]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_codegen_ssa/back/link.rs
Rollup merge of #69917 - GuillaumeGomez:cleanup-e0412, r=Dylan-DPC
[rust.git] / src / librustc_codegen_ssa / back / link.rs
1 use rustc::middle::cstore::{EncodedMetadata, LibSource, NativeLibrary, NativeLibraryKind};
2 use rustc::middle::dependency_format::Linkage;
3 use rustc::session::config::{
4     self, CFGuard, DebugInfo, OutputFilenames, OutputType, PrintRequest, Sanitizer,
5 };
6 use rustc::session::search_paths::PathKind;
7 /// For all the linkers we support, and information they might
8 /// need out of the shared crate context before we get rid of it.
9 use rustc::session::{filesearch, Session};
10 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
11 use rustc_fs_util::fix_windows_verbatim_for_gcc;
12 use rustc_hir::def_id::CrateNum;
13 use rustc_span::symbol::Symbol;
14 use rustc_target::spec::{LinkerFlavor, PanicStrategy, RelroLevel};
15
16 use super::archive::ArchiveBuilder;
17 use super::command::Command;
18 use super::linker::Linker;
19 use super::rpath::{self, RPathConfig};
20 use crate::{
21     looks_like_rust_object_file, CodegenResults, CrateInfo, METADATA_FILENAME,
22     RLIB_BYTECODE_EXTENSION,
23 };
24
25 use cc::windows_registry;
26 use tempfile::{Builder as TempFileBuilder, TempDir};
27
28 use std::ascii;
29 use std::char;
30 use std::env;
31 use std::ffi::OsString;
32 use std::fmt;
33 use std::fs;
34 use std::io;
35 use std::path::{Path, PathBuf};
36 use std::process::{ExitStatus, Output, Stdio};
37 use std::str;
38
39 pub use rustc_codegen_utils::link::*;
40
41 pub fn remove(sess: &Session, path: &Path) {
42     if let Err(e) = fs::remove_file(path) {
43         sess.err(&format!("failed to remove {}: {}", path.display(), e));
44     }
45 }
46
47 /// Performs the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
48 /// of the requested outputs for this compilation session.
49 pub fn link_binary<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
50     sess: &'a Session,
51     codegen_results: &CodegenResults,
52     outputs: &OutputFilenames,
53     crate_name: &str,
54     target_cpu: &str,
55 ) {
56     let _timer = sess.timer("link_binary");
57     let output_metadata = sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Metadata);
58     for &crate_type in sess.crate_types.borrow().iter() {
59         // Ignore executable crates if we have -Z no-codegen, as they will error.
60         if (sess.opts.debugging_opts.no_codegen || !sess.opts.output_types.should_codegen())
61             && !output_metadata
62             && crate_type == config::CrateType::Executable
63         {
64             continue;
65         }
66
67         if invalid_output_for_target(sess, crate_type) {
68             bug!(
69                 "invalid output type `{:?}` for target os `{}`",
70                 crate_type,
71                 sess.opts.target_triple
72             );
73         }
74
75         sess.time("link_binary_check_files_are_writeable", || {
76             for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
77                 check_file_is_writeable(obj, sess);
78             }
79         });
80
81         let tmpdir = TempFileBuilder::new()
82             .prefix("rustc")
83             .tempdir()
84             .unwrap_or_else(|err| sess.fatal(&format!("couldn't create a temp dir: {}", err)));
85
86         if outputs.outputs.should_codegen() {
87             let out_filename = out_filename(sess, crate_type, outputs, crate_name);
88             match crate_type {
89                 config::CrateType::Rlib => {
90                     let _timer = sess.timer("link_rlib");
91                     link_rlib::<B>(
92                         sess,
93                         codegen_results,
94                         RlibFlavor::Normal,
95                         &out_filename,
96                         &tmpdir,
97                     )
98                     .build();
99                 }
100                 config::CrateType::Staticlib => {
101                     link_staticlib::<B>(sess, codegen_results, &out_filename, &tmpdir);
102                 }
103                 _ => {
104                     link_natively::<B>(
105                         sess,
106                         crate_type,
107                         &out_filename,
108                         codegen_results,
109                         tmpdir.path(),
110                         target_cpu,
111                     );
112                 }
113             }
114             if sess.opts.json_artifact_notifications {
115                 sess.parse_sess.span_diagnostic.emit_artifact_notification(&out_filename, "link");
116             }
117         }
118
119         if sess.opts.cg.save_temps {
120             let _ = tmpdir.into_path();
121         }
122     }
123
124     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
125     sess.time("link_binary_remove_temps", || {
126         if !sess.opts.cg.save_temps {
127             if sess.opts.output_types.should_codegen()
128                 && !preserve_objects_for_their_debuginfo(sess)
129             {
130                 for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
131                     remove(sess, obj);
132                 }
133             }
134             for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.bytecode_compressed.as_ref())
135             {
136                 remove(sess, obj);
137             }
138             if let Some(ref metadata_module) = codegen_results.metadata_module {
139                 if let Some(ref obj) = metadata_module.object {
140                     remove(sess, obj);
141                 }
142             }
143             if let Some(ref allocator_module) = codegen_results.allocator_module {
144                 if let Some(ref obj) = allocator_module.object {
145                     remove(sess, obj);
146                 }
147                 if let Some(ref bc) = allocator_module.bytecode_compressed {
148                     remove(sess, bc);
149                 }
150             }
151         }
152     });
153 }
154
155 // The third parameter is for env vars, used on windows to set up the
156 // path for MSVC to find its DLLs, and gcc to find its bundled
157 // toolchain
158 pub fn get_linker(sess: &Session, linker: &Path, flavor: LinkerFlavor) -> (PathBuf, Command) {
159     let msvc_tool = windows_registry::find_tool(&sess.opts.target_triple.triple(), "link.exe");
160
161     // If our linker looks like a batch script on Windows then to execute this
162     // we'll need to spawn `cmd` explicitly. This is primarily done to handle
163     // emscripten where the linker is `emcc.bat` and needs to be spawned as
164     // `cmd /c emcc.bat ...`.
165     //
166     // This worked historically but is needed manually since #42436 (regression
167     // was tagged as #42791) and some more info can be found on #44443 for
168     // emscripten itself.
169     let mut cmd = match linker.to_str() {
170         Some(linker) if cfg!(windows) && linker.ends_with(".bat") => Command::bat_script(linker),
171         _ => match flavor {
172             LinkerFlavor::Lld(f) => Command::lld(linker, f),
173             LinkerFlavor::Msvc
174                 if sess.opts.cg.linker.is_none() && sess.target.target.options.linker.is_none() =>
175             {
176                 Command::new(msvc_tool.as_ref().map(|t| t.path()).unwrap_or(linker))
177             }
178             _ => Command::new(linker),
179         },
180     };
181
182     // UWP apps have API restrictions enforced during Store submissions.
183     // To comply with the Windows App Certification Kit,
184     // MSVC needs to link with the Store versions of the runtime libraries (vcruntime, msvcrt, etc).
185     let t = &sess.target.target;
186     if flavor == LinkerFlavor::Msvc && t.target_vendor == "uwp" {
187         if let Some(ref tool) = msvc_tool {
188             let original_path = tool.path();
189             if let Some(ref root_lib_path) = original_path.ancestors().nth(4) {
190                 let arch = match t.arch.as_str() {
191                     "x86_64" => Some("x64".to_string()),
192                     "x86" => Some("x86".to_string()),
193                     "aarch64" => Some("arm64".to_string()),
194                     _ => None,
195                 };
196                 if let Some(ref a) = arch {
197                     let mut arg = OsString::from("/LIBPATH:");
198                     arg.push(format!("{}\\lib\\{}\\store", root_lib_path.display(), a.to_string()));
199                     cmd.arg(&arg);
200                 } else {
201                     warn!("arch is not supported");
202                 }
203             } else {
204                 warn!("MSVC root path lib location not found");
205             }
206         } else {
207             warn!("link.exe not found");
208         }
209     }
210
211     // The compiler's sysroot often has some bundled tools, so add it to the
212     // PATH for the child.
213     let mut new_path = sess.host_filesearch(PathKind::All).get_tools_search_paths();
214     let mut msvc_changed_path = false;
215     if sess.target.target.options.is_like_msvc {
216         if let Some(ref tool) = msvc_tool {
217             cmd.args(tool.args());
218             for &(ref k, ref v) in tool.env() {
219                 if k == "PATH" {
220                     new_path.extend(env::split_paths(v));
221                     msvc_changed_path = true;
222                 } else {
223                     cmd.env(k, v);
224                 }
225             }
226         }
227     }
228
229     if !msvc_changed_path {
230         if let Some(path) = env::var_os("PATH") {
231             new_path.extend(env::split_paths(&path));
232         }
233     }
234     cmd.env("PATH", env::join_paths(new_path).unwrap());
235
236     (linker.to_path_buf(), cmd)
237 }
238
239 pub fn each_linked_rlib(
240     info: &CrateInfo,
241     f: &mut dyn FnMut(CrateNum, &Path),
242 ) -> Result<(), String> {
243     let crates = info.used_crates_static.iter();
244     let mut fmts = None;
245     for (ty, list) in info.dependency_formats.iter() {
246         match ty {
247             config::CrateType::Executable
248             | config::CrateType::Staticlib
249             | config::CrateType::Cdylib
250             | config::CrateType::ProcMacro => {
251                 fmts = Some(list);
252                 break;
253             }
254             _ => {}
255         }
256     }
257     let fmts = match fmts {
258         Some(f) => f,
259         None => return Err("could not find formats for rlibs".to_string()),
260     };
261     for &(cnum, ref path) in crates {
262         match fmts.get(cnum.as_usize() - 1) {
263             Some(&Linkage::NotLinked) | Some(&Linkage::IncludedFromDylib) => continue,
264             Some(_) => {}
265             None => return Err("could not find formats for rlibs".to_string()),
266         }
267         let name = &info.crate_name[&cnum];
268         let path = match *path {
269             LibSource::Some(ref p) => p,
270             LibSource::MetadataOnly => {
271                 return Err(format!(
272                     "could not find rlib for: `{}`, found rmeta (metadata) file",
273                     name
274                 ));
275             }
276             LibSource::None => return Err(format!("could not find rlib for: `{}`", name)),
277         };
278         f(cnum, &path);
279     }
280     Ok(())
281 }
282
283 /// We use a temp directory here to avoid races between concurrent rustc processes,
284 /// such as builds in the same directory using the same filename for metadata while
285 /// building an `.rlib` (stomping over one another), or writing an `.rmeta` into a
286 /// directory being searched for `extern crate` (observing an incomplete file).
287 /// The returned path is the temporary file containing the complete metadata.
288 pub fn emit_metadata<'a>(
289     sess: &'a Session,
290     metadata: &EncodedMetadata,
291     tmpdir: &TempDir,
292 ) -> PathBuf {
293     let out_filename = tmpdir.path().join(METADATA_FILENAME);
294     let result = fs::write(&out_filename, &metadata.raw_data);
295
296     if let Err(e) = result {
297         sess.fatal(&format!("failed to write {}: {}", out_filename.display(), e));
298     }
299
300     out_filename
301 }
302
303 // Create an 'rlib'
304 //
305 // An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The
306 // rlib primarily contains the object file of the crate, but it also contains
307 // all of the object files from native libraries. This is done by unzipping
308 // native libraries and inserting all of the contents into this archive.
309 fn link_rlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
310     sess: &'a Session,
311     codegen_results: &CodegenResults,
312     flavor: RlibFlavor,
313     out_filename: &Path,
314     tmpdir: &TempDir,
315 ) -> B {
316     info!("preparing rlib to {:?}", out_filename);
317     let mut ab = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, out_filename, None);
318
319     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
320         ab.add_file(obj);
321     }
322
323     // Note that in this loop we are ignoring the value of `lib.cfg`. That is,
324     // we may not be configured to actually include a static library if we're
325     // adding it here. That's because later when we consume this rlib we'll
326     // decide whether we actually needed the static library or not.
327     //
328     // To do this "correctly" we'd need to keep track of which libraries added
329     // which object files to the archive. We don't do that here, however. The
330     // #[link(cfg(..))] feature is unstable, though, and only intended to get
331     // liblibc working. In that sense the check below just indicates that if
332     // there are any libraries we want to omit object files for at link time we
333     // just exclude all custom object files.
334     //
335     // Eventually if we want to stabilize or flesh out the #[link(cfg(..))]
336     // feature then we'll need to figure out how to record what objects were
337     // loaded from the libraries found here and then encode that into the
338     // metadata of the rlib we're generating somehow.
339     for lib in codegen_results.crate_info.used_libraries.iter() {
340         match lib.kind {
341             NativeLibraryKind::NativeStatic => {}
342             NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle
343             | NativeLibraryKind::NativeFramework
344             | NativeLibraryKind::NativeRawDylib
345             | NativeLibraryKind::NativeUnknown => continue,
346         }
347         if let Some(name) = lib.name {
348             ab.add_native_library(name);
349         }
350     }
351
352     // After adding all files to the archive, we need to update the
353     // symbol table of the archive.
354     ab.update_symbols();
355
356     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
357     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
358     // this is as follows:
359     //
360     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
361     //   objects from above. The reason for this is described below.
362     //
363     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
364     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
365     //   linkable.
366     //
367     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
368     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
369     //   object file. Read architecture from the object file.
370     //
371     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
372     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
373     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
374     //
375     // Basically, all this means is that this code should not move above the
376     // code above.
377     match flavor {
378         RlibFlavor::Normal => {
379             // Instead of putting the metadata in an object file section, rlibs
380             // contain the metadata in a separate file.
381             ab.add_file(&emit_metadata(sess, &codegen_results.metadata, tmpdir));
382
383             // For LTO purposes, the bytecode of this library is also inserted
384             // into the archive.
385             for bytecode in
386                 codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.bytecode_compressed.as_ref())
387             {
388                 ab.add_file(bytecode);
389             }
390
391             // After adding all files to the archive, we need to update the
392             // symbol table of the archive. This currently dies on macOS (see
393             // #11162), and isn't necessary there anyway
394             if !sess.target.target.options.is_like_osx {
395                 ab.update_symbols();
396             }
397         }
398
399         RlibFlavor::StaticlibBase => {
400             let obj = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
401             if let Some(obj) = obj {
402                 ab.add_file(obj);
403             }
404         }
405     }
406
407     ab
408 }
409
410 // Create a static archive
411 //
412 // This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding
413 // all of the upstream crates' objects into the archive. This will slurp in
414 // all of the native libraries of upstream dependencies as well.
415 //
416 // Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn
417 // about all dynamic library dependencies that they're not linked in.
418 //
419 // There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not
420 // link in the metadata object file (and also don't prepare the archive with a
421 // metadata file).
422 fn link_staticlib<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
423     sess: &'a Session,
424     codegen_results: &CodegenResults,
425     out_filename: &Path,
426     tempdir: &TempDir,
427 ) {
428     let mut ab =
429         link_rlib::<B>(sess, codegen_results, RlibFlavor::StaticlibBase, out_filename, tempdir);
430     let mut all_native_libs = vec![];
431
432     let res = each_linked_rlib(&codegen_results.crate_info, &mut |cnum, path| {
433         let name = &codegen_results.crate_info.crate_name[&cnum];
434         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
435
436         // Here when we include the rlib into our staticlib we need to make a
437         // decision whether to include the extra object files along the way.
438         // These extra object files come from statically included native
439         // libraries, but they may be cfg'd away with #[link(cfg(..))].
440         //
441         // This unstable feature, though, only needs liblibc to work. The only
442         // use case there is where musl is statically included in liblibc.rlib,
443         // so if we don't want the included version we just need to skip it. As
444         // a result the logic here is that if *any* linked library is cfg'd away
445         // we just skip all object files.
446         //
447         // Clearly this is not sufficient for a general purpose feature, and
448         // we'd want to read from the library's metadata to determine which
449         // object files come from where and selectively skip them.
450         let skip_object_files = native_libs
451             .iter()
452             .any(|lib| lib.kind == NativeLibraryKind::NativeStatic && !relevant_lib(sess, lib));
453         ab.add_rlib(
454             path,
455             &name.as_str(),
456             are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
457                 && !ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum),
458             skip_object_files,
459         )
460         .unwrap();
461
462         all_native_libs.extend(codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter().cloned());
463     });
464     if let Err(e) = res {
465         sess.fatal(&e);
466     }
467
468     ab.update_symbols();
469     ab.build();
470
471     if !all_native_libs.is_empty() {
472         if sess.opts.prints.contains(&PrintRequest::NativeStaticLibs) {
473             print_native_static_libs(sess, &all_native_libs);
474         }
475     }
476 }
477
478 // Create a dynamic library or executable
479 //
480 // This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This
481 // links to all upstream files as well.
482 fn link_natively<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
483     sess: &'a Session,
484     crate_type: config::CrateType,
485     out_filename: &Path,
486     codegen_results: &CodegenResults,
487     tmpdir: &Path,
488     target_cpu: &str,
489 ) {
490     info!("preparing {:?} to {:?}", crate_type, out_filename);
491     let (linker, flavor) = linker_and_flavor(sess);
492
493     let any_dynamic_crate = crate_type == config::CrateType::Dylib
494         || codegen_results.crate_info.dependency_formats.iter().any(|(ty, list)| {
495             *ty == crate_type && list.iter().any(|&linkage| linkage == Linkage::Dynamic)
496         });
497
498     // The invocations of cc share some flags across platforms
499     let (pname, mut cmd) = get_linker(sess, &linker, flavor);
500
501     if let Some(args) = sess.target.target.options.pre_link_args.get(&flavor) {
502         cmd.args(args);
503     }
504     if let Some(args) = sess.target.target.options.pre_link_args_crt.get(&flavor) {
505         if sess.crt_static() {
506             cmd.args(args);
507         }
508     }
509     if let Some(ref args) = sess.opts.debugging_opts.pre_link_args {
510         cmd.args(args);
511     }
512     cmd.args(&sess.opts.debugging_opts.pre_link_arg);
513
514     if sess.target.target.options.is_like_fuchsia {
515         let prefix = match sess.opts.debugging_opts.sanitizer {
516             Some(Sanitizer::Address) => "asan/",
517             _ => "",
518         };
519         cmd.arg(format!("--dynamic-linker={}ld.so.1", prefix));
520     }
521
522     let pre_link_objects = if crate_type == config::CrateType::Executable {
523         &sess.target.target.options.pre_link_objects_exe
524     } else {
525         &sess.target.target.options.pre_link_objects_dll
526     };
527     for obj in pre_link_objects {
528         cmd.arg(get_file_path(sess, obj));
529     }
530
531     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.crt_static() {
532         for obj in &sess.target.target.options.pre_link_objects_exe_crt {
533             cmd.arg(get_file_path(sess, obj));
534         }
535     }
536
537     if sess.target.target.options.is_like_emscripten {
538         cmd.arg("-s");
539         cmd.arg(if sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
540             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=1"
541         } else {
542             "DISABLE_EXCEPTION_CATCHING=0"
543         });
544     }
545
546     {
547         let mut linker = codegen_results.linker_info.to_linker(cmd, &sess, flavor, target_cpu);
548         link_sanitizer_runtime(sess, crate_type, &mut *linker);
549         link_args::<B>(
550             &mut *linker,
551             flavor,
552             sess,
553             crate_type,
554             tmpdir,
555             out_filename,
556             codegen_results,
557         );
558         cmd = linker.finalize();
559     }
560     if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args.get(&flavor) {
561         cmd.args(args);
562     }
563     if any_dynamic_crate {
564         if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args_dynamic.get(&flavor) {
565             cmd.args(args);
566         }
567     } else {
568         if let Some(args) = sess.target.target.options.late_link_args_static.get(&flavor) {
569             cmd.args(args);
570         }
571     }
572     for obj in &sess.target.target.options.post_link_objects {
573         cmd.arg(get_file_path(sess, obj));
574     }
575     if sess.crt_static() {
576         for obj in &sess.target.target.options.post_link_objects_crt {
577             cmd.arg(get_file_path(sess, obj));
578         }
579     }
580     if let Some(args) = sess.target.target.options.post_link_args.get(&flavor) {
581         cmd.args(args);
582     }
583     for &(ref k, ref v) in &sess.target.target.options.link_env {
584         cmd.env(k, v);
585     }
586     for k in &sess.target.target.options.link_env_remove {
587         cmd.env_remove(k);
588     }
589
590     if sess.opts.debugging_opts.print_link_args {
591         println!("{:?}", &cmd);
592     }
593
594     // May have not found libraries in the right formats.
595     sess.abort_if_errors();
596
597     // Invoke the system linker
598     info!("{:?}", &cmd);
599     let retry_on_segfault = env::var("RUSTC_RETRY_LINKER_ON_SEGFAULT").is_ok();
600     let mut prog;
601     let mut i = 0;
602     loop {
603         i += 1;
604         prog = sess.time("run_linker", || exec_linker(sess, &mut cmd, out_filename, tmpdir));
605         let output = match prog {
606             Ok(ref output) => output,
607             Err(_) => break,
608         };
609         if output.status.success() {
610             break;
611         }
612         let mut out = output.stderr.clone();
613         out.extend(&output.stdout);
614         let out = String::from_utf8_lossy(&out);
615
616         // Check to see if the link failed with "unrecognized command line option:
617         // '-no-pie'" for gcc or "unknown argument: '-no-pie'" for clang. If so,
618         // reperform the link step without the -no-pie option. This is safe because
619         // if the linker doesn't support -no-pie then it should not default to
620         // linking executables as pie. Different versions of gcc seem to use
621         // different quotes in the error message so don't check for them.
622         if sess.target.target.options.linker_is_gnu
623             && flavor != LinkerFlavor::Ld
624             && (out.contains("unrecognized command line option")
625                 || out.contains("unknown argument"))
626             && out.contains("-no-pie")
627             && cmd.get_args().iter().any(|e| e.to_string_lossy() == "-no-pie")
628         {
629             info!("linker output: {:?}", out);
630             warn!("Linker does not support -no-pie command line option. Retrying without.");
631             for arg in cmd.take_args() {
632                 if arg.to_string_lossy() != "-no-pie" {
633                     cmd.arg(arg);
634                 }
635             }
636             info!("{:?}", &cmd);
637             continue;
638         }
639
640         // Here's a terribly awful hack that really shouldn't be present in any
641         // compiler. Here an environment variable is supported to automatically
642         // retry the linker invocation if the linker looks like it segfaulted.
643         //
644         // Gee that seems odd, normally segfaults are things we want to know
645         // about!  Unfortunately though in rust-lang/rust#38878 we're
646         // experiencing the linker segfaulting on Travis quite a bit which is
647         // causing quite a bit of pain to land PRs when they spuriously fail
648         // due to a segfault.
649         //
650         // The issue #38878 has some more debugging information on it as well,
651         // but this unfortunately looks like it's just a race condition in
652         // macOS's linker with some thread pool working in the background. It
653         // seems that no one currently knows a fix for this so in the meantime
654         // we're left with this...
655         if !retry_on_segfault || i > 3 {
656             break;
657         }
658         let msg_segv = "clang: error: unable to execute command: Segmentation fault: 11";
659         let msg_bus = "clang: error: unable to execute command: Bus error: 10";
660         if out.contains(msg_segv) || out.contains(msg_bus) {
661             warn!(
662                 "looks like the linker segfaulted when we tried to call it, \
663                  automatically retrying again. cmd = {:?}, out = {}.",
664                 cmd, out,
665             );
666             continue;
667         }
668
669         if is_illegal_instruction(&output.status) {
670             warn!(
671                 "looks like the linker hit an illegal instruction when we \
672                  tried to call it, automatically retrying again. cmd = {:?}, ]\
673                  out = {}, status = {}.",
674                 cmd, out, output.status,
675             );
676             continue;
677         }
678
679         #[cfg(unix)]
680         fn is_illegal_instruction(status: &ExitStatus) -> bool {
681             use std::os::unix::prelude::*;
682             status.signal() == Some(libc::SIGILL)
683         }
684
685         #[cfg(windows)]
686         fn is_illegal_instruction(_status: &ExitStatus) -> bool {
687             false
688         }
689     }
690
691     match prog {
692         Ok(prog) => {
693             fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
694                 str::from_utf8(s).map(|s| s.to_owned()).unwrap_or_else(|_| {
695                     let mut x = "Non-UTF-8 output: ".to_string();
696                     x.extend(s.iter().flat_map(|&b| ascii::escape_default(b)).map(char::from));
697                     x
698                 })
699             }
700             if !prog.status.success() {
701                 let mut output = prog.stderr.clone();
702                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
703                 sess.struct_err(&format!(
704                     "linking with `{}` failed: {}",
705                     pname.display(),
706                     prog.status
707                 ))
708                 .note(&format!("{:?}", &cmd))
709                 .note(&escape_string(&output))
710                 .emit();
711                 sess.abort_if_errors();
712             }
713             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr));
714             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout));
715         }
716         Err(e) => {
717             let linker_not_found = e.kind() == io::ErrorKind::NotFound;
718
719             let mut linker_error = {
720                 if linker_not_found {
721                     sess.struct_err(&format!("linker `{}` not found", pname.display()))
722                 } else {
723                     sess.struct_err(&format!("could not exec the linker `{}`", pname.display()))
724                 }
725             };
726
727             linker_error.note(&e.to_string());
728
729             if !linker_not_found {
730                 linker_error.note(&format!("{:?}", &cmd));
731             }
732
733             linker_error.emit();
734
735             if sess.target.target.options.is_like_msvc && linker_not_found {
736                 sess.note_without_error(
737                     "the msvc targets depend on the msvc linker \
738                      but `link.exe` was not found",
739                 );
740                 sess.note_without_error(
741                     "please ensure that VS 2013, VS 2015, VS 2017 or VS 2019 \
742                      was installed with the Visual C++ option",
743                 );
744             }
745             sess.abort_if_errors();
746         }
747     }
748
749     // On macOS, debuggers need this utility to get run to do some munging of
750     // the symbols. Note, though, that if the object files are being preserved
751     // for their debug information there's no need for us to run dsymutil.
752     if sess.target.target.options.is_like_osx
753         && sess.opts.debuginfo != DebugInfo::None
754         && !preserve_objects_for_their_debuginfo(sess)
755     {
756         if let Err(e) = Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output() {
757             sess.fatal(&format!("failed to run dsymutil: {}", e))
758         }
759     }
760 }
761
762 fn link_sanitizer_runtime(sess: &Session, crate_type: config::CrateType, linker: &mut dyn Linker) {
763     let sanitizer = match &sess.opts.debugging_opts.sanitizer {
764         Some(s) => s,
765         None => return,
766     };
767
768     if crate_type != config::CrateType::Executable {
769         return;
770     }
771
772     let name = match sanitizer {
773         Sanitizer::Address => "asan",
774         Sanitizer::Leak => "lsan",
775         Sanitizer::Memory => "msan",
776         Sanitizer::Thread => "tsan",
777     };
778
779     let default_sysroot = filesearch::get_or_default_sysroot();
780     let default_tlib =
781         filesearch::make_target_lib_path(&default_sysroot, sess.opts.target_triple.triple());
782     let channel = option_env!("CFG_RELEASE_CHANNEL")
783         .map(|channel| format!("-{}", channel))
784         .unwrap_or_default();
785
786     match sess.opts.target_triple.triple() {
787         "x86_64-apple-darwin" => {
788             // On Apple platforms, the sanitizer is always built as a dylib, and
789             // LLVM will link to `@rpath/*.dylib`, so we need to specify an
790             // rpath to the library as well (the rpath should be absolute, see
791             // PR #41352 for details).
792             let libname = format!("rustc{}_rt.{}", channel, name);
793             let rpath = default_tlib.to_str().expect("non-utf8 component in path");
794             linker.args(&["-Wl,-rpath".into(), "-Xlinker".into(), rpath.into()]);
795             linker.link_dylib(Symbol::intern(&libname));
796         }
797         "x86_64-unknown-linux-gnu" | "x86_64-fuchsia" | "aarch64-fuchsia" => {
798             let filename = format!("librustc{}_rt.{}.a", channel, name);
799             let path = default_tlib.join(&filename);
800             linker.link_whole_rlib(&path);
801         }
802         _ => {}
803     }
804 }
805
806 /// Returns a boolean indicating whether the specified crate should be ignored
807 /// during LTO.
808 ///
809 /// Crates ignored during LTO are not lumped together in the "massive object
810 /// file" that we create and are linked in their normal rlib states. See
811 /// comments below for what crates do not participate in LTO.
812 ///
813 /// It's unusual for a crate to not participate in LTO. Typically only
814 /// compiler-specific and unstable crates have a reason to not participate in
815 /// LTO.
816 pub fn ignored_for_lto(sess: &Session, info: &CrateInfo, cnum: CrateNum) -> bool {
817     // If our target enables builtin function lowering in LLVM then the
818     // crates providing these functions don't participate in LTO (e.g.
819     // no_builtins or compiler builtins crates).
820     !sess.target.target.options.no_builtins
821         && (info.compiler_builtins == Some(cnum) || info.is_no_builtins.contains(&cnum))
822 }
823
824 pub fn linker_and_flavor(sess: &Session) -> (PathBuf, LinkerFlavor) {
825     fn infer_from(
826         sess: &Session,
827         linker: Option<PathBuf>,
828         flavor: Option<LinkerFlavor>,
829     ) -> Option<(PathBuf, LinkerFlavor)> {
830         match (linker, flavor) {
831             (Some(linker), Some(flavor)) => Some((linker, flavor)),
832             // only the linker flavor is known; use the default linker for the selected flavor
833             (None, Some(flavor)) => Some((
834                 PathBuf::from(match flavor {
835                     LinkerFlavor::Em => {
836                         if cfg!(windows) {
837                             "emcc.bat"
838                         } else {
839                             "emcc"
840                         }
841                     }
842                     LinkerFlavor::Gcc => "cc",
843                     LinkerFlavor::Ld => "ld",
844                     LinkerFlavor::Msvc => "link.exe",
845                     LinkerFlavor::Lld(_) => "lld",
846                     LinkerFlavor::PtxLinker => "rust-ptx-linker",
847                 }),
848                 flavor,
849             )),
850             (Some(linker), None) => {
851                 let stem = linker.file_stem().and_then(|stem| stem.to_str()).unwrap_or_else(|| {
852                     sess.fatal("couldn't extract file stem from specified linker")
853                 });
854
855                 let flavor = if stem == "emcc" {
856                     LinkerFlavor::Em
857                 } else if stem == "gcc"
858                     || stem.ends_with("-gcc")
859                     || stem == "clang"
860                     || stem.ends_with("-clang")
861                 {
862                     LinkerFlavor::Gcc
863                 } else if stem == "ld" || stem == "ld.lld" || stem.ends_with("-ld") {
864                     LinkerFlavor::Ld
865                 } else if stem == "link" || stem == "lld-link" {
866                     LinkerFlavor::Msvc
867                 } else if stem == "lld" || stem == "rust-lld" {
868                     LinkerFlavor::Lld(sess.target.target.options.lld_flavor)
869                 } else {
870                     // fall back to the value in the target spec
871                     sess.target.target.linker_flavor
872                 };
873
874                 Some((linker, flavor))
875             }
876             (None, None) => None,
877         }
878     }
879
880     // linker and linker flavor specified via command line have precedence over what the target
881     // specification specifies
882     if let Some(ret) = infer_from(sess, sess.opts.cg.linker.clone(), sess.opts.cg.linker_flavor) {
883         return ret;
884     }
885
886     if let Some(ret) = infer_from(
887         sess,
888         sess.target.target.options.linker.clone().map(PathBuf::from),
889         Some(sess.target.target.linker_flavor),
890     ) {
891         return ret;
892     }
893
894     bug!("Not enough information provided to determine how to invoke the linker");
895 }
896
897 /// Returns a boolean indicating whether we should preserve the object files on
898 /// the filesystem for their debug information. This is often useful with
899 /// split-dwarf like schemes.
900 pub fn preserve_objects_for_their_debuginfo(sess: &Session) -> bool {
901     // If the objects don't have debuginfo there's nothing to preserve.
902     if sess.opts.debuginfo == config::DebugInfo::None {
903         return false;
904     }
905
906     // If we're only producing artifacts that are archives, no need to preserve
907     // the objects as they're losslessly contained inside the archives.
908     let output_linked = sess
909         .crate_types
910         .borrow()
911         .iter()
912         .any(|&x| x != config::CrateType::Rlib && x != config::CrateType::Staticlib);
913     if !output_linked {
914         return false;
915     }
916
917     // If we're on OSX then the equivalent of split dwarf is turned on by
918     // default. The final executable won't actually have any debug information
919     // except it'll have pointers to elsewhere. Historically we've always run
920     // `dsymutil` to "link all the dwarf together" but this is actually sort of
921     // a bummer for incremental compilation! (the whole point of split dwarf is
922     // that you don't do this sort of dwarf link).
923     //
924     // Basically as a result this just means that if we're on OSX and we're
925     // *not* running dsymutil then the object files are the only source of truth
926     // for debug information, so we must preserve them.
927     if sess.target.target.options.is_like_osx {
928         match sess.opts.debugging_opts.run_dsymutil {
929             // dsymutil is not being run, preserve objects
930             Some(false) => return true,
931
932             // dsymutil is being run, no need to preserve the objects
933             Some(true) => return false,
934
935             // The default historical behavior was to always run dsymutil, so
936             // we're preserving that temporarily, but we're likely to switch the
937             // default soon.
938             None => return false,
939         }
940     }
941
942     false
943 }
944
945 pub fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
946     sess.target_filesearch(PathKind::Native).search_path_dirs()
947 }
948
949 enum RlibFlavor {
950     Normal,
951     StaticlibBase,
952 }
953
954 pub fn print_native_static_libs(sess: &Session, all_native_libs: &[NativeLibrary]) {
955     let lib_args: Vec<_> = all_native_libs
956         .iter()
957         .filter(|l| relevant_lib(sess, l))
958         .filter_map(|lib| {
959             let name = lib.name?;
960             match lib.kind {
961                 NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle | NativeLibraryKind::NativeUnknown => {
962                     if sess.target.target.options.is_like_msvc {
963                         Some(format!("{}.lib", name))
964                     } else {
965                         Some(format!("-l{}", name))
966                     }
967                 }
968                 NativeLibraryKind::NativeFramework => {
969                     // ld-only syntax, since there are no frameworks in MSVC
970                     Some(format!("-framework {}", name))
971                 }
972                 // These are included, no need to print them
973                 NativeLibraryKind::NativeStatic | NativeLibraryKind::NativeRawDylib => None,
974             }
975         })
976         .collect();
977     if !lib_args.is_empty() {
978         sess.note_without_error(
979             "Link against the following native artifacts when linking \
980                                  against this static library. The order and any duplication \
981                                  can be significant on some platforms.",
982         );
983         // Prefix for greppability
984         sess.note_without_error(&format!("native-static-libs: {}", &lib_args.join(" ")));
985     }
986 }
987
988 // Because windows-gnu target is meant to be self-contained for pure Rust code it bundles
989 // own mingw-w64 libraries. These libraries are usually not compatible with mingw-w64
990 // installed in the system. This breaks many cases where Rust is mixed with other languages
991 // (e.g. *-sys crates).
992 // We prefer system mingw-w64 libraries if they are available to avoid this issue.
993 fn get_crt_libs_path(sess: &Session) -> Option<PathBuf> {
994     fn find_exe_in_path<P>(exe_name: P) -> Option<PathBuf>
995     where
996         P: AsRef<Path>,
997     {
998         for dir in env::split_paths(&env::var_os("PATH")?) {
999             let full_path = dir.join(&exe_name);
1000             if full_path.is_file() {
1001                 return Some(fix_windows_verbatim_for_gcc(&full_path));
1002             }
1003         }
1004         None
1005     }
1006
1007     fn probe(sess: &Session) -> Option<PathBuf> {
1008         if let (linker, LinkerFlavor::Gcc) = linker_and_flavor(&sess) {
1009             let linker_path = if cfg!(windows) && linker.extension().is_none() {
1010                 linker.with_extension("exe")
1011             } else {
1012                 linker
1013             };
1014             if let Some(linker_path) = find_exe_in_path(linker_path) {
1015                 let mingw_arch = match &sess.target.target.arch {
1016                     x if x == "x86" => "i686",
1017                     x => x,
1018                 };
1019                 let mingw_bits = &sess.target.target.target_pointer_width;
1020                 let mingw_dir = format!("{}-w64-mingw32", mingw_arch);
1021                 // Here we have path/bin/gcc but we need path/
1022                 let mut path = linker_path;
1023                 path.pop();
1024                 path.pop();
1025                 // Loosely based on Clang MinGW driver
1026                 let probe_paths = vec![
1027                     path.join(&mingw_dir).join("lib"),                // Typical path
1028                     path.join(&mingw_dir).join("sys-root/mingw/lib"), // Rare path
1029                     path.join(format!(
1030                         "lib/mingw/tools/install/mingw{}/{}/lib",
1031                         &mingw_bits, &mingw_dir
1032                     )), // Chocolatey is creative
1033                 ];
1034                 for probe_path in probe_paths {
1035                     if probe_path.join("crt2.o").exists() {
1036                         return Some(probe_path);
1037                     };
1038                 }
1039             };
1040         };
1041         None
1042     }
1043
1044     let mut system_library_path = sess.system_library_path.borrow_mut();
1045     match &*system_library_path {
1046         Some(Some(compiler_libs_path)) => Some(compiler_libs_path.clone()),
1047         Some(None) => None,
1048         None => {
1049             let path = probe(sess);
1050             *system_library_path = Some(path.clone());
1051             path
1052         }
1053     }
1054 }
1055
1056 pub fn get_file_path(sess: &Session, name: &str) -> PathBuf {
1057     // prefer system {,dll}crt2.o libs, see get_crt_libs_path comment for more details
1058     if sess.target.target.llvm_target.contains("windows-gnu") {
1059         if let Some(compiler_libs_path) = get_crt_libs_path(sess) {
1060             let file_path = compiler_libs_path.join(name);
1061             if file_path.exists() {
1062                 return file_path;
1063             }
1064         }
1065     }
1066     let fs = sess.target_filesearch(PathKind::Native);
1067     let file_path = fs.get_lib_path().join(name);
1068     if file_path.exists() {
1069         return file_path;
1070     }
1071     for search_path in fs.search_paths() {
1072         let file_path = search_path.dir.join(name);
1073         if file_path.exists() {
1074             return file_path;
1075         }
1076     }
1077     PathBuf::from(name)
1078 }
1079
1080 pub fn exec_linker(
1081     sess: &Session,
1082     cmd: &mut Command,
1083     out_filename: &Path,
1084     tmpdir: &Path,
1085 ) -> io::Result<Output> {
1086     // When attempting to spawn the linker we run a risk of blowing out the
1087     // size limits for spawning a new process with respect to the arguments
1088     // we pass on the command line.
1089     //
1090     // Here we attempt to handle errors from the OS saying "your list of
1091     // arguments is too big" by reinvoking the linker again with an `@`-file
1092     // that contains all the arguments. The theory is that this is then
1093     // accepted on all linkers and the linker will read all its options out of
1094     // there instead of looking at the command line.
1095     if !cmd.very_likely_to_exceed_some_spawn_limit() {
1096         match cmd.command().stdout(Stdio::piped()).stderr(Stdio::piped()).spawn() {
1097             Ok(child) => {
1098                 let output = child.wait_with_output();
1099                 flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1100                 return output;
1101             }
1102             Err(ref e) if command_line_too_big(e) => {
1103                 info!("command line to linker was too big: {}", e);
1104             }
1105             Err(e) => return Err(e),
1106         }
1107     }
1108
1109     info!("falling back to passing arguments to linker via an @-file");
1110     let mut cmd2 = cmd.clone();
1111     let mut args = String::new();
1112     for arg in cmd2.take_args() {
1113         args.push_str(
1114             &Escape {
1115                 arg: arg.to_str().unwrap(),
1116                 is_like_msvc: sess.target.target.options.is_like_msvc,
1117             }
1118             .to_string(),
1119         );
1120         args.push_str("\n");
1121     }
1122     let file = tmpdir.join("linker-arguments");
1123     let bytes = if sess.target.target.options.is_like_msvc {
1124         let mut out = Vec::with_capacity((1 + args.len()) * 2);
1125         // start the stream with a UTF-16 BOM
1126         for c in std::iter::once(0xFEFF).chain(args.encode_utf16()) {
1127             // encode in little endian
1128             out.push(c as u8);
1129             out.push((c >> 8) as u8);
1130         }
1131         out
1132     } else {
1133         args.into_bytes()
1134     };
1135     fs::write(&file, &bytes)?;
1136     cmd2.arg(format!("@{}", file.display()));
1137     info!("invoking linker {:?}", cmd2);
1138     let output = cmd2.output();
1139     flush_linked_file(&output, out_filename)?;
1140     return output;
1141
1142     #[cfg(unix)]
1143     fn flush_linked_file(_: &io::Result<Output>, _: &Path) -> io::Result<()> {
1144         Ok(())
1145     }
1146
1147     #[cfg(windows)]
1148     fn flush_linked_file(
1149         command_output: &io::Result<Output>,
1150         out_filename: &Path,
1151     ) -> io::Result<()> {
1152         // On Windows, under high I/O load, output buffers are sometimes not flushed,
1153         // even long after process exit, causing nasty, non-reproducible output bugs.
1154         //
1155         // File::sync_all() calls FlushFileBuffers() down the line, which solves the problem.
1156         //
1157         // А full writeup of the original Chrome bug can be found at
1158         // randomascii.wordpress.com/2018/02/25/compiler-bug-linker-bug-windows-kernel-bug/amp
1159
1160         if let &Ok(ref out) = command_output {
1161             if out.status.success() {
1162                 if let Ok(of) = fs::OpenOptions::new().write(true).open(out_filename) {
1163                     of.sync_all()?;
1164                 }
1165             }
1166         }
1167
1168         Ok(())
1169     }
1170
1171     #[cfg(unix)]
1172     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1173         err.raw_os_error() == Some(::libc::E2BIG)
1174     }
1175
1176     #[cfg(windows)]
1177     fn command_line_too_big(err: &io::Error) -> bool {
1178         const ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE: i32 = 206;
1179         err.raw_os_error() == Some(ERROR_FILENAME_EXCED_RANGE)
1180     }
1181
1182     struct Escape<'a> {
1183         arg: &'a str,
1184         is_like_msvc: bool,
1185     }
1186
1187     impl<'a> fmt::Display for Escape<'a> {
1188         fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1189             if self.is_like_msvc {
1190                 // This is "documented" at
1191                 // https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/at-specify-a-linker-response-file
1192                 //
1193                 // Unfortunately there's not a great specification of the
1194                 // syntax I could find online (at least) but some local
1195                 // testing showed that this seemed sufficient-ish to catch
1196                 // at least a few edge cases.
1197                 write!(f, "\"")?;
1198                 for c in self.arg.chars() {
1199                     match c {
1200                         '"' => write!(f, "\\{}", c)?,
1201                         c => write!(f, "{}", c)?,
1202                     }
1203                 }
1204                 write!(f, "\"")?;
1205             } else {
1206                 // This is documented at https://linux.die.net/man/1/ld, namely:
1207                 //
1208                 // > Options in file are separated by whitespace. A whitespace
1209                 // > character may be included in an option by surrounding the
1210                 // > entire option in either single or double quotes. Any
1211                 // > character (including a backslash) may be included by
1212                 // > prefixing the character to be included with a backslash.
1213                 //
1214                 // We put an argument on each line, so all we need to do is
1215                 // ensure the line is interpreted as one whole argument.
1216                 for c in self.arg.chars() {
1217                     match c {
1218                         '\\' | ' ' => write!(f, "\\{}", c)?,
1219                         c => write!(f, "{}", c)?,
1220                     }
1221                 }
1222             }
1223             Ok(())
1224         }
1225     }
1226 }
1227
1228 fn link_args<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1229     cmd: &mut dyn Linker,
1230     flavor: LinkerFlavor,
1231     sess: &'a Session,
1232     crate_type: config::CrateType,
1233     tmpdir: &Path,
1234     out_filename: &Path,
1235     codegen_results: &CodegenResults,
1236 ) {
1237     // Linker plugins should be specified early in the list of arguments
1238     cmd.linker_plugin_lto();
1239
1240     // The default library location, we need this to find the runtime.
1241     // The location of crates will be determined as needed.
1242     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
1243
1244     // target descriptor
1245     let t = &sess.target.target;
1246
1247     // prefer system mingw-w64 libs, see get_crt_libs_path comment for more details
1248     if cfg!(windows) && sess.target.target.llvm_target.contains("windows-gnu") {
1249         if let Some(compiler_libs_path) = get_crt_libs_path(sess) {
1250             cmd.include_path(&compiler_libs_path);
1251         }
1252     }
1253
1254     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
1255
1256     for obj in codegen_results.modules.iter().filter_map(|m| m.object.as_ref()) {
1257         cmd.add_object(obj);
1258     }
1259     cmd.output_filename(out_filename);
1260
1261     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.target.target.options.is_like_windows {
1262         if let Some(ref s) = codegen_results.windows_subsystem {
1263             cmd.subsystem(s);
1264         }
1265     }
1266
1267     // If we're building something like a dynamic library then some platforms
1268     // need to make sure that all symbols are exported correctly from the
1269     // dynamic library.
1270     cmd.export_symbols(tmpdir, crate_type);
1271
1272     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
1273     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
1274     // object file, so we link that in here.
1275     if crate_type == config::CrateType::Dylib || crate_type == config::CrateType::ProcMacro {
1276         let obj = codegen_results.metadata_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
1277         if let Some(obj) = obj {
1278             cmd.add_object(obj);
1279         }
1280     }
1281
1282     let obj = codegen_results.allocator_module.as_ref().and_then(|m| m.object.as_ref());
1283     if let Some(obj) = obj {
1284         cmd.add_object(obj);
1285     }
1286
1287     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
1288     // sections if possible. See more comments in linker.rs
1289     if !sess.opts.cg.link_dead_code {
1290         let keep_metadata = crate_type == config::CrateType::Dylib;
1291         cmd.gc_sections(keep_metadata);
1292     }
1293
1294     let used_link_args = &codegen_results.crate_info.link_args;
1295
1296     if crate_type == config::CrateType::Executable {
1297         let mut position_independent_executable = false;
1298
1299         if t.options.position_independent_executables {
1300             let empty_vec = Vec::new();
1301             let args = sess.opts.cg.link_args.as_ref().unwrap_or(&empty_vec);
1302             let more_args = &sess.opts.cg.link_arg;
1303             let mut args = args.iter().chain(more_args.iter()).chain(used_link_args.iter());
1304
1305             if is_pic(sess) && !sess.crt_static() && !args.any(|x| *x == "-static") {
1306                 position_independent_executable = true;
1307             }
1308         }
1309
1310         if position_independent_executable {
1311             cmd.position_independent_executable();
1312         } else {
1313             // recent versions of gcc can be configured to generate position
1314             // independent executables by default. We have to pass -no-pie to
1315             // explicitly turn that off. Not applicable to ld.
1316             if sess.target.target.options.linker_is_gnu && flavor != LinkerFlavor::Ld {
1317                 cmd.no_position_independent_executable();
1318             }
1319         }
1320     }
1321
1322     let relro_level = match sess.opts.debugging_opts.relro_level {
1323         Some(level) => level,
1324         None => t.options.relro_level,
1325     };
1326     match relro_level {
1327         RelroLevel::Full => {
1328             cmd.full_relro();
1329         }
1330         RelroLevel::Partial => {
1331             cmd.partial_relro();
1332         }
1333         RelroLevel::Off => {
1334             cmd.no_relro();
1335         }
1336         RelroLevel::None => {}
1337     }
1338
1339     // Pass optimization flags down to the linker.
1340     cmd.optimize();
1341
1342     // Pass debuginfo flags down to the linker.
1343     cmd.debuginfo();
1344
1345     // We want to, by default, prevent the compiler from accidentally leaking in
1346     // any system libraries, so we may explicitly ask linkers to not link to any
1347     // libraries by default. Note that this does not happen for windows because
1348     // windows pulls in some large number of libraries and I couldn't quite
1349     // figure out which subset we wanted.
1350     //
1351     // This is all naturally configurable via the standard methods as well.
1352     if !sess.opts.cg.default_linker_libraries.unwrap_or(false) && t.options.no_default_libraries {
1353         cmd.no_default_libraries();
1354     }
1355
1356     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
1357     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
1358     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
1359     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
1360     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
1361     //
1362     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
1363     // such:
1364     //
1365     // 1. The local object that LLVM just generated
1366     // 2. Local native libraries
1367     // 3. Upstream rust libraries
1368     // 4. Upstream native libraries
1369     //
1370     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
1371     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
1372     // depend on what we just generated (e.g., that'd be a circular dependency).
1373     // Upstream rust libraries are not allowed to depend on our local native
1374     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
1375     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
1376     //
1377     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
1378     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
1379     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
1380     // in this DAG so far because they're only dylibs and dylibs can only depend
1381     // on other dylibs (e.g., other native deps).
1382     add_local_native_libraries(cmd, sess, codegen_results);
1383     add_upstream_rust_crates::<B>(cmd, sess, codegen_results, crate_type, tmpdir);
1384     add_upstream_native_libraries(cmd, sess, codegen_results, crate_type);
1385
1386     // Tell the linker what we're doing.
1387     if crate_type != config::CrateType::Executable {
1388         cmd.build_dylib(out_filename);
1389     }
1390     if crate_type == config::CrateType::Executable && sess.crt_static() {
1391         cmd.build_static_executable();
1392     }
1393
1394     if sess.opts.cg.profile_generate.enabled() {
1395         cmd.pgo_gen();
1396     }
1397
1398     if sess.opts.debugging_opts.control_flow_guard != CFGuard::Disabled {
1399         cmd.control_flow_guard();
1400     }
1401
1402     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
1403     // where extern libraries might live, based on the
1404     // addl_lib_search_paths
1405     if sess.opts.cg.rpath {
1406         let target_triple = sess.opts.target_triple.triple();
1407         let mut get_install_prefix_lib_path = || {
1408             let install_prefix = option_env!("CFG_PREFIX").expect("CFG_PREFIX");
1409             let tlib = filesearch::relative_target_lib_path(&sess.sysroot, target_triple);
1410             let mut path = PathBuf::from(install_prefix);
1411             path.push(&tlib);
1412
1413             path
1414         };
1415         let mut rpath_config = RPathConfig {
1416             used_crates: &codegen_results.crate_info.used_crates_dynamic,
1417             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
1418             has_rpath: sess.target.target.options.has_rpath,
1419             is_like_osx: sess.target.target.options.is_like_osx,
1420             linker_is_gnu: sess.target.target.options.linker_is_gnu,
1421             get_install_prefix_lib_path: &mut get_install_prefix_lib_path,
1422         };
1423         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
1424     }
1425
1426     // Finally add all the linker arguments provided on the command line along
1427     // with any #[link_args] attributes found inside the crate
1428     if let Some(ref args) = sess.opts.cg.link_args {
1429         cmd.args(args);
1430     }
1431     cmd.args(&sess.opts.cg.link_arg);
1432     cmd.args(&used_link_args);
1433 }
1434
1435 // # Native library linking
1436 //
1437 // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are
1438 // the same paths used to find Rust crates, so some of them may have been
1439 // added already by the previous crate linking code. This only allows them
1440 // to be found at compile time so it is still entirely up to outside
1441 // forces to make sure that library can be found at runtime.
1442 //
1443 // Also note that the native libraries linked here are only the ones located
1444 // in the current crate. Upstream crates with native library dependencies
1445 // may have their native library pulled in above.
1446 pub fn add_local_native_libraries(
1447     cmd: &mut dyn Linker,
1448     sess: &Session,
1449     codegen_results: &CodegenResults,
1450 ) {
1451     let filesearch = sess.target_filesearch(PathKind::All);
1452     for search_path in filesearch.search_paths() {
1453         match search_path.kind {
1454             PathKind::Framework => {
1455                 cmd.framework_path(&search_path.dir);
1456             }
1457             _ => {
1458                 cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&search_path.dir));
1459             }
1460         }
1461     }
1462
1463     let relevant_libs =
1464         codegen_results.crate_info.used_libraries.iter().filter(|l| relevant_lib(sess, l));
1465
1466     let search_path = archive_search_paths(sess);
1467     for lib in relevant_libs {
1468         let name = match lib.name {
1469             Some(l) => l,
1470             None => continue,
1471         };
1472         match lib.kind {
1473             NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(name),
1474             NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(name),
1475             NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle => cmd.link_staticlib(name),
1476             NativeLibraryKind::NativeStatic => cmd.link_whole_staticlib(name, &search_path),
1477             NativeLibraryKind::NativeRawDylib => {
1478                 // FIXME(#58713): Proper handling for raw dylibs.
1479                 bug!("raw_dylib feature not yet implemented");
1480             }
1481         }
1482     }
1483 }
1484
1485 // # Rust Crate linking
1486 //
1487 // Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All
1488 // dependencies will be linked when producing the final output (instead of
1489 // the intermediate rlib version)
1490 fn add_upstream_rust_crates<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1491     cmd: &mut dyn Linker,
1492     sess: &'a Session,
1493     codegen_results: &CodegenResults,
1494     crate_type: config::CrateType,
1495     tmpdir: &Path,
1496 ) {
1497     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
1498     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
1499     // output of that module, adding crates as necessary.
1500     //
1501     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
1502     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
1503     // involves just passing the right -l flag.
1504
1505     let (_, data) = codegen_results
1506         .crate_info
1507         .dependency_formats
1508         .iter()
1509         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
1510         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
1511
1512     // Invoke get_used_crates to ensure that we get a topological sorting of
1513     // crates.
1514     let deps = &codegen_results.crate_info.used_crates_dynamic;
1515
1516     // There's a few internal crates in the standard library (aka libcore and
1517     // libstd) which actually have a circular dependence upon one another. This
1518     // currently arises through "weak lang items" where libcore requires things
1519     // like `rust_begin_unwind` but libstd ends up defining it. To get this
1520     // circular dependence to work correctly in all situations we'll need to be
1521     // sure to correctly apply the `--start-group` and `--end-group` options to
1522     // GNU linkers, otherwise if we don't use any other symbol from the standard
1523     // library it'll get discarded and the whole application won't link.
1524     //
1525     // In this loop we're calculating the `group_end`, after which crate to
1526     // pass `--end-group` and `group_start`, before which crate to pass
1527     // `--start-group`. We currently do this by passing `--end-group` after
1528     // the first crate (when iterating backwards) that requires a lang item
1529     // defined somewhere else. Once that's set then when we've defined all the
1530     // necessary lang items we'll pass `--start-group`.
1531     //
1532     // Note that this isn't amazing logic for now but it should do the trick
1533     // for the current implementation of the standard library.
1534     let mut group_end = None;
1535     let mut group_start = None;
1536     // Crates available for linking thus far.
1537     let mut available = FxHashSet::default();
1538     // Crates required to satisfy dependencies discovered so far.
1539     let mut required = FxHashSet::default();
1540
1541     let info = &codegen_results.crate_info;
1542     for &(cnum, _) in deps.iter().rev() {
1543         if let Some(missing) = info.missing_lang_items.get(&cnum) {
1544             let missing_crates = missing.iter().map(|i| info.lang_item_to_crate.get(i).copied());
1545             required.extend(missing_crates);
1546         }
1547
1548         required.insert(Some(cnum));
1549         available.insert(Some(cnum));
1550
1551         if required.len() > available.len() && group_end.is_none() {
1552             group_end = Some(cnum);
1553         }
1554         if required.len() == available.len() && group_end.is_some() {
1555             group_start = Some(cnum);
1556             break;
1557         }
1558     }
1559
1560     // If we didn't end up filling in all lang items from upstream crates then
1561     // we'll be filling it in with our crate. This probably means we're the
1562     // standard library itself, so skip this for now.
1563     if group_end.is_some() && group_start.is_none() {
1564         group_end = None;
1565     }
1566
1567     let mut compiler_builtins = None;
1568
1569     for &(cnum, _) in deps.iter() {
1570         if group_start == Some(cnum) {
1571             cmd.group_start();
1572         }
1573
1574         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may
1575         // appear statically in an existing dylib, meaning we'll pick up all the
1576         // symbols from the dylib.
1577         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
1578         match data[cnum.as_usize() - 1] {
1579             _ if codegen_results.crate_info.profiler_runtime == Some(cnum) => {
1580                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1581             }
1582             // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
1583             // linked correctly.
1584             _ if codegen_results.crate_info.compiler_builtins == Some(cnum) => {
1585                 assert!(compiler_builtins.is_none());
1586                 compiler_builtins = Some(cnum);
1587             }
1588             Linkage::NotLinked | Linkage::IncludedFromDylib => {}
1589             Linkage::Static => {
1590                 add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1591             }
1592             Linkage::Dynamic => add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.as_ref().unwrap().0),
1593         }
1594
1595         if group_end == Some(cnum) {
1596             cmd.group_end();
1597         }
1598     }
1599
1600     // compiler-builtins are always placed last to ensure that they're
1601     // linked correctly.
1602     // We must always link the `compiler_builtins` crate statically. Even if it
1603     // was already "included" in a dylib (e.g., `libstd` when `-C prefer-dynamic`
1604     // is used)
1605     if let Some(cnum) = compiler_builtins {
1606         add_static_crate::<B>(cmd, sess, codegen_results, tmpdir, crate_type, cnum);
1607     }
1608
1609     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
1610     fn unlib<'a>(config: &config::Config, stem: &'a str) -> &'a str {
1611         if stem.starts_with("lib") && !config.target.options.is_like_windows {
1612             &stem[3..]
1613         } else {
1614             stem
1615         }
1616     }
1617
1618     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
1619     // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO and
1620     // dynamic libraries. Specifically:
1621     //
1622     // * For LTO, we remove upstream object files.
1623     // * For dylibs we remove metadata and bytecode from upstream rlibs
1624     //
1625     // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
1626     // libraries has already been included in our object file output. As a
1627     // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
1628     // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
1629     // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
1630     // it may contain static native libraries which must be linked in.
1631     //
1632     // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
1633     // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
1634     // still be passed to the linker.
1635     //
1636     // When making a dynamic library, linkers by default don't include any
1637     // object files in an archive if they're not necessary to resolve the link.
1638     // We basically want to convert the archive (rlib) to a dylib, though, so we
1639     // *do* want everything included in the output, regardless of whether the
1640     // linker thinks it's needed or not. As a result we must use the
1641     // --whole-archive option (or the platform equivalent). When using this
1642     // option the linker will fail if there are non-objects in the archive (such
1643     // as our own metadata and/or bytecode). All in all, for rlibs to be
1644     // entirely included in dylibs, we need to remove all non-object files.
1645     //
1646     // Note, however, that if we're not doing LTO or we're not producing a dylib
1647     // (aka we're making an executable), we can just pass the rlib blindly to
1648     // the linker (fast) because it's fine if it's not actually included as
1649     // we're at the end of the dependency chain.
1650     fn add_static_crate<'a, B: ArchiveBuilder<'a>>(
1651         cmd: &mut dyn Linker,
1652         sess: &'a Session,
1653         codegen_results: &CodegenResults,
1654         tmpdir: &Path,
1655         crate_type: config::CrateType,
1656         cnum: CrateNum,
1657     ) {
1658         let src = &codegen_results.crate_info.used_crate_source[&cnum];
1659         let cratepath = &src.rlib.as_ref().unwrap().0;
1660
1661         // See the comment above in `link_staticlib` and `link_rlib` for why if
1662         // there's a static library that's not relevant we skip all object
1663         // files.
1664         let native_libs = &codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum];
1665         let skip_native = native_libs
1666             .iter()
1667             .any(|lib| lib.kind == NativeLibraryKind::NativeStatic && !relevant_lib(sess, lib));
1668
1669         if (!are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
1670             || ignored_for_lto(sess, &codegen_results.crate_info, cnum))
1671             && crate_type != config::CrateType::Dylib
1672             && !skip_native
1673         {
1674             cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(cratepath));
1675             return;
1676         }
1677
1678         let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
1679         let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
1680         let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
1681
1682         sess.prof.generic_activity_with_arg("link_altering_rlib", name).run(|| {
1683             let mut archive = <B as ArchiveBuilder>::new(sess, &dst, Some(cratepath));
1684             archive.update_symbols();
1685
1686             let mut any_objects = false;
1687             for f in archive.src_files() {
1688                 if f.ends_with(RLIB_BYTECODE_EXTENSION) || f == METADATA_FILENAME {
1689                     archive.remove_file(&f);
1690                     continue;
1691                 }
1692
1693                 let canonical = f.replace("-", "_");
1694                 let canonical_name = name.replace("-", "_");
1695
1696                 let is_rust_object =
1697                     canonical.starts_with(&canonical_name) && looks_like_rust_object_file(&f);
1698
1699                 // If we've been requested to skip all native object files
1700                 // (those not generated by the rust compiler) then we can skip
1701                 // this file. See above for why we may want to do this.
1702                 let skip_because_cfg_say_so = skip_native && !is_rust_object;
1703
1704                 // If we're performing LTO and this is a rust-generated object
1705                 // file, then we don't need the object file as it's part of the
1706                 // LTO module. Note that `#![no_builtins]` is excluded from LTO,
1707                 // though, so we let that object file slide.
1708                 let skip_because_lto = are_upstream_rust_objects_already_included(sess)
1709                     && is_rust_object
1710                     && (sess.target.target.options.no_builtins
1711                         || !codegen_results.crate_info.is_no_builtins.contains(&cnum));
1712
1713                 if skip_because_cfg_say_so || skip_because_lto {
1714                     archive.remove_file(&f);
1715                 } else {
1716                     any_objects = true;
1717                 }
1718             }
1719
1720             if !any_objects {
1721                 return;
1722             }
1723             archive.build();
1724
1725             // If we're creating a dylib, then we need to include the
1726             // whole of each object in our archive into that artifact. This is
1727             // because a `dylib` can be reused as an intermediate artifact.
1728             //
1729             // Note, though, that we don't want to include the whole of a
1730             // compiler-builtins crate (e.g., compiler-rt) because it'll get
1731             // repeatedly linked anyway.
1732             if crate_type == config::CrateType::Dylib
1733                 && codegen_results.crate_info.compiler_builtins != Some(cnum)
1734             {
1735                 cmd.link_whole_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1736             } else {
1737                 cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1738             }
1739         });
1740     }
1741
1742     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
1743     fn add_dynamic_crate(cmd: &mut dyn Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
1744         // Just need to tell the linker about where the library lives and
1745         // what its name is
1746         let parent = cratepath.parent();
1747         if let Some(dir) = parent {
1748             cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
1749         }
1750         let filestem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
1751         cmd.link_rust_dylib(
1752             Symbol::intern(&unlib(&sess.target, filestem)),
1753             parent.unwrap_or(Path::new("")),
1754         );
1755     }
1756 }
1757
1758 // Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that
1759 // all of these upstream native dependencies are all non-static
1760 // dependencies. We've got two cases then:
1761 //
1762 // 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the
1763 // native dependency because the rlib is just an archive.
1764 //
1765 // 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to
1766 // have the dependency present on the system somewhere. Thus, we don't
1767 // gain a whole lot from not linking in the dynamic dependency to this
1768 // crate as well.
1769 //
1770 // The use case for this is a little subtle. In theory the native
1771 // dependencies of a crate are purely an implementation detail of the crate
1772 // itself, but the problem arises with generic and inlined functions. If a
1773 // generic function calls a native function, then the generic function must
1774 // be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must
1775 // also be resolved in the target crate.
1776 pub fn add_upstream_native_libraries(
1777     cmd: &mut dyn Linker,
1778     sess: &Session,
1779     codegen_results: &CodegenResults,
1780     crate_type: config::CrateType,
1781 ) {
1782     // Be sure to use a topological sorting of crates because there may be
1783     // interdependencies between native libraries. When passing -nodefaultlibs,
1784     // for example, almost all native libraries depend on libc, so we have to
1785     // make sure that's all the way at the right (liblibc is near the base of
1786     // the dependency chain).
1787     //
1788     // This passes RequireStatic, but the actual requirement doesn't matter,
1789     // we're just getting an ordering of crate numbers, we're not worried about
1790     // the paths.
1791     let (_, data) = codegen_results
1792         .crate_info
1793         .dependency_formats
1794         .iter()
1795         .find(|(ty, _)| *ty == crate_type)
1796         .expect("failed to find crate type in dependency format list");
1797
1798     let crates = &codegen_results.crate_info.used_crates_static;
1799     for &(cnum, _) in crates {
1800         for lib in codegen_results.crate_info.native_libraries[&cnum].iter() {
1801             let name = match lib.name {
1802                 Some(l) => l,
1803                 None => continue,
1804             };
1805             if !relevant_lib(sess, &lib) {
1806                 continue;
1807             }
1808             match lib.kind {
1809                 NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(name),
1810                 NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(name),
1811                 NativeLibraryKind::NativeStaticNobundle => {
1812                     // Link "static-nobundle" native libs only if the crate they originate from
1813                     // is being linked statically to the current crate.  If it's linked dynamically
1814                     // or is an rlib already included via some other dylib crate, the symbols from
1815                     // native libs will have already been included in that dylib.
1816                     if data[cnum.as_usize() - 1] == Linkage::Static {
1817                         cmd.link_staticlib(name)
1818                     }
1819                 }
1820                 // ignore statically included native libraries here as we've
1821                 // already included them when we included the rust library
1822                 // previously
1823                 NativeLibraryKind::NativeStatic => {}
1824                 NativeLibraryKind::NativeRawDylib => {
1825                     // FIXME(#58713): Proper handling for raw dylibs.
1826                     bug!("raw_dylib feature not yet implemented");
1827                 }
1828             }
1829         }
1830     }
1831 }
1832
1833 pub fn relevant_lib(sess: &Session, lib: &NativeLibrary) -> bool {
1834     match lib.cfg {
1835         Some(ref cfg) => rustc_attr::cfg_matches(cfg, &sess.parse_sess, None),
1836         None => true,
1837     }
1838 }
1839
1840 pub fn are_upstream_rust_objects_already_included(sess: &Session) -> bool {
1841     match sess.lto() {
1842         config::Lto::Fat => true,
1843         config::Lto::Thin => {
1844             // If we defer LTO to the linker, we haven't run LTO ourselves, so
1845             // any upstream object files have not been copied yet.
1846             !sess.opts.cg.linker_plugin_lto.enabled()
1847         }
1848         config::Lto::No | config::Lto::ThinLocal => false,
1849     }
1850 }
1851
1852 fn is_pic(sess: &Session) -> bool {
1853     let reloc_model_arg = match sess.opts.cg.relocation_model {
1854         Some(ref s) => &s[..],
1855         None => &sess.target.target.options.relocation_model[..],
1856     };
1857
1858     reloc_model_arg == "pic"
1859 }