81d46ca3f44f28f8f1695a5a3d89fba66a4a71da
[oota-llvm.git] / lib / Linker / LinkModules.cpp
1 //===- Linker.cpp - Module Linker Implementation --------------------------===//
2 //
3 // This file implements the LLVM module linker.
4 //
5 // Specifically, this:
6 //  * Merges global variables between the two modules
7 //    * Uninit + Uninit = Init, Init + Uninit = Init, Init + Init = Error if !=
8 //  * Merges functions between two modules
9 //
10 //===----------------------------------------------------------------------===//
11
12 #include "llvm/Transforms/Utils/Linker.h"
13 #include "llvm/Module.h"
14 #include "llvm/SymbolTable.h"
15 #include "llvm/DerivedTypes.h"
16 #include "llvm/iOther.h"
17 #include "llvm/Constants.h"
18
19 // Error - Simple wrapper function to conditionally assign to E and return true.
20 // This just makes error return conditions a little bit simpler...
21 //
22 static inline bool Error(std::string *E, const std::string &Message) {
23   if (E) *E = Message;
24   return true;
25 }
26
27 // ResolveTypes - Attempt to link the two specified types together.  Return true
28 // if there is an error and they cannot yet be linked.
29 //
30 static bool ResolveTypes(const Type *DestTy, const Type *SrcTy,
31                          SymbolTable *DestST, const std::string &Name) {
32   if (DestTy == SrcTy) return false;       // If already equal, noop
33
34   // Does the type already exist in the module?
35   if (DestTy && !isa<OpaqueType>(DestTy)) {  // Yup, the type already exists...
36     if (const OpaqueType *OT = dyn_cast<OpaqueType>(SrcTy)) {
37       const_cast<OpaqueType*>(OT)->refineAbstractTypeTo(DestTy);
38     } else {
39       return true;  // Cannot link types... neither is opaque and not-equal
40     }
41   } else {                       // Type not in dest module.  Add it now.
42     if (DestTy)                  // Type _is_ in module, just opaque...
43       const_cast<OpaqueType*>(cast<OpaqueType>(DestTy))
44                            ->refineAbstractTypeTo(SrcTy);
45     else if (!Name.empty())
46       DestST->insert(Name, const_cast<Type*>(SrcTy));
47   }
48   return false;
49 }
50
51 static const FunctionType *getFT(const PATypeHolder &TH) {
52   return cast<FunctionType>(TH.get());
53 }
54 static const StructType *getST(const PATypeHolder &TH) {
55   return cast<StructType>(TH.get());
56 }
57
58 // RecursiveResolveTypes - This is just like ResolveTypes, except that it
59 // recurses down into derived types, merging the used types if the parent types
60 // are compatible.
61 //
62 static bool RecursiveResolveTypesI(const PATypeHolder &DestTy,
63                                    const PATypeHolder &SrcTy,
64                                    SymbolTable *DestST, const std::string &Name,
65                 std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > &Pointers) {
66   const Type *SrcTyT = SrcTy.get();
67   const Type *DestTyT = DestTy.get();
68   if (DestTyT == SrcTyT) return false;       // If already equal, noop
69   
70   // If we found our opaque type, resolve it now!
71   if (isa<OpaqueType>(DestTyT) || isa<OpaqueType>(SrcTyT))
72     return ResolveTypes(DestTyT, SrcTyT, DestST, Name);
73   
74   // Two types cannot be resolved together if they are of different primitive
75   // type.  For example, we cannot resolve an int to a float.
76   if (DestTyT->getPrimitiveID() != SrcTyT->getPrimitiveID()) return true;
77
78   // Otherwise, resolve the used type used by this derived type...
79   switch (DestTyT->getPrimitiveID()) {
80   case Type::FunctionTyID: {
81     if (cast<FunctionType>(DestTyT)->isVarArg() !=
82         cast<FunctionType>(SrcTyT)->isVarArg() ||
83         cast<FunctionType>(DestTyT)->getNumContainedTypes() !=
84         cast<FunctionType>(SrcTyT)->getNumContainedTypes())
85       return true;
86     for (unsigned i = 0, e = getFT(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
87       if (RecursiveResolveTypesI(getFT(DestTy)->getContainedType(i),
88                                  getFT(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
89                                  Pointers))
90         return true;
91     return false;
92   }
93   case Type::StructTyID: {
94     if (getST(DestTy)->getNumContainedTypes() != 
95         getST(SrcTy)->getNumContainedTypes()) return 1;
96     for (unsigned i = 0, e = getST(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
97       if (RecursiveResolveTypesI(getST(DestTy)->getContainedType(i),
98                                  getST(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
99                                  Pointers))
100         return true;
101     return false;
102   }
103   case Type::ArrayTyID: {
104     const ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DestTy.get());
105     const ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SrcTy.get());
106     if (DAT->getNumElements() != SAT->getNumElements()) return true;
107     return RecursiveResolveTypesI(DAT->getElementType(), SAT->getElementType(),
108                                   DestST, "", Pointers);
109   }
110   case Type::PointerTyID: {
111     // If this is a pointer type, check to see if we have already seen it.  If
112     // so, we are in a recursive branch.  Cut off the search now.  We cannot use
113     // an associative container for this search, because the type pointers (keys
114     // in the container) change whenever types get resolved...
115     //
116     for (unsigned i = 0, e = Pointers.size(); i != e; ++i)
117       if (Pointers[i].first == DestTy)
118         return Pointers[i].second != SrcTy;
119
120     // Otherwise, add the current pointers to the vector to stop recursion on
121     // this pair.
122     Pointers.push_back(std::make_pair(DestTyT, SrcTyT));
123     bool Result =
124       RecursiveResolveTypesI(cast<PointerType>(DestTy.get())->getElementType(),
125                              cast<PointerType>(SrcTy.get())->getElementType(),
126                              DestST, "", Pointers);
127     Pointers.pop_back();
128     return Result;
129   }
130   default: assert(0 && "Unexpected type!"); return true;
131   }  
132 }
133
134 static bool RecursiveResolveTypes(const PATypeHolder &DestTy,
135                                   const PATypeHolder &SrcTy,
136                                   SymbolTable *DestST, const std::string &Name){
137   std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > PointerTypes;
138   return RecursiveResolveTypesI(DestTy, SrcTy, DestST, Name, PointerTypes);
139 }
140
141
142 // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
143 // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
144 // Make sure there are no type name conflicts.
145 //
146 static bool LinkTypes(Module *Dest, const Module *Src, std::string *Err) {
147   SymbolTable       *DestST = &Dest->getSymbolTable();
148   const SymbolTable *SrcST  = &Src->getSymbolTable();
149
150   // Look for a type plane for Type's...
151   SymbolTable::const_iterator PI = SrcST->find(Type::TypeTy);
152   if (PI == SrcST->end()) return false;  // No named types, do nothing.
153
154   // Some types cannot be resolved immediately becuse they depend on other types
155   // being resolved to each other first.  This contains a list of types we are
156   // waiting to recheck.
157   std::vector<std::string> DelayedTypesToResolve;
158
159   const SymbolTable::VarMap &VM = PI->second;
160   for (SymbolTable::type_const_iterator I = VM.begin(), E = VM.end();
161        I != E; ++I) {
162     const std::string &Name = I->first;
163     Type *RHS = cast<Type>(I->second);
164
165     // Check to see if this type name is already in the dest module...
166     Type *Entry = cast_or_null<Type>(DestST->lookup(Type::TypeTy, Name));
167
168     if (ResolveTypes(Entry, RHS, DestST, Name)) {
169       // They look different, save the types 'till later to resolve.
170       DelayedTypesToResolve.push_back(Name);
171     }
172   }
173
174   // Iteratively resolve types while we can...
175   while (!DelayedTypesToResolve.empty()) {
176     // Loop over all of the types, attempting to resolve them if possible...
177     unsigned OldSize = DelayedTypesToResolve.size();
178
179     // Try direct resolution by name...
180     for (unsigned i = 0; i != DelayedTypesToResolve.size(); ++i) {
181       const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
182       Type *T1 = cast<Type>(VM.find(Name)->second);
183       Type *T2 = cast<Type>(DestST->lookup(Type::TypeTy, Name));
184       if (!ResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
185         // We are making progress!
186         DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
187         --i;
188       }
189     }
190
191     // Did we not eliminate any types?
192     if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
193       // Attempt to resolve subelements of types.  This allows us to merge these
194       // two types: { int* } and { opaque* }
195       for (unsigned i = 0, e = DelayedTypesToResolve.size(); i != e; ++i) {
196         const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
197         PATypeHolder T1(cast<Type>(VM.find(Name)->second));
198         PATypeHolder T2(cast<Type>(DestST->lookup(Type::TypeTy, Name)));
199
200         if (!RecursiveResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
201           // We are making progress!
202           DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
203           
204           // Go back to the main loop, perhaps we can resolve directly by name
205           // now...
206           break;
207         }
208       }
209
210       // If we STILL cannot resolve the types, then there is something wrong.
211       // Report the error.
212       if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
213         // Build up an error message of all of the mismatched types.
214         std::string ErrorMessage;
215         for (unsigned i = 0, e = DelayedTypesToResolve.size(); i != e; ++i) {
216           const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
217           const Type *T1 = cast<Type>(VM.find(Name)->second);
218           const Type *T2 = cast<Type>(DestST->lookup(Type::TypeTy, Name));
219           ErrorMessage += "  Type named '" + Name + 
220                           "' conflicts.\n    Src='" + T1->getDescription() +
221                           "'.\n   Dest='" + T2->getDescription() + "'\n";
222         }
223         return Error(Err, "Type conflict between types in modules:\n" +
224                      ErrorMessage);
225       }
226     }
227   }
228
229
230   return false;
231 }
232
233 static void PrintMap(const std::map<const Value*, Value*> &M) {
234   for (std::map<const Value*, Value*>::const_iterator I = M.begin(), E =M.end();
235        I != E; ++I) {
236     std::cerr << " Fr: " << (void*)I->first << " ";
237     I->first->dump();
238     std::cerr << " To: " << (void*)I->second << " ";
239     I->second->dump();
240     std::cerr << "\n";
241   }
242 }
243
244
245 // RemapOperand - Use LocalMap and GlobalMap to convert references from one
246 // module to another.  This is somewhat sophisticated in that it can
247 // automatically handle constant references correctly as well...
248 //
249 static Value *RemapOperand(const Value *In,
250                            std::map<const Value*, Value*> &LocalMap,
251                            std::map<const Value*, Value*> *GlobalMap) {
252   std::map<const Value*,Value*>::const_iterator I = LocalMap.find(In);
253   if (I != LocalMap.end()) return I->second;
254
255   if (GlobalMap) {
256     I = GlobalMap->find(In);
257     if (I != GlobalMap->end()) return I->second;
258   }
259
260   // Check to see if it's a constant that we are interesting in transforming...
261   if (const Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(In)) {
262     if (!isa<DerivedType>(CPV->getType()) && !isa<ConstantExpr>(CPV))
263       return const_cast<Constant*>(CPV);   // Simple constants stay identical...
264
265     Constant *Result = 0;
266
267     if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(CPV)) {
268       const std::vector<Use> &Ops = CPA->getValues();
269       std::vector<Constant*> Operands(Ops.size());
270       for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
271         Operands[i] = 
272           cast<Constant>(RemapOperand(Ops[i], LocalMap, GlobalMap));
273       Result = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(CPA->getType()), Operands);
274     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(CPV)) {
275       const std::vector<Use> &Ops = CPS->getValues();
276       std::vector<Constant*> Operands(Ops.size());
277       for (unsigned i = 0; i < Ops.size(); ++i)
278         Operands[i] = 
279           cast<Constant>(RemapOperand(Ops[i], LocalMap, GlobalMap));
280       Result = ConstantStruct::get(cast<StructType>(CPS->getType()), Operands);
281     } else if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
282       Result = const_cast<Constant*>(CPV);
283     } else if (const ConstantPointerRef *CPR =
284                       dyn_cast<ConstantPointerRef>(CPV)) {
285       Value *V = RemapOperand(CPR->getValue(), LocalMap, GlobalMap);
286       Result = ConstantPointerRef::get(cast<GlobalValue>(V));
287     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
288       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
289         Value *Ptr = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
290         std::vector<Constant*> Indices;
291         Indices.reserve(CE->getNumOperands()-1);
292         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
293           Indices.push_back(cast<Constant>(RemapOperand(CE->getOperand(i),
294                                                         LocalMap, GlobalMap)));
295
296         Result = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ptr), Indices);
297       } else if (CE->getNumOperands() == 1) {
298         // Cast instruction
299         assert(CE->getOpcode() == Instruction::Cast);
300         Value *V = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
301         Result = ConstantExpr::getCast(cast<Constant>(V), CE->getType());
302       } else if (CE->getNumOperands() == 2) {
303         // Binary operator...
304         Value *V1 = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
305         Value *V2 = RemapOperand(CE->getOperand(1), LocalMap, GlobalMap);
306
307         Result = ConstantExpr::get(CE->getOpcode(), cast<Constant>(V1),
308                                    cast<Constant>(V2));        
309       } else {
310         assert(0 && "Unknown constant expr type!");
311       }
312
313     } else {
314       assert(0 && "Unknown type of derived type constant value!");
315     }
316
317     // Cache the mapping in our local map structure...
318     if (GlobalMap)
319       GlobalMap->insert(std::make_pair(In, Result));
320     else
321       LocalMap.insert(std::make_pair(In, Result));
322     return Result;
323   }
324
325   std::cerr << "XXX LocalMap: \n";
326   PrintMap(LocalMap);
327
328   if (GlobalMap) {
329     std::cerr << "XXX GlobalMap: \n";
330     PrintMap(*GlobalMap);
331   }
332
333   std::cerr << "Couldn't remap value: " << (void*)In << " " << *In << "\n";
334   assert(0 && "Couldn't remap value!");
335   return 0;
336 }
337
338 /// FindGlobalNamed - Look in the specified symbol table for a global with the
339 /// specified name and type.  If an exactly matching global does not exist, see
340 /// if there is a global which is "type compatible" with the specified
341 /// name/type.  This allows us to resolve things like '%x = global int*' with
342 /// '%x = global opaque*'.
343 ///
344 static GlobalValue *FindGlobalNamed(const std::string &Name, const Type *Ty,
345                                     SymbolTable *ST) {
346   // See if an exact match exists in the symbol table...
347   if (Value *V = ST->lookup(Ty, Name)) return cast<GlobalValue>(V);
348   
349   // It doesn't exist exactly, scan through all of the type planes in the symbol
350   // table, checking each of them for a type-compatible version.
351   //
352   for (SymbolTable::iterator I = ST->begin(), E = ST->end(); I != E; ++I)
353     if (I->first != Type::TypeTy) {
354       SymbolTable::VarMap &VM = I->second;
355       // Does this type plane contain an entry with the specified name?
356       SymbolTable::type_iterator TI = VM.find(Name);
357       if (TI != VM.end()) {
358         // Determine whether we can fold the two types together, resolving them.
359         // If so, we can use this value.
360         if (!RecursiveResolveTypes(Ty, I->first, ST, ""))
361           return cast<GlobalValue>(TI->second);
362       }
363     }
364   return 0;  // Otherwise, nothing could be found.
365 }
366
367
368 // LinkGlobals - Loop through the global variables in the src module and merge
369 // them into the dest module.
370 //
371 static bool LinkGlobals(Module *Dest, const Module *Src,
372                         std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
373                     std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
374                         std::string *Err) {
375   // We will need a module level symbol table if the src module has a module
376   // level symbol table...
377   SymbolTable *ST = (SymbolTable*)&Dest->getSymbolTable();
378   
379   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
380   //
381   for (Module::const_giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I){
382     const GlobalVariable *SGV = I;
383     GlobalVariable *DGV = 0;
384     if (SGV->hasName()) {
385       // A same named thing is a global variable, because the only two things
386       // that may be in a module level symbol table are Global Vars and
387       // Functions, and they both have distinct, nonoverlapping, possible types.
388       // 
389       DGV = cast_or_null<GlobalVariable>(FindGlobalNamed(SGV->getName(), 
390                                                          SGV->getType(), ST));
391     }
392
393     assert(SGV->hasInitializer() || SGV->hasExternalLinkage() &&
394            "Global must either be external or have an initializer!");
395
396     bool SGExtern = SGV->isExternal();
397     bool DGExtern = DGV ? DGV->isExternal() : false;
398
399     if (!DGV || DGV->hasInternalLinkage() || SGV->hasInternalLinkage()) {
400       // No linking to be performed, simply create an identical version of the
401       // symbol over in the dest module... the initializer will be filled in
402       // later by LinkGlobalInits...
403       //
404       GlobalVariable *NewDGV =
405         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
406                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
407                            SGV->getName(), Dest);
408
409       // If the LLVM runtime renamed the global, but it is an externally visible
410       // symbol, DGV must be an existing global with internal linkage.  Rename
411       // it.
412       if (NewDGV->getName() != SGV->getName() && !NewDGV->hasInternalLinkage()){
413         assert(DGV && DGV->getName() == SGV->getName() &&
414                DGV->hasInternalLinkage());
415         DGV->setName("");
416         NewDGV->setName(SGV->getName());  // Force the name back
417         DGV->setName(SGV->getName());     // This will cause a renaming
418         assert(NewDGV->getName() == SGV->getName() &&
419                DGV->getName() != SGV->getName());
420       }
421
422       // Make sure to remember this mapping...
423       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
424       if (SGV->hasAppendingLinkage())
425         // Keep track that this is an appending variable...
426         AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
427
428     } else if (SGV->isExternal()) {
429       // If SGV is external or if both SGV & DGV are external..  Just link the
430       // external globals, we aren't adding anything.
431       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
432
433     } else if (DGV->isExternal()) {   // If DGV is external but SGV is not...
434       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
435       DGV->setLinkage(SGV->getLinkage());    // Inherit linkage!
436     } else if (SGV->getLinkage() != DGV->getLinkage()) {
437       return Error(Err, "Global variables named '" + SGV->getName() +
438                    "' have different linkage specifiers!");
439     } else if (SGV->hasExternalLinkage()) {
440       // Allow linking two exactly identical external global variables...
441       if (SGV->isConstant() != DGV->isConstant() ||
442           SGV->getInitializer() != DGV->getInitializer())
443         return Error(Err, "Global Variable Collision on '" + 
444                      SGV->getType()->getDescription() + " %" + SGV->getName() +
445                      "' - Global variables differ in const'ness");
446       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
447     } else if (SGV->hasLinkOnceLinkage()) {
448       // If the global variable has a name, and that name is already in use in
449       // the Dest module, make sure that the name is a compatible global
450       // variable...
451       //
452       // Check to see if the two GV's have the same Const'ness...
453       if (SGV->isConstant() != DGV->isConstant())
454         return Error(Err, "Global Variable Collision on '" + 
455                      SGV->getType()->getDescription() + " %" + SGV->getName() +
456                      "' - Global variables differ in const'ness");
457
458       // Okay, everything is cool, remember the mapping...
459       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
460     } else if (SGV->hasAppendingLinkage()) {
461       // No linking is performed yet.  Just insert a new copy of the global, and
462       // keep track of the fact that it is an appending variable in the
463       // AppendingVars map.  The name is cleared out so that no linkage is
464       // performed.
465       GlobalVariable *NewDGV =
466         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
467                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
468                            "", Dest);
469
470       // Make sure to remember this mapping...
471       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
472
473       // Keep track that this is an appending variable...
474       AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
475     } else {
476       assert(0 && "Unknown linkage!");
477     }
478   }
479   return false;
480 }
481
482
483 // LinkGlobalInits - Update the initializers in the Dest module now that all
484 // globals that may be referenced are in Dest.
485 //
486 static bool LinkGlobalInits(Module *Dest, const Module *Src,
487                             std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
488                             std::string *Err) {
489
490   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
491   //
492   for (Module::const_giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I){
493     const GlobalVariable *SGV = I;
494
495     if (SGV->hasInitializer()) {      // Only process initialized GV's
496       // Figure out what the initializer looks like in the dest module...
497       Constant *SInit =
498         cast<Constant>(RemapOperand(SGV->getInitializer(), ValueMap, 0));
499
500       GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[SGV]);    
501       if (DGV->hasInitializer()) {
502         assert(SGV->getLinkage() == DGV->getLinkage());
503         if (SGV->hasExternalLinkage()) {
504           if (DGV->getInitializer() != SInit)
505             return Error(Err, "Global Variable Collision on '" + 
506                          SGV->getType()->getDescription() +"':%"+SGV->getName()+
507                          " - Global variables have different initializers");
508         } else if (DGV->hasLinkOnceLinkage()) {
509           // Nothing is required, mapped values will take the new global
510           // automatically.
511         } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
512           assert(0 && "Appending linkage unimplemented!");
513         } else {
514           assert(0 && "Unknown linkage!");
515         }
516       } else {
517         // Copy the initializer over now...
518         DGV->setInitializer(SInit);
519       }
520     }
521   }
522   return false;
523 }
524
525 // LinkFunctionProtos - Link the functions together between the two modules,
526 // without doing function bodies... this just adds external function prototypes
527 // to the Dest function...
528 //
529 static bool LinkFunctionProtos(Module *Dest, const Module *Src,
530                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
531                                std::string *Err) {
532   SymbolTable *ST = (SymbolTable*)&Dest->getSymbolTable();
533   
534   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
535   // go
536   //
537   for (Module::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
538     const Function *SF = I;   // SrcFunction
539     Function *DF = 0;
540     if (SF->hasName())
541       // The same named thing is a Function, because the only two things
542       // that may be in a module level symbol table are Global Vars and
543       // Functions, and they both have distinct, nonoverlapping, possible types.
544       // 
545       DF = cast_or_null<Function>(FindGlobalNamed(SF->getName(), SF->getType(),
546                                                   ST));
547
548     if (!DF || SF->hasInternalLinkage() || DF->hasInternalLinkage()) {
549       // Function does not already exist, simply insert an function signature
550       // identical to SF into the dest module...
551       Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
552                                      SF->getName(), Dest);
553
554       // If the LLVM runtime renamed the function, but it is an externally
555       // visible symbol, DF must be an existing function with internal linkage.
556       // Rename it.
557       if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage()) {
558         assert(DF && DF->getName() == SF->getName() &&DF->hasInternalLinkage());
559         DF->setName("");
560         NewDF->setName(SF->getName());  // Force the name back
561         DF->setName(SF->getName());     // This will cause a renaming
562         assert(NewDF->getName() == SF->getName() &&
563                DF->getName() != SF->getName());
564       }
565
566       // ... and remember this mapping...
567       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, NewDF));
568     } else if (SF->isExternal()) {
569       // If SF is external or if both SF & DF are external..  Just link the
570       // external functions, we aren't adding anything.
571       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
572     } else if (DF->isExternal()) {   // If DF is external but SF is not...
573       // Link the external functions, update linkage qualifiers
574       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
575       DF->setLinkage(SF->getLinkage());
576
577     } else if (SF->getLinkage() != DF->getLinkage()) {
578       return Error(Err, "Functions named '" + SF->getName() +
579                    "' have different linkage specifiers!");
580     } else if (SF->hasExternalLinkage()) {
581       // The function is defined in both modules!!
582       return Error(Err, "Function '" + 
583                    SF->getFunctionType()->getDescription() + "':\"" + 
584                    SF->getName() + "\" - Function is already defined!");
585     } else if (SF->hasLinkOnceLinkage()) {
586       // Completely ignore the source function.
587       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
588     } else {
589       assert(0 && "Unknown linkage configuration found!");
590     }
591   }
592   return false;
593 }
594
595 // LinkFunctionBody - Copy the source function over into the dest function and
596 // fix up references to values.  At this point we know that Dest is an external
597 // function, and that Src is not.
598 //
599 static bool LinkFunctionBody(Function *Dest, const Function *Src,
600                              std::map<const Value*, Value*> &GlobalMap,
601                              std::string *Err) {
602   assert(Src && Dest && Dest->isExternal() && !Src->isExternal());
603   std::map<const Value*, Value*> LocalMap;   // Map for function local values
604
605   // Go through and convert function arguments over...
606   Function::aiterator DI = Dest->abegin();
607   for (Function::const_aiterator I = Src->abegin(), E = Src->aend();
608        I != E; ++I, ++DI) {
609     DI->setName(I->getName());  // Copy the name information over...
610
611     // Add a mapping to our local map
612     LocalMap.insert(std::make_pair(I, DI));
613   }
614
615   // Loop over all of the basic blocks, copying the instructions over...
616   //
617   for (Function::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
618     // Create new basic block and add to mapping and the Dest function...
619     BasicBlock *DBB = new BasicBlock(I->getName(), Dest);
620     LocalMap.insert(std::make_pair(I, DBB));
621
622     // Loop over all of the instructions in the src basic block, copying them
623     // over.  Note that this is broken in a strict sense because the cloned
624     // instructions will still be referencing values in the Src module, not
625     // the remapped values.  In our case, however, we will not get caught and 
626     // so we can delay patching the values up until later...
627     //
628     for (BasicBlock::const_iterator II = I->begin(), IE = I->end(); 
629          II != IE; ++II) {
630       Instruction *DI = II->clone();
631       DI->setName(II->getName());
632       DBB->getInstList().push_back(DI);
633       LocalMap.insert(std::make_pair(II, DI));
634     }
635   }
636
637   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
638   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
639   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
640   // functions and patch them up to point to the local versions...
641   //
642   for (Function::iterator BB = Dest->begin(), BE = Dest->end(); BB != BE; ++BB)
643     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
644       for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
645            OI != OE; ++OI)
646         *OI = RemapOperand(*OI, LocalMap, &GlobalMap);
647
648   return false;
649 }
650
651
652 // LinkFunctionBodies - Link in the function bodies that are defined in the
653 // source module into the DestModule.  This consists basically of copying the
654 // function over and fixing up references to values.
655 //
656 static bool LinkFunctionBodies(Module *Dest, const Module *Src,
657                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
658                                std::string *Err) {
659
660   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
661   // go
662   //
663   for (Module::const_iterator SF = Src->begin(), E = Src->end(); SF != E; ++SF){
664     if (!SF->isExternal()) {                  // No body if function is external
665       Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]); // Destination function
666
667       // DF not external SF external?
668       if (!DF->isExternal()) {
669         if (DF->hasLinkOnceLinkage()) continue; // No relinkage for link-once!
670         if (Err)
671           *Err = "Function '" + (SF->hasName() ? SF->getName() :std::string(""))
672                + "' body multiply defined!";
673         return true;
674       }
675
676       if (LinkFunctionBody(DF, SF, ValueMap, Err)) return true;
677     }
678   }
679   return false;
680 }
681
682 // LinkAppendingVars - If there were any appending global variables, link them
683 // together now.  Return true on error.
684 //
685 static bool LinkAppendingVars(Module *M,
686                   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
687                               std::string *ErrorMsg) {
688   if (AppendingVars.empty()) return false; // Nothing to do.
689   
690   // Loop over the multimap of appending vars, processing any variables with the
691   // same name, forming a new appending global variable with both of the
692   // initializers merged together, then rewrite references to the old variables
693   // and delete them.
694   //
695   std::vector<Constant*> Inits;
696   while (AppendingVars.size() > 1) {
697     // Get the first two elements in the map...
698     std::multimap<std::string,
699       GlobalVariable*>::iterator Second = AppendingVars.begin(), First=Second++;
700
701     // If the first two elements are for different names, there is no pair...
702     // Otherwise there is a pair, so link them together...
703     if (First->first == Second->first) {
704       GlobalVariable *G1 = First->second, *G2 = Second->second;
705       const ArrayType *T1 = cast<ArrayType>(G1->getType()->getElementType());
706       const ArrayType *T2 = cast<ArrayType>(G2->getType()->getElementType());
707       
708       // Check to see that they two arrays agree on type...
709       if (T1->getElementType() != T2->getElementType())
710         return Error(ErrorMsg,
711          "Appending variables with different element types need to be linked!");
712       if (G1->isConstant() != G2->isConstant())
713         return Error(ErrorMsg,
714                      "Appending variables linked with different const'ness!");
715
716       unsigned NewSize = T1->getNumElements() + T2->getNumElements();
717       ArrayType *NewType = ArrayType::get(T1->getElementType(), NewSize);
718
719       // Create the new global variable...
720       GlobalVariable *NG =
721         new GlobalVariable(NewType, G1->isConstant(), G1->getLinkage(),
722                            /*init*/0, First->first, M);
723
724       // Merge the initializer...
725       Inits.reserve(NewSize);
726       ConstantArray *I = cast<ConstantArray>(G1->getInitializer());
727       for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
728         Inits.push_back(cast<Constant>(I->getValues()[i]));
729       I = cast<ConstantArray>(G2->getInitializer());
730       for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
731         Inits.push_back(cast<Constant>(I->getValues()[i]));
732       NG->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, Inits));
733       Inits.clear();
734
735       // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
736       // global...
737
738       // FIXME: This should rewrite simple/straight-forward uses such as
739       // getelementptr instructions to not use the Cast!
740       ConstantPointerRef *NGCP = ConstantPointerRef::get(NG);
741       G1->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getCast(NGCP, G1->getType()));
742       G2->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getCast(NGCP, G2->getType()));
743
744       // Remove the two globals from the module now...
745       M->getGlobalList().erase(G1);
746       M->getGlobalList().erase(G2);
747
748       // Put the new global into the AppendingVars map so that we can handle
749       // linking of more than two vars...
750       Second->second = NG;
751     }
752     AppendingVars.erase(First);
753   }
754
755   return false;
756 }
757
758
759 // LinkModules - This function links two modules together, with the resulting
760 // left module modified to be the composite of the two input modules.  If an
761 // error occurs, true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate
762 // the problem.  Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and
763 // shouldn't be relied on to be consistent.
764 //
765 bool LinkModules(Module *Dest, const Module *Src, std::string *ErrorMsg) {
766   if (Dest->getEndianness() == Module::AnyEndianness)
767     Dest->setEndianness(Src->getEndianness());
768   if (Dest->getPointerSize() == Module::AnyPointerSize)
769     Dest->setPointerSize(Src->getPointerSize());
770
771   if (Src->getEndianness() != Module::AnyEndianness &&
772       Dest->getEndianness() != Src->getEndianness())
773     std::cerr << "WARNING: Linking two modules of different endianness!\n";
774   if (Src->getPointerSize() != Module::AnyPointerSize &&
775       Dest->getPointerSize() != Src->getPointerSize())
776     std::cerr << "WARNING: Linking two modules of different pointer size!\n";
777
778   // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
779   // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
780   // Make sure there are no type name conflicts.
781   //
782   if (LinkTypes(Dest, Src, ErrorMsg)) return true;
783
784   // ValueMap - Mapping of values from what they used to be in Src, to what they
785   // are now in Dest.
786   //
787   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
788
789   // AppendingVars - Keep track of global variables in the destination module
790   // with appending linkage.  After the module is linked together, they are
791   // appended and the module is rewritten.
792   //
793   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> AppendingVars;
794
795   // Add all of the appending globals already in the Dest module to
796   // AppendingVars.
797   for (Module::giterator I = Dest->gbegin(), E = Dest->gend(); I != E; ++I)
798     if (I->hasAppendingLinkage())
799       AppendingVars.insert(std::make_pair(I->getName(), I));
800
801   // Insert all of the globals in src into the Dest module... without linking
802   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
803   //
804   if (LinkGlobals(Dest, Src, ValueMap, AppendingVars, ErrorMsg)) return true;
805
806   // Link the functions together between the two modules, without doing function
807   // bodies... this just adds external function prototypes to the Dest
808   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
809   // all of the global values that may be referenced are available in our
810   // ValueMap.
811   //
812   if (LinkFunctionProtos(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
813
814   // Update the initializers in the Dest module now that all globals that may
815   // be referenced are in Dest.
816   //
817   if (LinkGlobalInits(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
818
819   // Link in the function bodies that are defined in the source module into the
820   // DestModule.  This consists basically of copying the function over and
821   // fixing up references to values.
822   //
823   if (LinkFunctionBodies(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
824
825   // If there were any appending global variables, link them together now.
826   //
827   if (LinkAppendingVars(Dest, AppendingVars, ErrorMsg)) return true;
828
829   return false;
830 }
831