]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trans/back/link.rs
Rollup merge of #36130 - frewsxcv:patch-32, r=steveklabnik
[rust.git] / src / librustc_trans / back / link.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 use super::archive::{ArchiveBuilder, ArchiveConfig};
12 use super::linker::Linker;
13 use super::rpath::RPathConfig;
14 use super::rpath;
15 use super::msvc;
16 use session::config;
17 use session::config::NoDebugInfo;
18 use session::config::{OutputFilenames, Input, OutputType};
19 use session::filesearch;
20 use session::search_paths::PathKind;
21 use session::Session;
22 use middle::cstore::{self, LinkMeta};
23 use middle::cstore::{LinkagePreference, NativeLibraryKind};
24 use middle::dependency_format::Linkage;
25 use CrateTranslation;
26 use util::common::time;
27 use util::fs::fix_windows_verbatim_for_gcc;
28 use rustc::dep_graph::DepNode;
29 use rustc::hir::svh::Svh;
30 use rustc_back::tempdir::TempDir;
31 use rustc_incremental::IncrementalHashesMap;
32
33 use std::ascii;
34 use std::char;
35 use std::env;
36 use std::ffi::OsString;
37 use std::fs;
38 use std::io::{self, Read, Write};
39 use std::mem;
40 use std::path::{Path, PathBuf};
41 use std::process::Command;
42 use std::str;
43 use flate;
44 use syntax::ast;
45 use syntax_pos::Span;
46
47 // RLIB LLVM-BYTECODE OBJECT LAYOUT
48 // Version 1
49 // Bytes    Data
50 // 0..10    "RUST_OBJECT" encoded in ASCII
51 // 11..14   format version as little-endian u32
52 // 15..22   size in bytes of deflate compressed LLVM bitcode as
53 //          little-endian u64
54 // 23..     compressed LLVM bitcode
55
56 // This is the "magic number" expected at the beginning of a LLVM bytecode
57 // object in an rlib.
58 pub const RLIB_BYTECODE_OBJECT_MAGIC: &'static [u8] = b"RUST_OBJECT";
59
60 // The version number this compiler will write to bytecode objects in rlibs
61 pub const RLIB_BYTECODE_OBJECT_VERSION: u32 = 1;
62
63 // The offset in bytes the bytecode object format version number can be found at
64 pub const RLIB_BYTECODE_OBJECT_VERSION_OFFSET: usize = 11;
65
66 // The offset in bytes the size of the compressed bytecode can be found at in
67 // format version 1
68 pub const RLIB_BYTECODE_OBJECT_V1_DATASIZE_OFFSET: usize =
69     RLIB_BYTECODE_OBJECT_VERSION_OFFSET + 4;
70
71 // The offset in bytes the compressed LLVM bytecode can be found at in format
72 // version 1
73 pub const RLIB_BYTECODE_OBJECT_V1_DATA_OFFSET: usize =
74     RLIB_BYTECODE_OBJECT_V1_DATASIZE_OFFSET + 8;
75
76
77 pub fn find_crate_name(sess: Option<&Session>,
78                        attrs: &[ast::Attribute],
79                        input: &Input) -> String {
80     let validate = |s: String, span: Option<Span>| {
81         cstore::validate_crate_name(sess, &s[..], span);
82         s
83     };
84
85     // Look in attributes 100% of the time to make sure the attribute is marked
86     // as used. After doing this, however, we still prioritize a crate name from
87     // the command line over one found in the #[crate_name] attribute. If we
88     // find both we ensure that they're the same later on as well.
89     let attr_crate_name = attrs.iter().find(|at| at.check_name("crate_name"))
90                                .and_then(|at| at.value_str().map(|s| (at, s)));
91
92     if let Some(sess) = sess {
93         if let Some(ref s) = sess.opts.crate_name {
94             if let Some((attr, ref name)) = attr_crate_name {
95                 if *s != &name[..] {
96                     let msg = format!("--crate-name and #[crate_name] are \
97                                        required to match, but `{}` != `{}`",
98                                       s, name);
99                     sess.span_err(attr.span, &msg[..]);
100                 }
101             }
102             return validate(s.clone(), None);
103         }
104     }
105
106     if let Some((attr, s)) = attr_crate_name {
107         return validate(s.to_string(), Some(attr.span));
108     }
109     if let Input::File(ref path) = *input {
110         if let Some(s) = path.file_stem().and_then(|s| s.to_str()) {
111             if s.starts_with("-") {
112                 let msg = format!("crate names cannot start with a `-`, but \
113                                    `{}` has a leading hyphen", s);
114                 if let Some(sess) = sess {
115                     sess.err(&msg);
116                 }
117             } else {
118                 return validate(s.replace("-", "_"), None);
119             }
120         }
121     }
122
123     "rust_out".to_string()
124
125 }
126
127 pub fn build_link_meta(incremental_hashes_map: &IncrementalHashesMap,
128                        name: &str)
129                        -> LinkMeta {
130     let r = LinkMeta {
131         crate_name: name.to_owned(),
132         crate_hash: Svh::new(incremental_hashes_map[&DepNode::Krate]),
133     };
134     info!("{:?}", r);
135     return r;
136 }
137
138 // The third parameter is for an extra path to add to PATH for MSVC
139 // cross linkers for host toolchain DLL dependencies
140 pub fn get_linker(sess: &Session) -> (String, Command, Option<PathBuf>) {
141     if let Some(ref linker) = sess.opts.cg.linker {
142         (linker.clone(), Command::new(linker), None)
143     } else if sess.target.target.options.is_like_msvc {
144         let (cmd, host) = msvc::link_exe_cmd(sess);
145         ("link.exe".to_string(), cmd, host)
146     } else {
147         (sess.target.target.options.linker.clone(),
148          Command::new(&sess.target.target.options.linker), None)
149     }
150 }
151
152 pub fn get_ar_prog(sess: &Session) -> String {
153     sess.opts.cg.ar.clone().unwrap_or_else(|| {
154         sess.target.target.options.ar.clone()
155     })
156 }
157
158 fn command_path(sess: &Session, extra: Option<PathBuf>) -> OsString {
159     // The compiler's sysroot often has some bundled tools, so add it to the
160     // PATH for the child.
161     let mut new_path = sess.host_filesearch(PathKind::All)
162                            .get_tools_search_paths();
163     if let Some(path) = env::var_os("PATH") {
164         new_path.extend(env::split_paths(&path));
165     }
166     new_path.extend(extra);
167     env::join_paths(new_path).unwrap()
168 }
169
170 pub fn remove(sess: &Session, path: &Path) {
171     match fs::remove_file(path) {
172         Ok(..) => {}
173         Err(e) => {
174             sess.err(&format!("failed to remove {}: {}",
175                              path.display(),
176                              e));
177         }
178     }
179 }
180
181 /// Perform the linkage portion of the compilation phase. This will generate all
182 /// of the requested outputs for this compilation session.
183 pub fn link_binary(sess: &Session,
184                    trans: &CrateTranslation,
185                    outputs: &OutputFilenames,
186                    crate_name: &str) -> Vec<PathBuf> {
187     let _task = sess.dep_graph.in_task(DepNode::LinkBinary);
188
189     let mut out_filenames = Vec::new();
190     for &crate_type in sess.crate_types.borrow().iter() {
191         // Ignore executable crates if we have -Z no-trans, as they will error.
192         if sess.opts.debugging_opts.no_trans &&
193            crate_type == config::CrateTypeExecutable {
194             continue;
195         }
196
197         if invalid_output_for_target(sess, crate_type) {
198            bug!("invalid output type `{:?}` for target os `{}`",
199                 crate_type, sess.opts.target_triple);
200         }
201         let out_file = link_binary_output(sess, trans, crate_type, outputs,
202                                           crate_name);
203         out_filenames.push(out_file);
204     }
205
206     // Remove the temporary object file and metadata if we aren't saving temps
207     if !sess.opts.cg.save_temps {
208         for obj in object_filenames(trans, outputs) {
209             remove(sess, &obj);
210         }
211         remove(sess, &outputs.with_extension("metadata.o"));
212     }
213
214     out_filenames
215 }
216
217
218 /// Returns default crate type for target
219 ///
220 /// Default crate type is used when crate type isn't provided neither
221 /// through cmd line arguments nor through crate attributes
222 ///
223 /// It is CrateTypeExecutable for all platforms but iOS as there is no
224 /// way to run iOS binaries anyway without jailbreaking and
225 /// interaction with Rust code through static library is the only
226 /// option for now
227 pub fn default_output_for_target(sess: &Session) -> config::CrateType {
228     if !sess.target.target.options.executables {
229         config::CrateTypeStaticlib
230     } else {
231         config::CrateTypeExecutable
232     }
233 }
234
235 /// Checks if target supports crate_type as output
236 pub fn invalid_output_for_target(sess: &Session,
237                                  crate_type: config::CrateType) -> bool {
238     match (sess.target.target.options.dynamic_linking,
239            sess.target.target.options.executables, crate_type) {
240         (false, _, config::CrateTypeCdylib) |
241         (false, _, config::CrateTypeDylib) => true,
242         (_, false, config::CrateTypeExecutable) => true,
243         _ => false
244     }
245 }
246
247 fn is_writeable(p: &Path) -> bool {
248     match p.metadata() {
249         Err(..) => true,
250         Ok(m) => !m.permissions().readonly()
251     }
252 }
253
254 pub fn filename_for_input(sess: &Session,
255                           crate_type: config::CrateType,
256                           crate_name: &str,
257                           outputs: &OutputFilenames) -> PathBuf {
258     let libname = format!("{}{}", crate_name, sess.opts.cg.extra_filename);
259     match crate_type {
260         config::CrateTypeRlib => {
261             outputs.out_directory.join(&format!("lib{}.rlib", libname))
262         }
263         config::CrateTypeCdylib |
264         config::CrateTypeDylib => {
265             let (prefix, suffix) = (&sess.target.target.options.dll_prefix,
266                                     &sess.target.target.options.dll_suffix);
267             outputs.out_directory.join(&format!("{}{}{}", prefix, libname,
268                                                 suffix))
269         }
270         config::CrateTypeStaticlib => {
271             let (prefix, suffix) = (&sess.target.target.options.staticlib_prefix,
272                                     &sess.target.target.options.staticlib_suffix);
273             outputs.out_directory.join(&format!("{}{}{}", prefix, libname,
274                                                 suffix))
275         }
276         config::CrateTypeExecutable => {
277             let suffix = &sess.target.target.options.exe_suffix;
278             let out_filename = outputs.path(OutputType::Exe);
279             if suffix.is_empty() {
280                 out_filename.to_path_buf()
281             } else {
282                 out_filename.with_extension(&suffix[1..])
283             }
284         }
285     }
286 }
287
288 pub fn each_linked_rlib(sess: &Session,
289                         f: &mut FnMut(ast::CrateNum, &Path)) {
290     let crates = sess.cstore.used_crates(LinkagePreference::RequireStatic).into_iter();
291     let fmts = sess.dependency_formats.borrow();
292     let fmts = fmts.get(&config::CrateTypeExecutable)
293                    .or_else(|| fmts.get(&config::CrateTypeStaticlib))
294                    .or_else(|| fmts.get(&config::CrateTypeCdylib));
295     let fmts = fmts.unwrap_or_else(|| {
296         bug!("could not find formats for rlibs")
297     });
298     for (cnum, path) in crates {
299         match fmts[cnum as usize - 1] {
300             Linkage::NotLinked | Linkage::IncludedFromDylib => continue,
301             _ => {}
302         }
303         let name = sess.cstore.crate_name(cnum).clone();
304         let path = match path {
305             Some(p) => p,
306             None => {
307                 sess.fatal(&format!("could not find rlib for: `{}`", name));
308             }
309         };
310         f(cnum, &path);
311     }
312 }
313
314 fn link_binary_output(sess: &Session,
315                       trans: &CrateTranslation,
316                       crate_type: config::CrateType,
317                       outputs: &OutputFilenames,
318                       crate_name: &str) -> PathBuf {
319     let objects = object_filenames(trans, outputs);
320     let default_filename = filename_for_input(sess, crate_type, crate_name,
321                                               outputs);
322     let out_filename = outputs.outputs.get(&OutputType::Exe)
323                               .and_then(|s| s.to_owned())
324                               .or_else(|| outputs.single_output_file.clone())
325                               .unwrap_or(default_filename);
326
327     // Make sure files are writeable.  Mac, FreeBSD, and Windows system linkers
328     // check this already -- however, the Linux linker will happily overwrite a
329     // read-only file.  We should be consistent.
330     for file in objects.iter().chain(Some(&out_filename)) {
331         if !is_writeable(file) {
332             sess.fatal(&format!("output file {} is not writeable -- check its \
333                                 permissions", file.display()));
334         }
335     }
336
337     let tmpdir = match TempDir::new("rustc") {
338         Ok(tmpdir) => tmpdir,
339         Err(err) => sess.fatal(&format!("couldn't create a temp dir: {}", err)),
340     };
341
342     match crate_type {
343         config::CrateTypeRlib => {
344             link_rlib(sess, Some(trans), &objects, &out_filename,
345                       tmpdir.path()).build();
346         }
347         config::CrateTypeStaticlib => {
348             link_staticlib(sess, &objects, &out_filename, tmpdir.path());
349         }
350         _ => {
351             link_natively(sess, crate_type, &objects, &out_filename, trans,
352                           outputs, tmpdir.path());
353         }
354     }
355
356     out_filename
357 }
358
359 fn object_filenames(trans: &CrateTranslation,
360                     outputs: &OutputFilenames)
361                     -> Vec<PathBuf> {
362     trans.modules.iter().map(|module| {
363         outputs.temp_path(OutputType::Object, Some(&module.name[..]))
364     }).collect()
365 }
366
367 fn archive_search_paths(sess: &Session) -> Vec<PathBuf> {
368     let mut search = Vec::new();
369     sess.target_filesearch(PathKind::Native).for_each_lib_search_path(|path, _| {
370         search.push(path.to_path_buf());
371     });
372     return search;
373 }
374
375 fn archive_config<'a>(sess: &'a Session,
376                       output: &Path,
377                       input: Option<&Path>) -> ArchiveConfig<'a> {
378     ArchiveConfig {
379         sess: sess,
380         dst: output.to_path_buf(),
381         src: input.map(|p| p.to_path_buf()),
382         lib_search_paths: archive_search_paths(sess),
383         ar_prog: get_ar_prog(sess),
384         command_path: command_path(sess, None),
385     }
386 }
387
388 // Create an 'rlib'
389 //
390 // An rlib in its current incarnation is essentially a renamed .a file. The
391 // rlib primarily contains the object file of the crate, but it also contains
392 // all of the object files from native libraries. This is done by unzipping
393 // native libraries and inserting all of the contents into this archive.
394 fn link_rlib<'a>(sess: &'a Session,
395                  trans: Option<&CrateTranslation>, // None == no metadata/bytecode
396                  objects: &[PathBuf],
397                  out_filename: &Path,
398                  tmpdir: &Path) -> ArchiveBuilder<'a> {
399     info!("preparing rlib from {:?} to {:?}", objects, out_filename);
400     let mut ab = ArchiveBuilder::new(archive_config(sess, out_filename, None));
401     for obj in objects {
402         ab.add_file(obj);
403     }
404
405     for (l, kind) in sess.cstore.used_libraries() {
406         match kind {
407             NativeLibraryKind::NativeStatic => ab.add_native_library(&l),
408             NativeLibraryKind::NativeFramework |
409             NativeLibraryKind::NativeUnknown => {}
410         }
411     }
412
413     // After adding all files to the archive, we need to update the
414     // symbol table of the archive.
415     ab.update_symbols();
416
417     // Note that it is important that we add all of our non-object "magical
418     // files" *after* all of the object files in the archive. The reason for
419     // this is as follows:
420     //
421     // * When performing LTO, this archive will be modified to remove
422     //   objects from above. The reason for this is described below.
423     //
424     // * When the system linker looks at an archive, it will attempt to
425     //   determine the architecture of the archive in order to see whether its
426     //   linkable.
427     //
428     //   The algorithm for this detection is: iterate over the files in the
429     //   archive. Skip magical SYMDEF names. Interpret the first file as an
430     //   object file. Read architecture from the object file.
431     //
432     // * As one can probably see, if "metadata" and "foo.bc" were placed
433     //   before all of the objects, then the architecture of this archive would
434     //   not be correctly inferred once 'foo.o' is removed.
435     //
436     // Basically, all this means is that this code should not move above the
437     // code above.
438     match trans {
439         Some(trans) => {
440             // Instead of putting the metadata in an object file section, rlibs
441             // contain the metadata in a separate file. We use a temp directory
442             // here so concurrent builds in the same directory don't try to use
443             // the same filename for metadata (stomping over one another)
444             let metadata = tmpdir.join(sess.cstore.metadata_filename());
445             match fs::File::create(&metadata).and_then(|mut f| {
446                 f.write_all(&trans.metadata)
447             }) {
448                 Ok(..) => {}
449                 Err(e) => {
450                     sess.fatal(&format!("failed to write {}: {}",
451                                         metadata.display(), e));
452                 }
453             }
454             ab.add_file(&metadata);
455
456             // For LTO purposes, the bytecode of this library is also inserted
457             // into the archive.  If codegen_units > 1, we insert each of the
458             // bitcode files.
459             for obj in objects {
460                 // Note that we make sure that the bytecode filename in the
461                 // archive is never exactly 16 bytes long by adding a 16 byte
462                 // extension to it. This is to work around a bug in LLDB that
463                 // would cause it to crash if the name of a file in an archive
464                 // was exactly 16 bytes.
465                 let bc_filename = obj.with_extension("bc");
466                 let bc_deflated_filename = tmpdir.join({
467                     obj.with_extension("bytecode.deflate").file_name().unwrap()
468                 });
469
470                 let mut bc_data = Vec::new();
471                 match fs::File::open(&bc_filename).and_then(|mut f| {
472                     f.read_to_end(&mut bc_data)
473                 }) {
474                     Ok(..) => {}
475                     Err(e) => sess.fatal(&format!("failed to read bytecode: {}",
476                                                  e))
477                 }
478
479                 let bc_data_deflated = flate::deflate_bytes(&bc_data[..]);
480
481                 let mut bc_file_deflated = match fs::File::create(&bc_deflated_filename) {
482                     Ok(file) => file,
483                     Err(e) => {
484                         sess.fatal(&format!("failed to create compressed \
485                                              bytecode file: {}", e))
486                     }
487                 };
488
489                 match write_rlib_bytecode_object_v1(&mut bc_file_deflated,
490                                                     &bc_data_deflated) {
491                     Ok(()) => {}
492                     Err(e) => {
493                         sess.fatal(&format!("failed to write compressed \
494                                              bytecode: {}", e));
495                     }
496                 };
497
498                 ab.add_file(&bc_deflated_filename);
499
500                 // See the bottom of back::write::run_passes for an explanation
501                 // of when we do and don't keep .#module-name#.bc files around.
502                 let user_wants_numbered_bitcode =
503                         sess.opts.output_types.contains_key(&OutputType::Bitcode) &&
504                         sess.opts.cg.codegen_units > 1;
505                 if !sess.opts.cg.save_temps && !user_wants_numbered_bitcode {
506                     remove(sess, &bc_filename);
507                 }
508             }
509
510             // After adding all files to the archive, we need to update the
511             // symbol table of the archive. This currently dies on OSX (see
512             // #11162), and isn't necessary there anyway
513             if !sess.target.target.options.is_like_osx {
514                 ab.update_symbols();
515             }
516         }
517
518         None => {}
519     }
520
521     ab
522 }
523
524 fn write_rlib_bytecode_object_v1(writer: &mut Write,
525                                  bc_data_deflated: &[u8]) -> io::Result<()> {
526     let bc_data_deflated_size: u64 = bc_data_deflated.len() as u64;
527
528     writer.write_all(RLIB_BYTECODE_OBJECT_MAGIC)?;
529     writer.write_all(&[1, 0, 0, 0])?;
530     writer.write_all(&[
531         (bc_data_deflated_size >>  0) as u8,
532         (bc_data_deflated_size >>  8) as u8,
533         (bc_data_deflated_size >> 16) as u8,
534         (bc_data_deflated_size >> 24) as u8,
535         (bc_data_deflated_size >> 32) as u8,
536         (bc_data_deflated_size >> 40) as u8,
537         (bc_data_deflated_size >> 48) as u8,
538         (bc_data_deflated_size >> 56) as u8,
539     ])?;
540     writer.write_all(&bc_data_deflated)?;
541
542     let number_of_bytes_written_so_far =
543         RLIB_BYTECODE_OBJECT_MAGIC.len() +                // magic id
544         mem::size_of_val(&RLIB_BYTECODE_OBJECT_VERSION) + // version
545         mem::size_of_val(&bc_data_deflated_size) +        // data size field
546         bc_data_deflated_size as usize;                    // actual data
547
548     // If the number of bytes written to the object so far is odd, add a
549     // padding byte to make it even. This works around a crash bug in LLDB
550     // (see issue #15950)
551     if number_of_bytes_written_so_far % 2 == 1 {
552         writer.write_all(&[0])?;
553     }
554
555     return Ok(());
556 }
557
558 // Create a static archive
559 //
560 // This is essentially the same thing as an rlib, but it also involves adding
561 // all of the upstream crates' objects into the archive. This will slurp in
562 // all of the native libraries of upstream dependencies as well.
563 //
564 // Additionally, there's no way for us to link dynamic libraries, so we warn
565 // about all dynamic library dependencies that they're not linked in.
566 //
567 // There's no need to include metadata in a static archive, so ensure to not
568 // link in the metadata object file (and also don't prepare the archive with a
569 // metadata file).
570 fn link_staticlib(sess: &Session, objects: &[PathBuf], out_filename: &Path,
571                   tempdir: &Path) {
572     let mut ab = link_rlib(sess, None, objects, out_filename, tempdir);
573     if !sess.target.target.options.no_compiler_rt {
574         ab.add_native_library("compiler-rt");
575     }
576
577     let mut all_native_libs = vec![];
578
579     each_linked_rlib(sess, &mut |cnum, path| {
580         let name = sess.cstore.crate_name(cnum);
581         ab.add_rlib(path, &name, sess.lto()).unwrap();
582
583         let native_libs = sess.cstore.native_libraries(cnum);
584         all_native_libs.extend(native_libs);
585     });
586
587     ab.update_symbols();
588     ab.build();
589
590     if !all_native_libs.is_empty() {
591         sess.note_without_error("link against the following native artifacts when linking against \
592                                  this static library");
593         sess.note_without_error("the order and any duplication can be significant on some \
594                                  platforms, and so may need to be preserved");
595     }
596
597     for &(kind, ref lib) in &all_native_libs {
598         let name = match kind {
599             NativeLibraryKind::NativeStatic => "static library",
600             NativeLibraryKind::NativeUnknown => "library",
601             NativeLibraryKind::NativeFramework => "framework",
602         };
603         sess.note_without_error(&format!("{}: {}", name, *lib));
604     }
605 }
606
607 // Create a dynamic library or executable
608 //
609 // This will invoke the system linker/cc to create the resulting file. This
610 // links to all upstream files as well.
611 fn link_natively(sess: &Session,
612                  crate_type: config::CrateType,
613                  objects: &[PathBuf],
614                  out_filename: &Path,
615                  trans: &CrateTranslation,
616                  outputs: &OutputFilenames,
617                  tmpdir: &Path) {
618     info!("preparing {:?} from {:?} to {:?}", crate_type, objects, out_filename);
619
620     // The invocations of cc share some flags across platforms
621     let (pname, mut cmd, extra) = get_linker(sess);
622     cmd.env("PATH", command_path(sess, extra));
623
624     let root = sess.target_filesearch(PathKind::Native).get_lib_path();
625     cmd.args(&sess.target.target.options.pre_link_args);
626
627     let pre_link_objects = if crate_type == config::CrateTypeExecutable {
628         &sess.target.target.options.pre_link_objects_exe
629     } else {
630         &sess.target.target.options.pre_link_objects_dll
631     };
632     for obj in pre_link_objects {
633         cmd.arg(root.join(obj));
634     }
635
636     {
637         let mut linker = trans.linker_info.to_linker(&mut cmd, &sess);
638         link_args(&mut *linker, sess, crate_type, tmpdir,
639                   objects, out_filename, outputs);
640         if !sess.target.target.options.no_compiler_rt {
641             linker.link_staticlib("compiler-rt");
642         }
643     }
644     cmd.args(&sess.target.target.options.late_link_args);
645     for obj in &sess.target.target.options.post_link_objects {
646         cmd.arg(root.join(obj));
647     }
648     cmd.args(&sess.target.target.options.post_link_args);
649
650     if sess.opts.debugging_opts.print_link_args {
651         println!("{:?}", &cmd);
652     }
653
654     // May have not found libraries in the right formats.
655     sess.abort_if_errors();
656
657     // Invoke the system linker
658     info!("{:?}", &cmd);
659     let prog = time(sess.time_passes(), "running linker", || cmd.output());
660     match prog {
661         Ok(prog) => {
662             fn escape_string(s: &[u8]) -> String {
663                 str::from_utf8(s).map(|s| s.to_owned())
664                     .unwrap_or_else(|_| {
665                         let mut x = "Non-UTF-8 output: ".to_string();
666                         x.extend(s.iter()
667                                  .flat_map(|&b| ascii::escape_default(b))
668                                  .map(|b| char::from_u32(b as u32).unwrap()));
669                         x
670                     })
671             }
672             if !prog.status.success() {
673                 let mut output = prog.stderr.clone();
674                 output.extend_from_slice(&prog.stdout);
675                 sess.struct_err(&format!("linking with `{}` failed: {}",
676                                          pname,
677                                          prog.status))
678                     .note(&format!("{:?}", &cmd))
679                     .note(&escape_string(&output[..]))
680                     .emit();
681                 sess.abort_if_errors();
682             }
683             info!("linker stderr:\n{}", escape_string(&prog.stderr[..]));
684             info!("linker stdout:\n{}", escape_string(&prog.stdout[..]));
685         },
686         Err(e) => {
687             sess.struct_err(&format!("could not exec the linker `{}`: {}", pname, e))
688                 .note(&format!("{:?}", &cmd))
689                 .emit();
690             if sess.target.target.options.is_like_msvc && e.kind() == io::ErrorKind::NotFound {
691                 sess.note_without_error("the msvc targets depend on the msvc linker \
692                     but `link.exe` was not found");
693                 sess.note_without_error("please ensure that VS 2013 or VS 2015 was installed \
694                     with the Visual C++ option");
695             }
696             sess.abort_if_errors();
697         }
698     }
699
700
701     // On OSX, debuggers need this utility to get run to do some munging of
702     // the symbols
703     if sess.target.target.options.is_like_osx && sess.opts.debuginfo != NoDebugInfo {
704         match Command::new("dsymutil").arg(out_filename).output() {
705             Ok(..) => {}
706             Err(e) => sess.fatal(&format!("failed to run dsymutil: {}", e)),
707         }
708     }
709 }
710
711 fn link_args(cmd: &mut Linker,
712              sess: &Session,
713              crate_type: config::CrateType,
714              tmpdir: &Path,
715              objects: &[PathBuf],
716              out_filename: &Path,
717              outputs: &OutputFilenames) {
718
719     // The default library location, we need this to find the runtime.
720     // The location of crates will be determined as needed.
721     let lib_path = sess.target_filesearch(PathKind::All).get_lib_path();
722
723     // target descriptor
724     let t = &sess.target.target;
725
726     cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&lib_path));
727     for obj in objects {
728         cmd.add_object(obj);
729     }
730     cmd.output_filename(out_filename);
731
732     // If we're building a dynamic library then some platforms need to make sure
733     // that all symbols are exported correctly from the dynamic library.
734     if crate_type != config::CrateTypeExecutable {
735         cmd.export_symbols(tmpdir, crate_type);
736     }
737
738     // When linking a dynamic library, we put the metadata into a section of the
739     // executable. This metadata is in a separate object file from the main
740     // object file, so we link that in here.
741     if crate_type == config::CrateTypeDylib {
742         cmd.add_object(&outputs.with_extension("metadata.o"));
743     }
744
745     // Try to strip as much out of the generated object by removing unused
746     // sections if possible. See more comments in linker.rs
747     if !sess.opts.cg.link_dead_code {
748         let keep_metadata = crate_type == config::CrateTypeDylib;
749         cmd.gc_sections(keep_metadata);
750     }
751
752     let used_link_args = sess.cstore.used_link_args();
753
754     if crate_type == config::CrateTypeExecutable &&
755        t.options.position_independent_executables {
756         let empty_vec = Vec::new();
757         let empty_str = String::new();
758         let args = sess.opts.cg.link_args.as_ref().unwrap_or(&empty_vec);
759         let mut args = args.iter().chain(used_link_args.iter());
760         let relocation_model = sess.opts.cg.relocation_model.as_ref()
761                                    .unwrap_or(&empty_str);
762         if (t.options.relocation_model == "pic" || *relocation_model == "pic")
763             && !args.any(|x| *x == "-static") {
764             cmd.position_independent_executable();
765         }
766     }
767
768     // Pass optimization flags down to the linker.
769     cmd.optimize();
770
771     // Pass debuginfo flags down to the linker.
772     cmd.debuginfo();
773
774     // We want to prevent the compiler from accidentally leaking in any system
775     // libraries, so we explicitly ask gcc to not link to any libraries by
776     // default. Note that this does not happen for windows because windows pulls
777     // in some large number of libraries and I couldn't quite figure out which
778     // subset we wanted.
779     if t.options.no_default_libraries {
780         cmd.no_default_libraries();
781     }
782
783     // Take careful note of the ordering of the arguments we pass to the linker
784     // here. Linkers will assume that things on the left depend on things to the
785     // right. Things on the right cannot depend on things on the left. This is
786     // all formally implemented in terms of resolving symbols (libs on the right
787     // resolve unknown symbols of libs on the left, but not vice versa).
788     //
789     // For this reason, we have organized the arguments we pass to the linker as
790     // such:
791     //
792     //  1. The local object that LLVM just generated
793     //  2. Local native libraries
794     //  3. Upstream rust libraries
795     //  4. Upstream native libraries
796     //
797     // The rationale behind this ordering is that those items lower down in the
798     // list can't depend on items higher up in the list. For example nothing can
799     // depend on what we just generated (e.g. that'd be a circular dependency).
800     // Upstream rust libraries are not allowed to depend on our local native
801     // libraries as that would violate the structure of the DAG, in that
802     // scenario they are required to link to them as well in a shared fashion.
803     //
804     // Note that upstream rust libraries may contain native dependencies as
805     // well, but they also can't depend on what we just started to add to the
806     // link line. And finally upstream native libraries can't depend on anything
807     // in this DAG so far because they're only dylibs and dylibs can only depend
808     // on other dylibs (e.g. other native deps).
809     add_local_native_libraries(cmd, sess);
810     add_upstream_rust_crates(cmd, sess, crate_type, tmpdir);
811     add_upstream_native_libraries(cmd, sess);
812
813     // # Telling the linker what we're doing
814
815     if crate_type != config::CrateTypeExecutable {
816         cmd.build_dylib(out_filename);
817     }
818
819     // FIXME (#2397): At some point we want to rpath our guesses as to
820     // where extern libraries might live, based on the
821     // addl_lib_search_paths
822     if sess.opts.cg.rpath {
823         let sysroot = sess.sysroot();
824         let target_triple = &sess.opts.target_triple;
825         let mut get_install_prefix_lib_path = || {
826             let install_prefix = option_env!("CFG_PREFIX").expect("CFG_PREFIX");
827             let tlib = filesearch::relative_target_lib_path(sysroot, target_triple);
828             let mut path = PathBuf::from(install_prefix);
829             path.push(&tlib);
830
831             path
832         };
833         let mut rpath_config = RPathConfig {
834             used_crates: sess.cstore.used_crates(LinkagePreference::RequireDynamic),
835             out_filename: out_filename.to_path_buf(),
836             has_rpath: sess.target.target.options.has_rpath,
837             is_like_osx: sess.target.target.options.is_like_osx,
838             linker_is_gnu: sess.target.target.options.linker_is_gnu,
839             get_install_prefix_lib_path: &mut get_install_prefix_lib_path,
840         };
841         cmd.args(&rpath::get_rpath_flags(&mut rpath_config));
842     }
843
844     // Finally add all the linker arguments provided on the command line along
845     // with any #[link_args] attributes found inside the crate
846     if let Some(ref args) = sess.opts.cg.link_args {
847         cmd.args(args);
848     }
849     cmd.args(&used_link_args);
850 }
851
852 // # Native library linking
853 //
854 // User-supplied library search paths (-L on the command line). These are
855 // the same paths used to find Rust crates, so some of them may have been
856 // added already by the previous crate linking code. This only allows them
857 // to be found at compile time so it is still entirely up to outside
858 // forces to make sure that library can be found at runtime.
859 //
860 // Also note that the native libraries linked here are only the ones located
861 // in the current crate. Upstream crates with native library dependencies
862 // may have their native library pulled in above.
863 fn add_local_native_libraries(cmd: &mut Linker, sess: &Session) {
864     sess.target_filesearch(PathKind::All).for_each_lib_search_path(|path, k| {
865         match k {
866             PathKind::Framework => { cmd.framework_path(path); }
867             _ => { cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(path)); }
868         }
869     });
870
871     let libs = sess.cstore.used_libraries();
872
873     let staticlibs = libs.iter().filter_map(|&(ref l, kind)| {
874         if kind == NativeLibraryKind::NativeStatic {Some(l)} else {None}
875     });
876     let others = libs.iter().filter(|&&(_, kind)| {
877         kind != NativeLibraryKind::NativeStatic
878     });
879
880     // Some platforms take hints about whether a library is static or dynamic.
881     // For those that support this, we ensure we pass the option if the library
882     // was flagged "static" (most defaults are dynamic) to ensure that if
883     // libfoo.a and libfoo.so both exist that the right one is chosen.
884     cmd.hint_static();
885
886     let search_path = archive_search_paths(sess);
887     for l in staticlibs {
888         // Here we explicitly ask that the entire archive is included into the
889         // result artifact. For more details see #15460, but the gist is that
890         // the linker will strip away any unused objects in the archive if we
891         // don't otherwise explicitly reference them. This can occur for
892         // libraries which are just providing bindings, libraries with generic
893         // functions, etc.
894         cmd.link_whole_staticlib(l, &search_path);
895     }
896
897     cmd.hint_dynamic();
898
899     for &(ref l, kind) in others {
900         match kind {
901             NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(l),
902             NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(l),
903             NativeLibraryKind::NativeStatic => bug!(),
904         }
905     }
906 }
907
908 // # Rust Crate linking
909 //
910 // Rust crates are not considered at all when creating an rlib output. All
911 // dependencies will be linked when producing the final output (instead of
912 // the intermediate rlib version)
913 fn add_upstream_rust_crates(cmd: &mut Linker,
914                             sess: &Session,
915                             crate_type: config::CrateType,
916                             tmpdir: &Path) {
917     // All of the heavy lifting has previously been accomplished by the
918     // dependency_format module of the compiler. This is just crawling the
919     // output of that module, adding crates as necessary.
920     //
921     // Linking to a rlib involves just passing it to the linker (the linker
922     // will slurp up the object files inside), and linking to a dynamic library
923     // involves just passing the right -l flag.
924
925     let formats = sess.dependency_formats.borrow();
926     let data = formats.get(&crate_type).unwrap();
927
928     // Invoke get_used_crates to ensure that we get a topological sorting of
929     // crates.
930     let deps = sess.cstore.used_crates(LinkagePreference::RequireDynamic);
931
932     for &(cnum, _) in &deps {
933         // We may not pass all crates through to the linker. Some crates may
934         // appear statically in an existing dylib, meaning we'll pick up all the
935         // symbols from the dylib.
936         let src = sess.cstore.used_crate_source(cnum);
937         match data[cnum as usize - 1] {
938             Linkage::NotLinked |
939             Linkage::IncludedFromDylib => {}
940             Linkage::Static => {
941                 add_static_crate(cmd, sess, tmpdir, crate_type,
942                                  &src.rlib.unwrap().0, sess.cstore.is_no_builtins(cnum))
943             }
944             Linkage::Dynamic => {
945                 add_dynamic_crate(cmd, sess, &src.dylib.unwrap().0)
946             }
947         }
948     }
949
950     // Converts a library file-stem into a cc -l argument
951     fn unlib<'a>(config: &config::Config, stem: &'a str) -> &'a str {
952         if stem.starts_with("lib") && !config.target.options.is_like_windows {
953             &stem[3..]
954         } else {
955             stem
956         }
957     }
958
959     // Adds the static "rlib" versions of all crates to the command line.
960     // There's a bit of magic which happens here specifically related to LTO and
961     // dynamic libraries. Specifically:
962     //
963     // * For LTO, we remove upstream object files.
964     // * For dylibs we remove metadata and bytecode from upstream rlibs
965     //
966     // When performing LTO, almost(*) all of the bytecode from the upstream
967     // libraries has already been included in our object file output. As a
968     // result we need to remove the object files in the upstream libraries so
969     // the linker doesn't try to include them twice (or whine about duplicate
970     // symbols). We must continue to include the rest of the rlib, however, as
971     // it may contain static native libraries which must be linked in.
972     //
973     // (*) Crates marked with `#![no_builtins]` don't participate in LTO and
974     // their bytecode wasn't included. The object files in those libraries must
975     // still be passed to the linker.
976     //
977     // When making a dynamic library, linkers by default don't include any
978     // object files in an archive if they're not necessary to resolve the link.
979     // We basically want to convert the archive (rlib) to a dylib, though, so we
980     // *do* want everything included in the output, regardless of whether the
981     // linker thinks it's needed or not. As a result we must use the
982     // --whole-archive option (or the platform equivalent). When using this
983     // option the linker will fail if there are non-objects in the archive (such
984     // as our own metadata and/or bytecode). All in all, for rlibs to be
985     // entirely included in dylibs, we need to remove all non-object files.
986     //
987     // Note, however, that if we're not doing LTO or we're not producing a dylib
988     // (aka we're making an executable), we can just pass the rlib blindly to
989     // the linker (fast) because it's fine if it's not actually included as
990     // we're at the end of the dependency chain.
991     fn add_static_crate(cmd: &mut Linker,
992                         sess: &Session,
993                         tmpdir: &Path,
994                         crate_type: config::CrateType,
995                         cratepath: &Path,
996                         is_a_no_builtins_crate: bool) {
997         if !sess.lto() && crate_type != config::CrateTypeDylib {
998             cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(cratepath));
999             return
1000         }
1001
1002         let dst = tmpdir.join(cratepath.file_name().unwrap());
1003         let name = cratepath.file_name().unwrap().to_str().unwrap();
1004         let name = &name[3..name.len() - 5]; // chop off lib/.rlib
1005
1006         time(sess.time_passes(), &format!("altering {}.rlib", name), || {
1007             let cfg = archive_config(sess, &dst, Some(cratepath));
1008             let mut archive = ArchiveBuilder::new(cfg);
1009             archive.remove_file(sess.cstore.metadata_filename());
1010             archive.update_symbols();
1011
1012             let mut any_objects = false;
1013             for f in archive.src_files() {
1014                 if f.ends_with("bytecode.deflate") {
1015                     archive.remove_file(&f);
1016                     continue
1017                 }
1018                 let canonical = f.replace("-", "_");
1019                 let canonical_name = name.replace("-", "_");
1020                 if sess.lto() && !is_a_no_builtins_crate &&
1021                    canonical.starts_with(&canonical_name) &&
1022                    canonical.ends_with(".o") {
1023                     let num = &f[name.len()..f.len() - 2];
1024                     if num.len() > 0 && num[1..].parse::<u32>().is_ok() {
1025                         archive.remove_file(&f);
1026                         continue
1027                     }
1028                 }
1029                 any_objects = true;
1030             }
1031
1032             if any_objects {
1033                 archive.build();
1034                 if crate_type == config::CrateTypeDylib {
1035                     cmd.link_whole_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1036                 } else {
1037                     cmd.link_rlib(&fix_windows_verbatim_for_gcc(&dst));
1038                 }
1039             }
1040         });
1041     }
1042
1043     // Same thing as above, but for dynamic crates instead of static crates.
1044     fn add_dynamic_crate(cmd: &mut Linker, sess: &Session, cratepath: &Path) {
1045         // If we're performing LTO, then it should have been previously required
1046         // that all upstream rust dependencies were available in an rlib format.
1047         assert!(!sess.lto());
1048
1049         // Just need to tell the linker about where the library lives and
1050         // what its name is
1051         let parent = cratepath.parent();
1052         if let Some(dir) = parent {
1053             cmd.include_path(&fix_windows_verbatim_for_gcc(dir));
1054         }
1055         let filestem = cratepath.file_stem().unwrap().to_str().unwrap();
1056         cmd.link_rust_dylib(&unlib(&sess.target, filestem),
1057                             parent.unwrap_or(Path::new("")));
1058     }
1059 }
1060
1061 // Link in all of our upstream crates' native dependencies. Remember that
1062 // all of these upstream native dependencies are all non-static
1063 // dependencies. We've got two cases then:
1064 //
1065 // 1. The upstream crate is an rlib. In this case we *must* link in the
1066 // native dependency because the rlib is just an archive.
1067 //
1068 // 2. The upstream crate is a dylib. In order to use the dylib, we have to
1069 // have the dependency present on the system somewhere. Thus, we don't
1070 // gain a whole lot from not linking in the dynamic dependency to this
1071 // crate as well.
1072 //
1073 // The use case for this is a little subtle. In theory the native
1074 // dependencies of a crate are purely an implementation detail of the crate
1075 // itself, but the problem arises with generic and inlined functions. If a
1076 // generic function calls a native function, then the generic function must
1077 // be instantiated in the target crate, meaning that the native symbol must
1078 // also be resolved in the target crate.
1079 fn add_upstream_native_libraries(cmd: &mut Linker, sess: &Session) {
1080     // Be sure to use a topological sorting of crates because there may be
1081     // interdependencies between native libraries. When passing -nodefaultlibs,
1082     // for example, almost all native libraries depend on libc, so we have to
1083     // make sure that's all the way at the right (liblibc is near the base of
1084     // the dependency chain).
1085     //
1086     // This passes RequireStatic, but the actual requirement doesn't matter,
1087     // we're just getting an ordering of crate numbers, we're not worried about
1088     // the paths.
1089     let crates = sess.cstore.used_crates(LinkagePreference::RequireStatic);
1090     for (cnum, _) in crates {
1091         let libs = sess.cstore.native_libraries(cnum);
1092         for &(kind, ref lib) in &libs {
1093             match kind {
1094                 NativeLibraryKind::NativeUnknown => cmd.link_dylib(lib),
1095                 NativeLibraryKind::NativeFramework => cmd.link_framework(lib),
1096                 NativeLibraryKind::NativeStatic => {
1097                     bug!("statics shouldn't be propagated");
1098                 }
1099             }
1100         }
1101     }
1102 }