and information they might
12 /// need out of the shared crate context before we get rid of it.
13 use rustc_session::{filesearch, Session};
14 use rustc_span::symbol::Symbol;
15 use rustc_target::spec::{LinkerFlavor, LldFlavor, PanicStrategy, RelocModel, RelroLevel};
16
17 use super::archive::ArchiveBuilder;
18 use super::command::Command;
19 use super::linker::Linker;
20 use super::rpath::{self, RPathConfig};
21 use crate::{looks_like_rust_object_file, CodegenResults, CrateInfo, METADATA_FILENAME};
22
23 use cc::windows_registry;
24 use tempfile::{Builder as TempFileBuilder, TempDir};
25
26 use std::ascii;
27 use std::char;
28 use std::env;
29 use std::ffi::OsString;
30 use std::fmt;
31 use std::fs;
32 use std::io;
33 use std::path::{Path, PathBuf};
34 use std::process::{ExitStatus, Output, Stdio};
35 use std::str;
36
37 pub fn remove(sess: &Session, path: &Path) {
38     if let Err(e) = fs::remove_file(path) {
39         sess.err(&format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
40     }
41 }
42
43 /// Performs the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
44 /// of the requested outputs for this compilation session.
45 pub fn link_binary<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
46     sess: &'a Session,
47     codegen_results: &CodegenResults,
48     outputs: &OutputFilenames,
49     crate_name: &str,
50     target_cpu: &str,
51 ) {
52     let _timer = sess.timer("link_binary");
53     let output_metadata = sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Metadata);
54     for &crate_type in sess.crate_types.borrow().iter() {
55         // Ignore executable crates if we have -Z no-codegen, as they will error.
56         if (sess.opts.debugging_opts.no_codegen || !sess.opts.output_types.should_codegen())
57             && !output_metadata
58             && crate_type == config::CrateType::Executable
59         {
60             continue;
61         }
62
63         if invalid_output_for_target(sess, crate_type) {
64             bug!(
65                 "invalid output type `{:?}` for target os `{}`",
66                 crate_type,
67                 sess.opts.target_triple
68             );
69         }
70
71         sess.time("link_binary_check_files_are_writeable", || {
72             for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
73                 check_file_is_writeable(obj, sess);
74             }
75         });
76
77         let tmpdir = TempFileBuilder::new()
78             .prefix("rustc")
79             .tempdir()
80             .unwrap_or_else(|err| sess.fatal(&format!("couldn't create a temp dir: {}", err)));
81
82         if outputs.outputs.should_codegen() {
83             let out_filename = out_filename(sess, crate_type, outputs, crate_name);
84             match crate_type {
85                 config::CrateType::Rlib => {
86                     let _timer = sess.timer("link_rlib");
87                     link_rlib::<B>(
88                         sess,
89                         codegen_results,
90                         RlibFlavor::Normal,
91                         &out_filename,
92                         &tmpdir,
93                     )
94                     .build();
95                 }
96                 config::CrateType::Staticlib => {
97                     link_staticlib::<B>(sess, codegen_results, &out_filename, &tmpdir);
98                 }
99                 _ => {
100                     link_natively::<B>(
101                         sess,
102                         crate_type,
103                         &out_filename,
104                         codegen_results,
105                         tmpdir.path(),
106                         target_cpu,
107                     );
108                 }
109             }
110             if sess.opts.json_artifact_notifications {
111                 sess.parse_sess.span_diagnostic.emit_artifact_notification(&out_filename, "link");
112             }
113         }
114
115         if sess.opts.cg.save_temps {
116             let _ = tmpdir.into_path();
117         }
118     }
119
120     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
121     sess.time("link_binary_remove_temps", || {
122         if !sess.opts.cg.save_temps {
123             if sess.opts.output_types.should_codegen()
124                 && !preserve_objects_for_their_debuginfo(sess)
125             {
126                 for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
127                     remove(sess, obj);
128                 }
129             }
130             if let Some(ref metadata_module) = codegen_results.metadata_module {
131                 if let Some(ref obj) = metadata_module.object {
132                     remove(sess, obj);
133                 }
134             }
135             if let Some(ref allocator_module) = codegen_results.allocator_module {
136                 if let Some(ref obj) = allocator_module.object {
137                     remove(sess, obj);
138                 }
139             }
140         }
141     });
142 }
143
144 // The third parameter is for env vars, used on windows to set up the
145 // path for MSVC to find its DLLs, and gcc to find its bundled
146 // toolchain
147 fn get_linker(sess: &Session, linker: &Path, flavor: LinkerFlavor) -> Command {
148     let msvc_tool = windows_registry::find_tool(&sess.opts.target_triple.triple(), "link.exe");
149
150     // If our linker looks like a batch script on Windows then to execute this
151     // we'll need to spawn `cmd` explicitly. This is primarily done to handle
152     // emscripten where the linker is `emcc.bat` and needs to be spawned as
153     // `cmd /c emcc.bat ...`.
154     //
155     // This worked historically but is needed manually since #42436 (regression
156     // was tagged as #42791) and some more info can be found on #44443 for
157     // emscripten itself.
158     let mut cmd = match linker.to_str() {
159         Some(linker) if cfg!(windows) && linker.ends_with(".bat") => Command::bat_script(linker),
160         _ => match flavor {
161             LinkerFlavor::Lld(f) => Command::lld(linker, f),
162             LinkerFlavor::Msvc
163                 if sess.opts.cg.linker.is_none() && sess.target.target.options.linker.is_none() =>
164             {
165                 Command::new(msvc_tool.as_ref().map(|t| t.path()).unwrap_or(linker))
166             }
167             _ => Command::new(linker),
168         },
169     };
170
171     // UWP apps have API restrictions enforced during Store submissions.
172     // To comply with the Windows App Certification Kit,
173     // MSVC needs to link with the Store versions of the runtime libraries (vcruntime, msvcrt, etc).
174     let t = &sess.target.target;
175     if (flavor == LinkerFlavor::Msvc || flavor == LinkerFlavor::Lld(LldFlavor::Link))
176         && t.target_vendor == "uwp"
177     {
178         if let Some(ref tool) = msvc_tool {
179             let original_path = tool.path();
180             if let Some(ref root_lib_path) = original_path.ancestors().nth(4) {
181                 let arch = match t.arch.as_str() {
182                     "x86_64" => Some("x64".to_string()),
183                     "x86" => Some("x86".to_string()),
184                     "aarch64" => Some("arm64".to_string()),
185                     _ => None,
186                 };
187                 if let Some(ref a) = arch {
188                     // FIXME: Move this to `fn linker_with_args`.
189                     let mut arg = OsString::from("/LIBPATH:");
190                     arg.push(format!("{}\\lib\\{}\\store", root_lib_path.display(), a.to_string()));
191                     cmd.arg(&arg);
192                 } else {
193                     warn!("arch is not supported");
194                 }
195             } else {
196                 warn!("MSVC root path lib location not found");
197             }
198         } else {
199             warn!("link.exe not found");
200         }
201     }
202
203     // The compiler's sysroot often has some bundled tools, so add it to the
204     // PATH for the child.
205     let mut new_path = sess.host_filesearch(PathKind::All).get_tools_search_paths();
206     let mut msvc_changed_path = false;
207     if sess.target.target.options.is_like_msvc {
208         if let Some(ref tool) = msvc_tool {
209             cmd.args(tool.args());
210             for &(ref k, ref v) in tool.env() {
211                 if k == "PATH" {
212                     new_path.extend(env::split_paths(v));
213                     msvc_changed_path = true;
214                 } else {
215                     cmd.env(k, v);
216                 }
217             }
218         }
219     }
220
221     if !msvc_changed_path {
222         if let Some(path) = env::var_os("PATH") {
223             new_path.extend(env::split_paths(&path));
224         }
225     }
226     cmd.env("PATH", env::join_paths(new_path).unwrap());
227
228     cmd
229 }
230
231 pub fn each_linked_rlib(
232     info: &CrateInfo,
233     f: &mut dyn FnMut(CrateNum, &Path),
234 ) -> Result<(), String> {
235     let crates = info.used_crates_static.iter();
236     let mut fmts = None;
237     for (ty, list) in info.dependency_formats.iter() {
238         match ty {
239             config::CrateType::Executable
240             | config::CrateType::Staticlib
241             | config::CrateType::Cdylib
242             | config::CrateType::ProcMacro => {
243                 fmts = Some(list);
244                 break;
245             }
246             _ => {}
247         }
248     }
249     let fmts = match fmts {
250         Some(f) => f,
251         None => return Err("could not find formats for rlibs".to_string()),
252     };
253     for &(cnum, ref path) in crates {
254         match fmts.get(cnum.as_usize() - 1) {
255             Some(&Linkage::NotLinked | &Linkage::IncludedFromDylib) => continue,
256             Some(_) => {}
257             None => return Err("could not find formats for rlibs".to_string()),
258         }
259         let name = &info.crate_name[&cnum];
260         let path = match *path {
261             LibSource::Some(ref p) => p,
262             LibSource::MetadataOnly => {
263                 return Err(format!(
264                     "could not find rlib for: `{}`, found rmeta (metadata) file",
265                     name
266                 ));
267             }
268             LibSource::None => return Err(format!("could not find rlib for: `{}`", name)),
269         };
270         f(cnum, &path);
271     }
272     Ok(())
273 }
274
275 /// We use a temp directory here to avoid races between concurrent rustc processes,
276 /// such as builds in the same directory using the same filename for metadata while
277 /// building an `.rlib` (stomping over one another), or writing an `.rmeta` into a
278 /// directory being searched for `extern crate` (observing an incomplete file).
279 /// The returned path is the temporary file containing the complete metadata.
280 pub fn emit_metadata(sess: &Session, metadata: &EncodedMetadata, tmpdir: &TempDir) -> PathBuf {
281     let out_filename = tmpdir.path().join(METADATA_FILENAME);
282     let result = fs::write(&out_filename, &metadata.raw_data);
283
284     if let Err(e) = result {
285         sess.fatal(&format!("failed to write {}: {}", out_filename.display(), e));
286     }
287
288     out_filename
289 }
290
291 // Create an 'rlib'
292 //
293 // An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The
294 // rlib primarily contains the object file of the crate, but it also contains
295 // all of the object files from native libraries. This is done by unzipping
296 // native libraries and inserting all of the contents into this archive.
297 fn link_rlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
298     sess: &'a Session,
299     codegen_results: &CodegenResults,
300     flavor: RlibFlavor,
301     out_filename: &Path,
302     tmpdir: &TempDir,
303 ) -> B {
304     info!("preparing rlib to {:?}", out_filename);
305     let mut ab = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, out_filename, None);
306
307     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
308         ab.add_file(obj);
309     }
310
311     // Note that in this loop we are ignoring the value of `lib.cfg`. That is,
312     // we may not be configured to actually include a static library if we're
313     // adding it here. That's because later when we consume this rlib we'll
314     // decide whether we actually needed the static library or not.
315     //
316     // To do this "correctly" we'd need to keep track of which libraries added
317     // which object files to the archive. We don't do that here, however. The
318     // #[link(cfg(..))] feature is unstable, though, and only intended to get
319     // liblibc working. In that sense the check below just indicates that if
320     // there are any libraries we want to omit object files for at link time we
321     // just exclude all custom object files.
322     //
323     // Eventually if we want to stabilize or flesh out the #[link(cfg(..))]
324     // feature then we'll need to figure out how to record what objects were
325     // loaded from the libraries found here and then encode that into the
326     // metadata of the rlib we're generating somehow.
327     for lib in codegen_results.crate_info.used_libraries.iter() {
328         match lib.kind {
329             NativeLibraryKind::NativeStatic => {}
330             NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle
331             | NativeLibraryKind::NativeFramework
332             | NativeLibraryKind::NativeRawDylib
333             | NativeLibraryKind::NativeUnknown => continue,
334         }
335         if let Some(name) = lib.name {
336             ab.add_native_library(name);
337         }
338     }
339
340     // After adding all files to the archive, we need to update the
341     // symbol table of the archive.
342     ab.update_symbols();
343
344     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
345     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
346     // this is as follows:
347     //
348     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
349     //   objects from above. The reason for this is described below.
350     //
351     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
352     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
353     //   linkable.
354     //
355     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
356     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
357     //   object file. Read architecture from the object file.
358     //
359     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
360     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
361     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
362     //
363     // Basically, all this means is that this code should not move above the
364     // code above.
365     match flavor {
366         RlibFlavor::Normal => {
367             // Instead of putting the metadata in an object file section, rlibs
368             // contain the metadata in a separate file.
369             ab.add_file(&emit_metadata(sess, &codegen_results.metadata, tmpdir));
370
371             // After adding all files to the archive, we need to update the
372             // symbol table of the archive. This currently dies on macOS (see
373             // #11162), and isn't necessary there anyway
374             if !sess.target.target.options.is_like_osx {
375                 ab.update_symbols();
376             }
377         }
378
379         RlibFlavor::StaticlibBase => {
380             let obj = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
381             if let Some(obj) = obj {
382                 ab.add_file(obj);
383             }
384         }
385     }
386
387     ab
388 }
389
390 // Create a static archive
391 //
392 // This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding
393 // all of the upstream crates' objects into the archive. This will slurp in
394 // all of the native libraries of upstream dependencies as well.
395 //
396 // Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn
397 // about all dynamic library dependencies that they're not linked in.
398 //
399 // There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not
400 // link in the metadata object file (and also don't prepare the archive with a
401 // metadata file).
402 fn link_staticlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
403     sess: &'a Session,
404     codegen_results: &CodegenResults,
405     out_filename: &Path,
406     tempdir: &TempDir,
407 ) {
408     let mut ab =
409         link_rlib::<B>(sess, codegen_results, RlibFlavor::StaticlibBase, out_filename, tempdir);
410     let mut all_native_libs = vec![];
411
412     let res = each_linked_rlib(&codegen_results.crate_info, &mut |cnum, path| {
413         let name = &codegen_results.crate_info.crate_name[&cnum];
414         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
415
416         // Here when we include the rlib into our staticlib we need to make a
417         // decision whether to include the extra object files along the way.
418         // These extra object files come from statically included native
419         // libraries, but they may be cfg'd away with #[link(cfg(..))].
420         //
421         // This unstable feature, though, only needs liblibc to work. The only
422         // use case there is where musl is statically included in liblibc.rlib,
423         // so if we don't want the included version we just need to skip it. As
424         // a result the logic here is that if *any* linked library is cfg'd away
425         // we just skip all object files.
426         //
427         // Clearly this is not sufficient for a general purpose feature, and
428         // we'd want to read from the library's metadata to determine which
429         // object files come from where and selectively skip them.
430         let skip_object_files = native_libs
431             .iter()
432             .any(|lib| lib.kind == NativeLibraryKind::NativeStatic && !relevant_lib(sess, lib));
433         ab.add_rlib(
434             path,
435             &name.as_str(),
436             are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
437                 && !ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum),
438             skip_object_files,
439         )
440         .unwrap();
441
442         all_native_libs.extend(codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter().cloned());
443     });
444     if let Err(e) = res {
445         sess.fatal(&e);
446     }
447
448     ab.update_symbols();
449     ab.build();
450
451     if !all_native_libs.is_empty() {
452         if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::NativeStaticLibs) {
453             print_native_static_libs(sess, &all_native_libs);
454         }
455     }
456 }
457
458 // Create a dynamic library or executable
459 //
460 // This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This
461 // links to all upstream files as well.
462 fn link_natively<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
463     sess: &'a Session,
464     crate_type: config::CrateType,
465     out_filename: &Path,
466     codegen_results: &CodegenResults,
467     tmpdir: &Path,
468     target_cpu: &str,
469 ) {
470     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
471     let (linker_path, flavor) = linker_and_flavor(sess);
472     let mut cmd = linker_with_args::<B>(
473         &linker_path,
474         flavor,
475         sess,
476         crate_type,
477         tmpdir,
478         out_filename,
479         codegen_results,
480         target_cpu,
481     );
482
483     for &(ref k, ref v) in &sess.target.target.options.link_env {
484         cmd.env(k, v);
485     }
486     for k in &sess.target.target.options.link_env_remove {
487         cmd.env_remove(k);
488     }
489
490     if sess.opts.debugging_opts.print_link_args {
491         println!("{:?}", &cmd);
492     }
493
494     // May have not found libraries in the right formats.
495     sess.abort_if_errors();
496
497     // Invoke the system linker
498     info!("{:?}", &cmd);
499     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
500     let mut prog;
501     let mut i = 0;
502     loop {
503         i += 1;
504         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &cmd, out_filename, tmpdir));
505         let output = match prog {
506             Ok(ref output) => output,
507             Err(_) => break,
508         };
509         if output.status.success() {
510             break;
511         }
512         let mut out = output.stderr.clone();
513         out.extend(&output.stdout);
514         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
515
516         // Check to see if the link failed with "unrecognized command line option:
517         // '-no-pie'" for gcc or "unknown argument: '-no-pie'" for clang. If so,
518         // reperform the link step without the -no-pie option. This is safe because
519         // if the linker doesn't support -no-pie then it should not default to
520         // linking executables as pie. Different versions of gcc seem to use
521         // different quotes in the error message so don't check for them.
522         if sess.target.target.options.linker_is_gnu
523             && flavor != LinkerFlavor::Ld
524             && (out.contains("unrecognized command line option")
525                 || out.contains("unknown argument"))
526             && out.contains("-no-pie")
527             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
528         {
529             info!("linker output: {:?}", out);
530             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
531             for arg in cmd.take_args() {
532                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
533                     cmd.arg(arg);
534                 }
535             }
536             info!("{:?}", &cmd);
537             continue;
538         }
539
540         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
541         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
542         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
543         //
544         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
545         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
546         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
547         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
548         // due to a segfault.
549         //
550         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
551         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
552         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
553         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
554         // we're left with this...
555         if !retry_on_segfault || i > 3 {
556             break;
557         }
558         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
559         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
560         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
561             warn!(
562                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
563                  automatically retrying again. cmd = {:?}, out = {}.",
564                 cmd, out,
565             );
566             continue;
567         }
568
569         if is_illegal_instruction(&output.status) {
570             warn!(
571                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
572                  tried to call it, automatically retrying again. cmd = {:?}, ]\
573                  out = {}, status = {}.",
574                 cmd, out, output.status,
575             );
576             continue;
577         }
578
579         #[cfg(unix)]
580         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
581             use std::os::unix::prelude::*;
582             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
583         }
584
585         #[cfg(windows)]
586         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
587             false
588         }
589     }
590
591     match prog {
592         Ok(prog) => {
593             fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
594                 str::from_utf8(s).map(|s| s.to_owned()).unwrap_or_else(|_| {
595                     let mut x = "Non-UTF-8 output: ".to_string();
596                     x.extend(s.iter().flat_map(|&b| ascii::escape_default(b)).map(char::from));
597                     x
598                 })
599             }
600             if !prog.status.success() {
601                 let mut output = prog.stderr.clone();
602                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
603                 sess.struct_err(&format!(
604                     "linking with `{}` failed: {}",
605                     linker_path.display(),
606                     prog.status
607                 ))
608                 .note(&format!("{:?}", &cmd))
609                 .note(&escape_string(&output))
610                 .emit();
611                 sess.abort_if_errors();
612             }
613             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr));
614             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout));
615         }
616         Err(e) => {
617             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
618
619             let mut linker_error = {
620                 if linker_not_found {
621                     sess.struct_err(&format!("linker `{}` not found", linker_path.display()))
622                 } else {
623                     sess.struct_err(&format!(
624                         "could not exec the linker `{}`",
625                         linker_path.display()
626                     ))
627                 }
628             };
629
630             linker_error.note(&e.to_string());
631
632             if !linker_not_found {
633                 linker_error.note(&format!("{:?}", &cmd));
634             }
635
636             linker_error.emit();
637
638             if sess.target.target.options.is_like_msvc && linker_not_found {
639                 sess.note_without_error(
640                     "the msvc targets depend on the msvc linker \
641                      but `link.exe` was not found",
642                 );
643                 sess.note_without_error(
644                     "please ensure that VS 2013, VS 2015, VS 2017 or VS 2019 \
645                      was installed with the Visual C++ option",
646                 );
647             }
648             sess.abort_if_errors();
649         }
650     }
651
652     // On macOS, debuggers need this utility to get run to do some munging of
653     // the symbols. Note, though, that if the object files are being preserved
654     // for their debug information there's no need for us to run dsymutil.
655     if sess.target.target.options.is_like_osx
656         && sess.opts.debuginfo != DebugInfo::None
657         && !preserve_objects_for_their_debuginfo(sess)
658     {
659         if let Err(e) = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output() {
660             sess.fatal(&format!("failed to run dsymutil: {}", e))
661         }
662     }
663 }
664
665 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, crate_type: config::CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
666     let sanitizer = match &sess.opts.debugging_opts.sanitizer {
667         Some(s) => s,
668         None => return,
669     };
670
671     if crate_type != config::CrateType::Executable {
672         return;
673     }
674
675     let name = match sanitizer {
676         Sanitizer::Address => "asan",
677         Sanitizer::Leak => "lsan",
678         Sanitizer::Memory => "msan",
679         Sanitizer::Thread => "tsan",
680     };
681
682     let default_sysroot = filesearch::get_or_default_sysroot();
683     let default_tlib =
684         filesearch::make_target_lib_path(&default_sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
685     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
686         .map(|channel| format!("-{}", channel))
687         .unwrap_or_default();
688
689     match sess.opts.target_triple.triple() {
690         "x86_64-apple-darwin" => {
691             // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
692             // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
693             // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
694             // PR #41352 for details).
695             let libname = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
696             let rpath = default_tlib.to_str().expect("non-utf8 component in path");
697             linker.args(&["-Wl,-rpath", "-Xlinker", rpath]);
698             linker.link_dylib(Symbol::intern(&libname));
699         }
700         "x86_64-unknown-linux-gnu" | "x86_64-fuchsia" | "aarch64-fuchsia" => {
701             let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
702             let path = default_tlib.join(&filename);
703             linker.link_whole_rlib(&path);
704         }
705         _ => {}
706     }
707 }
708
709 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
710 /// during LTO.
711 ///
712 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
713 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
714 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
715 ///
716 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
717 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
718 /// LTO.
719 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
720     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
721     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
722     // no_builtins or compiler builtins crates).
723     !sess.target.target.options.no_builtins
724         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
725 }
726
727 fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
728     fn infer_from(
729         sess: &Session,
730         linker: Option<PathBuf>,
731         flavor: Option<LinkerFlavor>,
732     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
733         match (linker, flavor) {
734             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
735             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
736             (None, Some(flavor)) => Some((
737                 PathBuf::from(match flavor {
738                     LinkerFlavor::Em => {
739                         if cfg!(windows) {
740                             "emcc.bat"
741                         } else {
742                             "emcc"
743                         }
744                     }
745                     LinkerFlavor::Gcc => {
746                         if cfg!(any(target_os = "solaris", target_os = "illumos")) {
747                             // On historical Solaris systems, "cc" may have
748                             // been Sun Studio, which is not flag-compatible
749                             // with "gcc".  This history casts a long shadow,
750                             // and many modern illumos distributions today
751                             // ship GCC as "gcc" without also making it
752                             // available as "cc".
753                             "gcc"
754                         } else {
755                             "cc"
756                         }
757                     }
758                     LinkerFlavor::Ld => "ld",
759                     LinkerFlavor::Msvc => "link.exe",
760                     LinkerFlavor::Lld(_) => "lld",
761                     LinkerFlavor::PtxLinker => "rust-ptx-linker",
762                 }),
763                 flavor,
764             )),
765             (Some(linker), None) => {
766                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
767                     sess.fatal("couldn't extract file stem from specified linker")
768                 });
769
770                 let flavor = if stem == "emcc" {
771                     LinkerFlavor::Em
772                 } else if stem == "gcc"
773                     || stem.ends_with("-gcc")
774                     || stem == "clang"
775                     || stem.ends_with("-clang")
776                 {
777                     LinkerFlavor::Gcc
778                 } else if stem == "ld" || stem == "ld.lld" || stem.ends_with("-ld") {
779                     LinkerFlavor::Ld
780                 } else if stem == "link" || stem == "lld-link" {
781                     LinkerFlavor::Msvc
782                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
783                     LinkerFlavor::Lld(sess.target.target.options.lld_flavor)
784                 } else {
785                     // fall back to the value in the target spec
786                     sess.target.target.linker_flavor
787                 };
788
789                 Some((linker, flavor))
790             }
791             (None, None) => None,
792         }
793     }
794
795     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
796     // specification specifies
797     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), sess.opts.cg.linker_flavor) {
798         return ret;
799     }
800
801     if let Some(ret) = infer_from(
802         sess,
803         sess.target.target.options.linker.clone().map(PathBuf::from),
804         Some(sess.target.target.linker_flavor),
805     ) {
806         return ret;
807     }
808
809     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
810 }
811
812 /// Returns a boolean indicating whether we should preserve the object files on
813 /// the filesystem for their debug information. This is often useful with
814 /// split-dwarf like schemes.
815 fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> bool {
816     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
817     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
818         return false;
819     }
820
821     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
822     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
823     let output_linked = sess
824         .crate_types
825         .borrow()
826         .iter()
827         .any(|&x| x != config::CrateType::Rlib && x != config::CrateType::Staticlib);
828     if !output_linked {
829         return false;
830     }
831
832     // If we're on OSX then the equivalent of split dwarf is turned on by
833     // default. The final executable won't actually have any debug information
834     // except it'll have pointers to elsewhere. Historically we've always run
835     // `dsymutil` to "link all the dwarf together" but this is actually sort of
836     // a bummer for incremental compilation! (the whole point of split dwarf is
837     // that you don't do this sort of dwarf link).
838     //
839     // Basically as a result this just means that if we're on OSX and we're
840     // *not* running dsymutil then the object files are the only source of truth
841     // for debug information, so we must preserve them.
842     if sess.target.target.options.is_like_osx {
843         return !sess.opts.debugging_opts.run_dsymutil;
844     }
845
846     false
847 }
848
849 pub fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
850     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
851 }
852
853 enum RlibFlavor {
854     Normal,
855     StaticlibBase,
856 }
857
858 fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLibrary]) {
859     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
860         .iter()
861         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
862         .filter_map(|lib| {
863             let name = lib.name?;
864             match lib.kind {
865                 NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle | NativeLibraryKind::NativeUnknown => {
866                     if sess.target.target.options.is_like_msvc {
867                         Some(format!("{}.lib", name))
868                     } else {
869                         Some(format!("-l{}", name))
870                     }
871                 }
872                 NativeLibraryKind::NativeFramework => {
873                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
874                     Some(format!("-framework {}", name))
875                 }
876                 // These are included, no need to print them
877                 NativeLibraryKind::NativeStatic | NativeLibraryKind::NativeRawDylib => None,
878             }
879         })
880         .collect();
881     if !lib_args.is_empty() {
882         sess.note_without_error(
883             "Link against the following native artifacts when linking \
884                                  against this static library. The order and any duplication \
885                                  can be significant on some platforms.",
886         );
887         // Prefix for greppability
888         sess.note_without_error(&format!("native-static-libs: {}", &lib_args.join(" ")));
889     }
890 }
891
892 // Because windows-gnu target is meant to be self-contained for pure Rust code it bundles
893 // own mingw-w64 libraries. These libraries are usually not compatible with mingw-w64
894 // installed in the system. This breaks many cases where Rust is mixed with other languages
895 // (e.g. *-sys crates).
896 // We prefer system mingw-w64 libraries if they are available to avoid this issue.
897 fn get_crt_libs_path(sess: &Session) -> Option<PathBuf> {
898     fn find_exe_in_path<P>(exe_name: P) -> Option<PathBuf>
899     where
900         P: AsRef<Path>,
901     {
902         for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH")?) {
903             let full_path = dir.join(&exe_name);
904             if full_path.is_file() {
905                 return Some(fix_windows_verbatim_for_gcc(&full_path));
906             }
907         }
908         None
909     }
910
911     fn probe(sess: &Session) -> Option<PathBuf> {
912         if let (linker, LinkerFlavor::Gcc) = linker_and_flavor(&sess) {
913             let linker_path = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
914                 linker.with_extension("exe")
915             } else {
916                 linker
917             };
918             if let Some(linker_path) = find_exe_in_path(linker_path) {
919                 let mingw_arch = match &sess.target.target.arch {
920                     x if x == "x86" => "i686",
921                     x => x,
922                 };
923                 let mingw_bits = &sess.target.target.target_pointer_width;
924                 let mingw_dir = format!("{}-w64-mingw32", mingw_arch);
925                 // Here we have path/bin/gcc but we need path/
926                 let mut path = linker_path;
927                 path.pop();
928                 path.pop();
929                 // Loosely based on Clang MinGW driver
930                 let probe_paths = vec![
931                     path.join(&mingw_dir).join("lib"),                // Typical path
932                     path.join(&mingw_dir).join("sys-root/mingw/lib"), // Rare path
933                     path.join(format!(
934                         "lib/mingw/tools/install/mingw{}/{}/lib",
935                         &mingw_bits, &mingw_dir
936                     )), // Chocolatey is creative
937                 ];
938                 for probe_path in probe_paths {
939                     if probe_path.join("crt2.o").exists() {
940                         return Some(probe_path);
941                     };
942                 }
943             };
944         };
945         None
946     }
947
948     let mut system_library_path = sess.system_library_path.borrow_mut();
949     match &*system_library_path {
950         Some(Some(compiler_libs_path)) => Some(compiler_libs_path.clone()),
951         Some(None) => None,
952         None => {
953             let path = probe(sess);
954             *system_library_path = Some(path.clone());
955             path
956         }
957     }
958 }
959
960 fn get_object_file_path(sess: &Session, name: &str) -> PathBuf {
961     // prefer system {,dll}crt2.o libs, see get_crt_libs_path comment for more details
962     if sess.target.target.llvm_target.contains("windows-gnu") {
963         if let Some(compiler_libs_path) = get_crt_libs_path(sess) {
964             let file_path = compiler_libs_path.join(name);
965             if file_path.exists() {
966                 return file_path;
967             }
968         }
969     }
970     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
971     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
972     if file_path.exists() {
973         return file_path;
974     }
975     for search_path in fs.search_paths() {
976         let file_path = search_path.dir.join(name);
977         if file_path.exists() {
978             return file_path;
979         }
980     }
981     PathBuf::from(name)
982 }
983
984 fn exec_linker(
985     sess: &Session,
986     cmd: &Command,
987     out_filename: &Path,
988     tmpdir: &Path,
989 ) -> io::Result<Output> {
990     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
991     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
992     // we pass on the command line.
993     //
994     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
995     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
996     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
997     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
998     // there instead of looking at the command line.
999     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1000         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1001             Ok(child) => {
1002                 let output = child.wait_with_output();
1003                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1004                 return output;
1005             }
1006             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1007                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1008             }
1009             Err(e) => return Err(e),
1010         }
1011     }
1012
1013     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1014     let mut cmd2 = cmd.clone();
1015     let mut args = String::new();
1016     for arg in cmd2.take_args() {
1017         args.push_str(
1018             &Escape {
1019                 arg: arg.to_str().unwrap(),
1020                 is_like_msvc: sess.target.target.options.is_like_msvc,
1021             }
1022             .to_string(),
1023         );
1024         args.push_str("\n");
1025     }
1026     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1027     let bytes = if sess.target.target.options.is_like_msvc {
1028         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1029         // start the stream with a UTF-16 BOM
1030         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1031             // encode in little endian
1032             out.push(c as u8);
1033             out.push((c >> 8) as u8);
1034         }
1035         out
1036     } else {
1037         args.into_bytes()
1038     };
1039     fs::write(&file, &bytes)?;
1040     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1041     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1042     let output = cmd2.output();
1043     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1044     return output;
1045
1046     #[cfg(unix)]
1047     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1048         Ok(())
1049     }
1050
1051     #[cfg(windows)]
1052     fn flush_linked_file(
1053         command_output: &io::Result<Output>,
1054         out_filename: &Path,
1055     ) -> io::Result<()> {
1056         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1057         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1058         //
1059         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1060         //
1061         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1062         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1063
1064         if let &Ok(ref out) = command_output {
1065             if out.status.success() {
1066                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1067                     of.sync_all()?;
1068                 }
1069             }
1070         }
1071
1072         Ok(())
1073     }
1074
1075     #[cfg(unix)]
1076     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1077         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1078     }
1079
1080     #[cfg(windows)]
1081     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1082         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1083         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1084     }
1085
1086     struct Escape<'a> {
1087         arg: &'a str,
1088         is_like_msvc: bool,
1089     }
1090
1091     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1092         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1093             if self.is_like_msvc {
1094                 // This is "documented" at
1095                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1096                 //
1097                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1098                 // syntax I could find online (at least) but some local
1099                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1100                 // at least a few edge cases.
1101                 write!(f, "\"")?;
1102                 for c in self.arg.chars() {
1103                     match c {
1104                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1105                         c => write!(f, "{}", c)?,
1106                     }
1107                 }
1108                 write!(f, "\"")?;
1109             } else {
1110                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1111                 //
1112                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1113                 // > character may be included in an option by surrounding the
1114                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1115                 // > character (including a backslash) may be included by
1116                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1117                 //
1118                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1119                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1120                 for c in self.arg.chars() {
1121                     match c {
1122                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1123                         c => write!(f, "{}", c)?,
1124                     }
1125                 }
1126             }
1127             Ok(())
1128         }
1129     }
1130 }
1131
1132 /// Add begin object files defined by the target spec.
1133 fn add_pre_link_objects(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, crate_type: config::CrateType) {
1134     let pre_link_objects = if crate_type == config::CrateType::Executable {
1135         &sess.target.target.options.pre_link_objects_exe
1136     } else {
1137         &sess.target.target.options.pre_link_objects_dll
1138     };
1139     for obj in pre_link_objects {
1140         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj));
1141     }
1142
1143     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.crt_static(Some(crate_type)) {
1144         for obj in &sess.target.target.options.pre_link_objects_exe_crt {
1145             cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj));
1146         }
1147     }
1148 }
1149
1150 /// Add end object files defined by the target spec.
1151 fn add_post_link_objects(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, crate_type: config::CrateType) {
1152     for obj in &sess.target.target.options.post_link_objects {
1153         cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj));
1154     }
1155     if sess.crt_static(Some(crate_type)) {
1156         for obj in &sess.target.target.options.post_link_objects_crt {
1157             cmd.add_object(&get_object_file_path(sess, obj));
1158         }
1159     }
1160 }
1161
1162 /// Add arbitrary "pre-link" args defined by the target spec or from command line.
1163 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1164 fn add_pre_link_args(
1165     cmd: &mut dyn Linker,
1166     sess: &Session,
1167     flavor: LinkerFlavor,
1168     crate_type: config::CrateType,
1169 ) {
1170     if let Some(args) = sess.target.target.options.pre_link_args.get(&flavor) {
1171         cmd.args(args);
1172     }
1173     if let Some(args) = sess.target.target.options.pre_link_args_crt.get(&flavor) {
1174         if sess.crt_static(Some(crate_type)) {
1175             cmd.args(args);
1176         }
1177     }
1178     cmd.args(&sess.opts.debugging_opts.pre_link_args);
1179 }
1180
1181 /// Add arbitrary "user defined" args defined from command line and by `#[link_args]` attributes.
1182 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1183 fn add_user_defined_link_args(
1184     cmd: &mut dyn Linker,
1185     sess: &Session,
1186     codegen_results: &CodegenResults,
1187 ) {
1188     cmd.args(&sess.opts.cg.link_args);
1189     cmd.args(&*codegen_results.crate_info.link_args);
1190 }
1191
1192 /// Add arbitrary "late link" args defined by the target spec.
1193 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1194 fn add_late_link_args(
1195     cmd: &mut dyn Linker,
1196     sess: &Session,
1197     flavor: LinkerFlavor,
1198     crate_type: config::CrateType,
1199     codegen_results: &CodegenResults,
1200 ) {
1201     if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args.get(&flavor) {
1202         cmd.args(args);
1203     }
1204     let any_dynamic_crate = crate_type == config::CrateType::Dylib
1205         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
1206             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
1207         });
1208     if any_dynamic_crate {
1209         if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
1210             cmd.args(args);
1211         }
1212     } else {
1213         if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args_static.get(&flavor) {
1214             cmd.args(args);
1215         }
1216     }
1217 }
1218
1219 /// Add arbitrary "post-link" args defined by the target spec.
1220 /// FIXME: Determine where exactly these args need to be inserted.
1221 fn add_post_link_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, flavor: LinkerFlavor) {
1222     if let Some(args) = sess.target.target.options.post_link_args.get(&flavor) {
1223         cmd.args(args);
1224     }
1225 }
1226
1227 /// Add object files containing code from the current crate.
1228 fn add_local_crate_regular_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1229     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1230         cmd.add_object(obj);
1231     }
1232 }
1233
1234 /// Add object files for allocator code linked once for the whole crate tree.
1235 fn add_local_crate_allocator_objects(cmd: &mut dyn Linker, codegen_results: &CodegenResults) {
1236     if let Some(obj) = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref()) {
1237         cmd.add_object(obj);
1238     }
1239 }
1240
1241 /// Add object files containing metadata for the current crate.
1242 fn add_local_crate_metadata_objects(
1243     cmd: &mut dyn Linker,
1244     crate_type: config::CrateType,
1245     codegen_results: &CodegenResults,
1246 ) {
1247     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1248     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1249     // object file, so we link that in here.
1250     if crate_type == config::CrateType::Dylib || crate_type == config::CrateType::ProcMacro {
1251         if let Some(obj) = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref())
1252         {
1253             cmd.add_object(obj);
1254         }
1255     }
1256 }
1257
1258 /// Link native libraries corresponding to the current crate and all libraries corresponding to
1259 /// all its dependency crates.
1260 /// FIXME: Consider combining this with the functions above adding object files for the local crate.
1261 fn link_local_crate_native_libs_and_dependent_crate_libs<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1262     cmd: &mut dyn Linker,
1263     sess: &'a Session,
1264     crate_type: config::CrateType,
1265     codegen_results: &CodegenResults,
1266     tmpdir: &Path,
1267 ) {
1268     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1269     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1270     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1271     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1272     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1273     //
1274     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1275     // such:
1276     //
1277     // 1. The local object that LLVM just generated
1278     // 2. Local native libraries
1279     // 3. Upstream rust libraries
1280     // 4. Upstream native libraries
1281     //
1282     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1283     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1284     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1285     // Upstream rust libraries are not allowed to depend on our local native
1286     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1287     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1288     //
1289     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
1290     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
1291     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
1292     // in this DAG so far because they're only dylibs and dylibs can only depend
1293     // on other dylibs (e.g., other native deps).
1294     //
1295     // If -Zlink-native-libraries=false is set, then the assumption is that an
1296     // external build system already has the native dependencies defined, and it
1297     // will provide them to the linker itself.
1298     if sess.opts.debugging_opts.link_native_libraries {
1299         add_local_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
1300     }
1301     add_upstream_rust_crates::<B>(cmd, sess, codegen_results, crate_type, tmpdir);
1302     if sess.opts.debugging_opts.link_native_libraries {
1303         add_upstream_native_libraries(cmd, sess, codegen_results, crate_type);
1304     }
1305 }
1306
1307 /// Add sysroot and other globally set directories to the directory search list.
1308 fn add_library_search_dirs(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1309     // Prefer system mingw-w64 libs, see get_crt_libs_path comment for more details.
1310     if cfg!(windows) && sess.target.target.llvm_target.contains("windows-gnu") {
1311         if let Some(compiler_libs_path) = get_crt_libs_path(sess) {
1312             cmd.include_path(&compiler_libs_path);
1313         }
1314     }
1315
1316     // The default library location, we need this to find the runtime.
1317     // The location of crates will be determined as needed.
1318     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1319     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1320 }
1321
1322 /// Add options requesting executables to be position-independent or not position-independent.
1323 fn add_position_independent_executable_args(
1324     cmd: &mut dyn Linker,
1325     sess: &Session,
1326     flavor: LinkerFlavor,
1327     crate_type: config::CrateType,
1328     codegen_results: &CodegenResults,
1329 ) {
1330     if crate_type != config::CrateType::Executable {
1331         return;
1332     }
1333
1334     if sess.target.target.options.position_independent_executables {
1335         let attr_link_args = &*codegen_results.crate_info.link_args;
1336         let mut user_defined_link_args = sess.opts.cg.link_args.iter().chain(attr_link_args);
1337         if sess.relocation_model() == RelocModel::Pic
1338             && !sess.crt_static(Some(crate_type))
1339             && !user_defined_link_args.any(|x| x == "-static")
1340         {
1341             cmd.position_independent_executable();
1342             return;
1343         }
1344     }
1345
1346     // Recent versions of gcc can be configured to generate position
1347     // independent executables by default. We have to pass -no-pie to
1348     // explicitly turn that off. Not applicable to ld.
1349     if sess.target.target.options.linker_is_gnu && flavor != LinkerFlavor::Ld {
1350         cmd.no_position_independent_executable();
1351     }
1352 }
1353
1354 /// Add options making relocation sections in the produced ELF files read-only
1355 /// and suppressing lazy binding.
1356 fn add_relro_args(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session) {
1357     match sess.opts.debugging_opts.relro_level.unwrap_or(sess.target.target.options.relro_level) {
1358         RelroLevel::Full => cmd.full_relro(),
1359         RelroLevel::Partial => cmd.partial_relro(),
1360         RelroLevel::Off => cmd.no_relro(),
1361         RelroLevel::None => {}
1362     }
1363 }
1364
1365 /// Add library search paths used at runtime by dynamic linkers.
1366 fn add_rpath_args(
1367     cmd: &mut dyn Linker,
1368     sess: &Session,
1369     codegen_results: &CodegenResults,
1370     out_filename: &Path,
1371 ) {
1372     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1373     // where extern libraries might live, based on the
1374     // addl_lib_search_paths
1375     if sess.opts.cg.rpath {
1376         let target_triple = sess.opts.target_triple.triple();
1377         let mut get_install_prefix_lib_path = || {
1378             let install_prefix = option_env!("CFG_PREFIX").expect("CFG_PREFIX");
1379             let tlib = filesearch::relative_target_lib_path(&sess.sysroot, target_triple);
1380             let mut path = PathBuf::from(install_prefix);
1381             path.push(&tlib);
1382
1383             path
1384         };
1385         let mut rpath_config = RPathConfig {
1386             used_crates: &codegen_results.crate_info.used_crates_dynamic,
1387             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1388             has_rpath: sess.target.target.options.has_rpath,
1389             is_like_osx: sess.target.target.options.is_like_osx,
1390             linker_is_gnu: sess.target.target.options.linker_is_gnu,
1391             get_install_prefix_lib_path: &mut get_install_prefix_lib_path,
1392         };
1393         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1394     }
1395 }
1396
1397 /// Produce the linker command line containing linker path and arguments.
1398 /// `NO-OPT-OUT` marks the arguments that cannot be removed from the command line
1399 /// by the user without creating a custom target specification.
1400 /// `OBJECT-FILES` specify whether the arguments can add object files.
1401 /// `CUSTOMIZATION-POINT` means that arbitrary arguments defined by the user
1402 /// or by the target spec can be inserted here.
1403 /// `AUDIT-ORDER` - need to figure out whether the option is order-dependent or not.
1404 fn linker_with_args<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1405     path: &Path,
1406     flavor: LinkerFlavor,
1407     sess: &'a Session,
1408     crate_type: config::CrateType,
1409     tmpdir: &Path,
1410     out_filename: &Path,
1411     codegen_results: &CodegenResults,
1412     target_cpu: &str,
1413 ) -> Command {
1414     let base_cmd = get_linker(sess, path, flavor);
1415     // FIXME: Move `/LIBPATH` addition for uwp targets from the linker construction
1416     // to the linker args construction.
1417     assert!(base_cmd.get_args().is_empty() || sess.target.target.target_vendor == "uwp");
1418     let cmd = &mut *codegen_results.linker_info.to_linker(base_cmd, &sess, flavor, target_cpu);
1419
1420     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-MAYBE, CUSTOMIZATION-POINT
1421     add_pre_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type);
1422
1423     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1424     if sess.target.target.options.is_like_fuchsia {
1425         let prefix = match sess.opts.debugging_opts.sanitizer {
1426             Some(Sanitizer::Address) => "asan/",
1427             _ => "",
1428         };
1429         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
1430     }
1431
1432     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-YES
1433     add_pre_link_objects(cmd, sess, crate_type);
1434
1435     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1436     if sess.target.target.options.is_like_emscripten {
1437         cmd.arg("-s");
1438         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
1439             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
1440         } else {
1441             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
1442         });
1443     }
1444
1445     // OBJECT-FILES-YES, AUDIT-ORDER
1446     link_sanitizer_runtime(sess, crate_type, cmd);
1447
1448     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1449     // Linker plugins should be specified early in the list of arguments
1450     // FIXME: How "early" exactly?
1451     cmd.linker_plugin_lto();
1452
1453     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1454     // FIXME: Order-dependent, at least relatively to other args adding searh directories.
1455     add_library_search_dirs(cmd, sess);
1456
1457     // OBJECT-FILES-YES
1458     add_local_crate_regular_objects(cmd, codegen_results);
1459
1460     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1461     cmd.output_filename(out_filename);
1462
1463     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1464     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.target.target.options.is_like_windows {
1465         if let Some(ref s) = codegen_results.windows_subsystem {
1466             cmd.subsystem(s);
1467         }
1468     }
1469
1470     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1471     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1472     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1473     // dynamic library.
1474     cmd.export_symbols(tmpdir, crate_type);
1475
1476     // OBJECT-FILES-YES
1477     add_local_crate_metadata_objects(cmd, crate_type, codegen_results);
1478
1479     // OBJECT-FILES-YES
1480     add_local_crate_allocator_objects(cmd, codegen_results);
1481
1482     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1483     // FIXME: Order dependent, applies to the following objects. Where should it be placed?
1484     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
1485     // sections if possible. See more comments in linker.rs
1486     if !sess.opts.cg.link_dead_code {
1487         let keep_metadata = crate_type == config::CrateType::Dylib;
1488         cmd.gc_sections(keep_metadata);
1489     }
1490
1491     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1492     add_position_independent_executable_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
1493
1494     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1495     add_relro_args(cmd, sess);
1496
1497     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1498     // Pass optimization flags down to the linker.
1499     cmd.optimize();
1500
1501     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1502     // Pass debuginfo flags down to the linker.
1503     cmd.debuginfo();
1504
1505     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1506     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system libraries,
1507     // so by default we tell linkers not to link to any default libraries.
1508     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries && sess.target.target.options.no_default_libraries {
1509         cmd.no_default_libraries();
1510     }
1511
1512     // OBJECT-FILES-YES
1513     link_local_crate_native_libs_and_dependent_crate_libs::<B>(
1514         cmd,
1515         sess,
1516         crate_type,
1517         codegen_results,
1518         tmpdir,
1519     );
1520
1521     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1522     // Tell the linker what we're doing.
1523     if crate_type != config::CrateType::Executable {
1524         cmd.build_dylib(out_filename);
1525     }
1526     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.crt_static(Some(crate_type)) {
1527         cmd.build_static_executable();
1528     }
1529
1530     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1531     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() {
1532         cmd.pgo_gen();
1533     }
1534
1535     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1536     if sess.opts.debugging_opts.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
1537         cmd.control_flow_guard();
1538     }
1539
1540     // OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1541     add_rpath_args(cmd, sess, codegen_results, out_filename);
1542
1543     // OBJECT-FILES-MAYBE, CUSTOMIZATION-POINT
1544     add_user_defined_link_args(cmd, sess, codegen_results);
1545
1546     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-NO, AUDIT-ORDER
1547     cmd.finalize();
1548
1549     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-MAYBE, CUSTOMIZATION-POINT
1550     add_late_link_args(cmd, sess, flavor, crate_type, codegen_results);
1551
1552     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-YES
1553     add_post_link_objects(cmd, sess, crate_type);
1554
1555     // NO-OPT-OUT, OBJECT-FILES-MAYBE, CUSTOMIZATION-POINT
1556     add_post_link_args(cmd, sess, flavor);
1557
1558     cmd.take_cmd()
1559 }
1560
1561 // # Native library linking
1562 //
1563 // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are
1564 // the same paths used to find Rust crates, so some of them may have been
1565 // added already by the previous crate linking code. This only allows them
1566 // to be found at compile time so it is still entirely up to outside
1567 // forces to make sure that library can be found at runtime.
1568 //
1569 // Also note that the native libraries linked here are only the ones located
1570 // in the current crate. Upstream crates with native library dependencies
1571 // may have their native library pulled in above.
1572 fn add_local_native_libraries(
1573     cmd: &mut dyn Linker,
1574     sess: &Session,
1575     codegen_results: &CodegenResults,
1576 ) {
1577     let filesearch = sess.target_filesearch(PathKind::All);
1578     for search_path in filesearch.search_paths() {
1579         match search_path.kind {
1580             PathKind::Framework => {
1581                 cmd.framework_path(&search_path.dir);
1582             }
1583             _ => {
1584                 cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir));
1585             }
1586         }
1587     }
1588
1589     let relevant_libs =
1590         codegen_results.crate_info.used_libraries.iter().filter(|l| relevant_lib(sess, l));
1591
1592     let search_path = archive_search_paths(sess);
1593     for lib in relevant_libs {
1594         let name = match lib.name {
1595             Some(l) => l,
1596             None => continue,
1597         };
1598         match lib.kind {
1599             NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(name),
1600             NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(name),
1601             NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle => cmd.link_staticlib(name),
1602             NativeLibraryKind::NativeStatic => cmd.link_whole_staticlib(name, &search_path),
1603             NativeLibraryKind::NativeRawDylib => {
1604                 // FIXME(#58713): Proper handling for raw dylibs.
1605                 bug!("raw_dylib feature not yet implemented");
1606             }
1607         }
1608     }
1609 }
1610
1611 // # Rust Crate linking
1612 //
1613 // Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All
1614 // dependencies will be linked when producing the final output (instead of
1615 // the intermediate rlib version)
1616 fn add_upstream_rust_crates<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1617     cmd: &mut dyn Linker,
1618     sess: &'a Session,
1619     codegen_results: &CodegenResults,
1620     crate_type: config::CrateType,
1621     tmpdir: &Path,
1622 ) {
1623     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
1624     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
1625     // output of that module, adding crates as necessary.
1626     //
1627     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
1628     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
1629     // involves just passing the right -l flag.
1630
1631     let (_, data) = codegen_results
1632         .crate_info
1633         .dependency_formats
1634         .iter()
1635         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
1636         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
1637
1638     // Invoke get_used_crates to ensure that we get a topological sorting of
1639     // crates.
1640     let deps = &codegen_results.crate_info.used_crates_dynamic;
1641
1642     // There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
1643     // libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
1644     // currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
1645     // like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
1646     // circular dependence to work correctly in all situations we'll need to be
1647     // sure to correctly apply the `--start-group` and `--end-group` options to
1648     // GNU linkers, otherwise if we don't use any other symbol from the standard
1649     // library it'll get discarded and the whole application won't link.
1650     //
1651     // In this loop we're calculating the `group_end`, after which crate to
1652     // pass `--end-group` and `group_start`, before which crate to pass
1653     // `--start-group`. We currently do this by passing `--end-group` after
1654     // the first crate (when iterating backwards) that requires a lang item
1655     // defined somewhere else. Once that's set then when we've defined all the
1656     // necessary lang items we'll pass `--start-group`.
1657     //
1658     // Note that this isn't amazing logic for now but it should do the trick
1659     // for the current implementation of the standard library.
1660     let mut group_end = None;
1661     let mut group_start = None;
1662     // Crates available for linking thus far.
1663     let mut available = FxHashSet::default();
1664     // Crates required to satisfy dependencies discovered so far.
1665     let mut required = FxHashSet::default();
1666
1667     let info = &codegen_results.crate_info;
1668     for &(cnum, _) in deps.iter().rev() {
1669         if let Some(missing) = info.missing_lang_items.get(&cnum) {
1670             let missing_crates = missing.iter().map(|i| info.lang_item_to_crate.get(i).copied());
1671             required.extend(missing_crates);
1672         }
1673
1674         required.insert(Some(cnum));
1675         available.insert(Some(cnum));
1676
1677         if required.len() > available.len() && group_end.is_none() {
1678             group_end = Some(cnum);
1679         }
1680         if required.len() == available.len() && group_end.is_some() {
1681             group_start = Some(cnum);
1682             break;
1683         }
1684     }
1685
1686     // If we didn't end up filling in all lang items from upstream crates then
1687     // we'll be filling it in with our crate. This probably means we're the
1688     // standard library itself, so skip this for now.
1689     if group_end.is_some() && group_start.is_none() {
1690         group_end = None;
1691     }
1692
1693     let mut compiler_builtins = None;
1694
1695     for &(cnum, _) in deps.iter() {
1696         if group_start == Some(cnum) {
1697             cmd.group_start();
1698         }
1699
1700         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may
1701         // appear statically in an existing dylib, meaning we'll pick up all the
1702         // symbols from the dylib.
1703         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
1704         match data[cnum.as_usize() - 1] {
1705             _ if codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum) => {
1706                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1707             }
1708             // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
1709             // linked correctly.
1710             _ if codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum) => {
1711                 assert!(compiler_builtins.is_none());
1712                 compiler_builtins = Some(cnum);
1713             }
1714             Linkage::NotLinked | Linkage::IncludedFromDylib => {}
1715             Linkage::Static => {
1716                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1717             }
1718             Linkage::Dynamic => add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0),
1719         }
1720
1721         if group_end == Some(cnum) {
1722             cmd.group_end();
1723         }
1724     }
1725
1726     // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
1727     // linked correctly.
1728     // We must always link the `compiler_builtins` crate statically. Even if it
1729     // was already "included" in a dylib (e.g., `libstd` when `-C prefer-dynamic`
1730     // is used)
1731     if let Some(cnum) = compiler_builtins {
1732         add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1733     }
1734
1735     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
1736     fn unlib<'a>(config: &config::Config, stem: &'a str) -> &'a str {
1737         if stem.starts_with("lib") && !config.target.options.is_like_windows {
1738             &stem[3..]
1739         } else {
1740             stem
1741         }
1742     }
1743
1744     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
1745     // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO and
1746     // dynamic libraries. Specifically:
1747     //
1748     // * For LTO, we remove upstream object files.
1749     // * For dylibs we remove metadata and bytecode from upstream rlibs
1750     //
1751     // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
1752     // libraries has already been included in our object file output. As a
1753     // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
1754     // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
1755     // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
1756     // it may contain static native libraries which must be linked in.
1757     //
1758     // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
1759     // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
1760     // still be passed to the linker.
1761     //
1762     // When making a dynamic library, linkers by default don't include any
1763     // object files in an archive if they're not necessary to resolve the link.
1764     // We basically want to convert the archive (rlib) to a dylib, though, so we
1765     // *do* want everything included in the output, regardless of whether the
1766     // linker thinks it's needed or not. As a result we must use the
1767     // --whole-archive option (or the platform equivalent). When using this
1768     // option the linker will fail if there are non-objects in the archive (such
1769     // as our own metadata and/or bytecode). All in all, for rlibs to be
1770     // entirely included in dylibs, we need to remove all non-object files.
1771     //
1772     // Note, however, that if we're not doing LTO or we're not producing a dylib
1773     // (aka we're making an executable), we can just pass the rlib blindly to
1774     // the linker (fast) because it's fine if it's not actually included as
1775     // we're at the end of the dependency chain.
1776     fn add_static_crate<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1777         cmd: &mut dyn Linker,
1778         sess: &'a Session,
1779         codegen_results: &CodegenResults,
1780         tmpdir: &Path,
1781         crate_type: config::CrateType,
1782         cnum: CrateNum,
1783     ) {
1784         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
1785         let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
1786
1787         // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
1788         // there's a static library that's not relevant we skip all object
1789         // files.
1790         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
1791         let skip_native = native_libs
1792             .iter()
1793             .any(|lib| lib.kind == NativeLibraryKind::NativeStatic && !relevant_lib(sess, lib));
1794
1795         if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
1796             || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
1797             && crate_type != config::CrateType::Dylib
1798             && !skip_native
1799         {
1800             cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(cratepath));
1801             return;
1802         }
1803
1804         let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
1805         let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
1806         let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
1807
1808         sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
1809             let mut archive = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, &dst, Some(cratepath));
1810             archive.update_symbols();
1811
1812             let mut any_objects = false;
1813             for f in archive.src_files() {
1814                 if f == METADATA_FILENAME {
1815                     archive.remove_file(&f);
1816                     continue;
1817                 }
1818
1819                 let canonical = f.replace("-", "_");
1820                 let canonical_name = name.replace("-", "_");
1821
1822                 let is_rust_object =
1823                     canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
1824
1825                 // If we've been requested to skip all native object files
1826                 // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
1827                 // this file. See above for why we may want to do this.
1828                 let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
1829
1830                 // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
1831                 // file, then we don't need the object file as it's part of the
1832                 // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
1833                 // though, so we let that object file slide.
1834                 let skip_because_lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
1835                     && is_rust_object
1836                     && (sess.target.target.options.no_builtins
1837                         || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum));
1838
1839                 if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
1840                     archive.remove_file(&f);
1841                 } else {
1842                     any_objects = true;
1843                 }
1844             }
1845
1846             if !any_objects {
1847                 return;
1848             }
1849             archive.build();
1850
1851             // If we're creating a dylib, then we need to include the
1852             // whole of each object in our archive into that artifact. This is
1853             // because a `dylib` can be reused as an intermediate artifact.
1854             //
1855             // Note, though, that we don't want to include the whole of a
1856             // compiler-builtins crate (e.g., compiler-rt) because it'll get
1857             // repeatedly linked anyway.
1858             if crate_type == config::CrateType::Dylib
1859                 && codegen_results.crate_info.compiler_builtins != Some(cnum)
1860             {
1861                 cmd.link_whole_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1862             } else {
1863                 cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1864             }
1865         });
1866     }
1867
1868     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
1869     fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
1870         // Just need to tell the linker about where the library lives and
1871         // what its name is
1872         let parent = cratepath.parent();
1873         if let Some(dir) = parent {
1874             cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
1875         }
1876         let filestem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
1877         cmd.link_rust_dylib(
1878             Symbol::intern(&unlib(&sess.target, filestem)),
1879             parent.unwrap_or(Path::new("")),
1880         );
1881     }
1882 }
1883
1884 // Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that
1885 // all of these upstream native dependencies are all non-static
1886 // dependencies. We've got two cases then:
1887 //
1888 // 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the
1889 // native dependency because the rlib is just an archive.
1890 //
1891 // 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to
1892 // have the dependency present on the system somewhere. Thus, we don't
1893 // gain a whole lot from not linking in the dynamic dependency to this
1894 // crate as well.
1895 //
1896 // The use case for this is a little subtle. In theory the native
1897 // dependencies of a crate are purely an implementation detail of the crate
1898 // itself, but the problem arises with generic and inlined functions. If a
1899 // generic function calls a native function, then the generic function must
1900 // be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must
1901 // also be resolved in the target crate.
1902 fn add_upstream_native_libraries(
1903     cmd: &mut dyn Linker,
1904     sess: &Session,
1905     codegen_results: &CodegenResults,
1906     crate_type: config::CrateType,
1907 ) {
1908     // Be sure to use a topological sorting of crates because there may be
1909     // interdependencies between native libraries. When passing -nodefaultlibs,
1910     // for example, almost all native libraries depend on libc, so we have to
1911     // make sure that's all the way at the right (liblibc is near the base of
1912     // the dependency chain).
1913     //
1914     // This passes RequireStatic, but the actual requirement doesn't matter,
1915     // we're just getting an ordering of crate numbers, we're not worried about
1916     // the paths.
1917     let (_, data) = codegen_results
1918         .crate_info
1919         .dependency_formats
1920         .iter()
1921         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
1922         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
1923
1924     let crates = &codegen_results.crate_info.used_crates_static;
1925     for &(cnum, _) in crates {
1926         for lib in codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter() {
1927             let name = match lib.name {
1928                 Some(l) => l,
1929                 None => continue,
1930             };
1931             if !relevant_lib(sess, &lib) {
1932                 continue;
1933             }
1934             match lib.kind {
1935                 NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(name),
1936                 NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(name),
1937                 NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle => {
1938                     // Link "static-nobundle" native libs only if the crate they originate from
1939                     // is being linked statically to the current crate.  If it's linked dynamically
1940                     // or is an rlib already included via some other dylib crate, the symbols from
1941                     // native libs will have already been included in that dylib.
1942                     if data[cnum.as_usize() - 1] == Linkage::Static {
1943                         cmd.link_staticlib(name)
1944                     }
1945                 }
1946                 // ignore statically included native libraries here as we've
1947                 // already included them when we included the rust library
1948                 // previously
1949                 NativeLibraryKind::NativeStatic => {}
1950                 NativeLibraryKind::NativeRawDylib => {
1951                     // FIXME(#58713): Proper handling for raw dylibs.
1952                     bug!("raw_dylib feature not yet implemented");
1953                 }
1954             }
1955         }
1956     }
1957 }
1958
1959 fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLibrary) -> bool {
1960     match lib.cfg {
1961         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, None),
1962         None => true,
1963     }
1964 }
1965
1966 fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
1967     match sess.lto() {
1968         config::Lto::Fat => true,
1969         config::Lto::Thin => {
1970             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
1971             // any upstream object files have not been copied yet.
1972             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
1973         }
1974         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
1975     }
1976 }