lib/Linker/LinkModules.cpp

   1 //===- lib/Linker/LinkModules.cpp - Module Linker Implementation ----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the LLVM module linker.
  11 //
  12 // Specifically, this:
  13 //  * Merges global variables between the two modules
  14 //    * Uninit + Uninit = Init, Init + Uninit = Init, Init + Init = Error if !=
  15 //  * Merges functions between two modules
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Linker.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  22 #include "llvm/Module.h"
  23 #include "llvm/TypeSymbolTable.h"
  24 #include "llvm/ValueSymbolTable.h"
  25 #include "llvm/Instructions.h"
  26 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  27 #include "llvm/Support/Streams.h"
  28 #include "llvm/System/Path.h"
  29 #include <sstream>
  30 using namespace llvm;
  31
  32 // Error - Simple wrapper function to conditionally assign to E and return true.
  33 // This just makes error return conditions a little bit simpler...
  34 static inline bool Error(std::string *E, const std::string &Message) {
  35   if (E) *E = Message;
  36   return true;
  37 }
  38
  39 // ToStr - Simple wrapper function to convert a type to a string.
  40 static std::string ToStr(const Type *Ty, const Module *M) {
  41   std::ostringstream OS;
  42   WriteTypeSymbolic(OS, Ty, M);
  43   return OS.str();
  44 }
  45
  46 //
  47 // Function: ResolveTypes()
  48 //
  49 // Description:
  50 //  Attempt to link the two specified types together.
  51 //
  52 // Inputs:
  53 //  DestTy - The type to which we wish to resolve.
  54 //  SrcTy  - The original type which we want to resolve.
  55 //  Name   - The name of the type.
  56 //
  57 // Outputs:
  58 //  DestST - The symbol table in which the new type should be placed.
  59 //
  60 // Return value:
  61 //  true  - There is an error and the types cannot yet be linked.
  62 //  false - No errors.
  63 //
  64 static bool ResolveTypes(const Type *DestTy, const Type *SrcTy,
  65                          TypeSymbolTable *DestST, const std::string &Name) {
  66   if (DestTy == SrcTy) return false;       // If already equal, noop
  67
  68   // Does the type already exist in the module?
  69   if (DestTy && !isa<OpaqueType>(DestTy)) {  // Yup, the type already exists...
  70     if (const OpaqueType *OT = dyn_cast<OpaqueType>(SrcTy)) {
  71       const_cast<OpaqueType*>(OT)->refineAbstractTypeTo(DestTy);
  72     } else {
  73       return true;  // Cannot link types... neither is opaque and not-equal
  74     }
  75   } else {                       // Type not in dest module.  Add it now.
  76     if (DestTy)                  // Type _is_ in module, just opaque...
  77       const_cast<OpaqueType*>(cast<OpaqueType>(DestTy))
  78                            ->refineAbstractTypeTo(SrcTy);
  79     else if (!Name.empty())
  80       DestST->insert(Name, const_cast<Type*>(SrcTy));
  81   }
  82   return false;
  83 }
  84
  85 static const FunctionType *getFT(const PATypeHolder &TH) {
  86   return cast<FunctionType>(TH.get());
  87 }
  88 static const StructType *getST(const PATypeHolder &TH) {
  89   return cast<StructType>(TH.get());
  90 }
  91
  92 // RecursiveResolveTypes - This is just like ResolveTypes, except that it
  93 // recurses down into derived types, merging the used types if the parent types
  94 // are compatible.
  95 static bool RecursiveResolveTypesI(const PATypeHolder &DestTy,
  96                                    const PATypeHolder &SrcTy,
  97                                    TypeSymbolTable *DestST,
  98                                    const std::string &Name,
  99                 std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > &Pointers) {
 100   const Type *SrcTyT = SrcTy.get();
 101   const Type *DestTyT = DestTy.get();
 102   if (DestTyT == SrcTyT) return false;       // If already equal, noop
 103
 104   // If we found our opaque type, resolve it now!
 105   if (isa<OpaqueType>(DestTyT) || isa<OpaqueType>(SrcTyT))
 106     return ResolveTypes(DestTyT, SrcTyT, DestST, Name);
 107
 108   // Two types cannot be resolved together if they are of different primitive
 109   // type.  For example, we cannot resolve an int to a float.
 110   if (DestTyT->getTypeID() != SrcTyT->getTypeID()) return true;
 111
 112   // Otherwise, resolve the used type used by this derived type...
 113   switch (DestTyT->getTypeID()) {
 114   case Type::IntegerTyID: {
 115     if (cast<IntegerType>(DestTyT)->getBitWidth() !=
 116         cast<IntegerType>(SrcTyT)->getBitWidth())
 117       return true;
 118     return false;
 119   }
 120   case Type::FunctionTyID: {
 121     if (cast<FunctionType>(DestTyT)->isVarArg() !=
 122         cast<FunctionType>(SrcTyT)->isVarArg() ||
 123         cast<FunctionType>(DestTyT)->getNumContainedTypes() !=
 124         cast<FunctionType>(SrcTyT)->getNumContainedTypes())
 125       return true;
 126     for (unsigned i = 0, e = getFT(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
 127       if (RecursiveResolveTypesI(getFT(DestTy)->getContainedType(i),
 128                                  getFT(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
 129                                  Pointers))
 130         return true;
 131     return false;
 132   }
 133   case Type::StructTyID: {
 134     if (getST(DestTy)->getNumContainedTypes() !=
 135         getST(SrcTy)->getNumContainedTypes()) return 1;
 136     for (unsigned i = 0, e = getST(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
 137       if (RecursiveResolveTypesI(getST(DestTy)->getContainedType(i),
 138                                  getST(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
 139                                  Pointers))
 140         return true;
 141     return false;
 142   }
 143   case Type::ArrayTyID: {
 144     const ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DestTy.get());
 145     const ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SrcTy.get());
 146     if (DAT->getNumElements() != SAT->getNumElements()) return true;
 147     return RecursiveResolveTypesI(DAT->getElementType(), SAT->getElementType(),
 148                                   DestST, "", Pointers);
 149   }
 150   case Type::PointerTyID: {
 151     // If this is a pointer type, check to see if we have already seen it.  If
 152     // so, we are in a recursive branch.  Cut off the search now.  We cannot use
 153     // an associative container for this search, because the type pointers (keys
 154     // in the container) change whenever types get resolved...
 155     for (unsigned i = 0, e = Pointers.size(); i != e; ++i)
 156       if (Pointers[i].first == DestTy)
 157         return Pointers[i].second != SrcTy;
 158
 159     // Otherwise, add the current pointers to the vector to stop recursion on
 160     // this pair.
 161     Pointers.push_back(std::make_pair(DestTyT, SrcTyT));
 162     bool Result =
 163       RecursiveResolveTypesI(cast<PointerType>(DestTy.get())->getElementType(),
 164                              cast<PointerType>(SrcTy.get())->getElementType(),
 165                              DestST, "", Pointers);
 166     Pointers.pop_back();
 167     return Result;
 168   }
 169   default: assert(0 && "Unexpected type!"); return true;
 170   }
 171 }
 172
 173 static bool RecursiveResolveTypes(const PATypeHolder &DestTy,
 174                                   const PATypeHolder &SrcTy,
 175                                   TypeSymbolTable *DestST,
 176                                   const std::string &Name){
 177   std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > PointerTypes;
 178   return RecursiveResolveTypesI(DestTy, SrcTy, DestST, Name, PointerTypes);
 179 }
 180
 181
 182 // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
 183 // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
 184 // Make sure there are no type name conflicts.
 185 static bool LinkTypes(Module *Dest, const Module *Src, std::string *Err) {
 186         TypeSymbolTable *DestST = &Dest->getTypeSymbolTable();
 187   const TypeSymbolTable *SrcST  = &Src->getTypeSymbolTable();
 188
 189   // Look for a type plane for Type's...
 190   TypeSymbolTable::const_iterator TI = SrcST->begin();
 191   TypeSymbolTable::const_iterator TE = SrcST->end();
 192   if (TI == TE) return false;  // No named types, do nothing.
 193
 194   // Some types cannot be resolved immediately because they depend on other
 195   // types being resolved to each other first.  This contains a list of types we
 196   // are waiting to recheck.
 197   std::vector<std::string> DelayedTypesToResolve;
 198
 199   for ( ; TI != TE; ++TI ) {
 200     const std::string &Name = TI->first;
 201     const Type *RHS = TI->second;
 202
 203     // Check to see if this type name is already in the dest module...
 204     Type *Entry = DestST->lookup(Name);
 205
 206     if (ResolveTypes(Entry, RHS, DestST, Name)) {
 207       // They look different, save the types 'till later to resolve.
 208       DelayedTypesToResolve.push_back(Name);
 209     }
 210   }
 211
 212   // Iteratively resolve types while we can...
 213   while (!DelayedTypesToResolve.empty()) {
 214     // Loop over all of the types, attempting to resolve them if possible...
 215     unsigned OldSize = DelayedTypesToResolve.size();
 216
 217     // Try direct resolution by name...
 218     for (unsigned i = 0; i != DelayedTypesToResolve.size(); ++i) {
 219       const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
 220       Type *T1 = SrcST->lookup(Name);
 221       Type *T2 = DestST->lookup(Name);
 222       if (!ResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
 223         // We are making progress!
 224         DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
 225         --i;
 226       }
 227     }
 228
 229     // Did we not eliminate any types?
 230     if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
 231       // Attempt to resolve subelements of types.  This allows us to merge these
 232       // two types: { int* } and { opaque* }
 233       for (unsigned i = 0, e = DelayedTypesToResolve.size(); i != e; ++i) {
 234         const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
 235         PATypeHolder T1(SrcST->lookup(Name));
 236         PATypeHolder T2(DestST->lookup(Name));
 237
 238         if (!RecursiveResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
 239           // We are making progress!
 240           DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
 241
 242           // Go back to the main loop, perhaps we can resolve directly by name
 243           // now...
 244           break;
 245         }
 246       }
 247
 248       // If we STILL cannot resolve the types, then there is something wrong.
 249       if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
 250         // Remove the symbol name from the destination.
 251         DelayedTypesToResolve.pop_back();
 252       }
 253     }
 254   }
 255
 256
 257   return false;
 258 }
 259
 260 static void PrintMap(const std::map<const Value*, Value*> &M) {
 261   for (std::map<const Value*, Value*>::const_iterator I = M.begin(), E =M.end();
 262        I != E; ++I) {
 263     cerr << " Fr: " << (void*)I->first << " ";
 264     I->first->dump();
 265     cerr << " To: " << (void*)I->second << " ";
 266     I->second->dump();
 267     cerr << "\n";
 268   }
 269 }
 270
 271
 272 // RemapOperand - Use ValueMap to convert constants from one module to another.
 273 static Value *RemapOperand(const Value *In,
 274                            std::map<const Value*, Value*> &ValueMap) {
 275   std::map<const Value*,Value*>::const_iterator I = ValueMap.find(In);
 276   if (I != ValueMap.end())
 277     return I->second;
 278
 279   // Check to see if it's a constant that we are interested in transforming.
 280   Value *Result = 0;
 281   if (const Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(In)) {
 282     if ((!isa<DerivedType>(CPV->getType()) && !isa<ConstantExpr>(CPV)) ||
 283         isa<ConstantInt>(CPV) || isa<ConstantAggregateZero>(CPV))
 284       return const_cast<Constant*>(CPV);   // Simple constants stay identical.
 285
 286     if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(CPV)) {
 287       std::vector<Constant*> Operands(CPA->getNumOperands());
 288       for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 289         Operands[i] =cast<Constant>(RemapOperand(CPA->getOperand(i), ValueMap));
 290       Result = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(CPA->getType()), Operands);
 291     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(CPV)) {
 292       std::vector<Constant*> Operands(CPS->getNumOperands());
 293       for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 294         Operands[i] =cast<Constant>(RemapOperand(CPS->getOperand(i), ValueMap));
 295       Result = ConstantStruct::get(cast<StructType>(CPS->getType()), Operands);
 296     } else if (isa<ConstantPointerNull>(CPV) || isa<UndefValue>(CPV)) {
 297       Result = const_cast<Constant*>(CPV);
 298     } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(CPV)) {
 299       std::vector<Constant*> Operands(CP->getNumOperands());
 300       for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 301         Operands[i] = cast<Constant>(RemapOperand(CP->getOperand(i), ValueMap));
 302       Result = ConstantVector::get(Operands);
 303     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
 304       std::vector<Constant*> Ops;
 305       for (unsigned i = 0, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 306         Ops.push_back(cast<Constant>(RemapOperand(CE->getOperand(i),ValueMap)));
 307       Result = CE->getWithOperands(Ops);
 308     } else if (isa<GlobalValue>(CPV)) {
 309       assert(0 && "Unmapped global?");
 310     } else {
 311       assert(0 && "Unknown type of derived type constant value!");
 312     }
 313   } else if (isa<InlineAsm>(In)) {
 314     Result = const_cast<Value*>(In);
 315   }
 316
 317   // Cache the mapping in our local map structure
 318   if (Result) {
 319     ValueMap.insert(std::make_pair(In, Result));
 320     return Result;
 321   }
 322
 323
 324   cerr << "LinkModules ValueMap: \n";
 325   PrintMap(ValueMap);
 326
 327   cerr << "Couldn't remap value: " << (void*)In << " " << *In << "\n";
 328   assert(0 && "Couldn't remap value!");
 329   return 0;
 330 }
 331
 332 /// ForceRenaming - The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict
 333 /// in the symbol table.  This is good for all clients except for us.  Go
 334 /// through the trouble to force this back.
 335 static void ForceRenaming(GlobalValue *GV, const std::string &Name) {
 336   assert(GV->getName() != Name && "Can't force rename to self");
 337   ValueSymbolTable &ST = GV->getParent()->getValueSymbolTable();
 338
 339   // If there is a conflict, rename the conflict.
 340   if (GlobalValue *ConflictGV = cast_or_null<GlobalValue>(ST.lookup(Name))) {
 341     assert(ConflictGV->hasInternalLinkage() &&
 342            "Not conflicting with a static global, should link instead!");
 343     GV->takeName(ConflictGV);
 344     ConflictGV->setName(Name);    // This will cause ConflictGV to get renamed
 345     assert(ConflictGV->getName() != Name && "ForceRenaming didn't work");
 346   } else {
 347     GV->setName(Name);              // Force the name back
 348   }
 349 }
 350
 351 /// CopyGVAttributes - copy additional attributes (those not needed to construct
 352 /// a GlobalValue) from the SrcGV to the DestGV.
 353 static void CopyGVAttributes(GlobalValue *DestGV, const GlobalValue *SrcGV) {
 354   // Propagate alignment, visibility and section info.
 355   DestGV->setAlignment(std::max(DestGV->getAlignment(), SrcGV->getAlignment()));
 356   DestGV->setSection(SrcGV->getSection());
 357   DestGV->setVisibility(SrcGV->getVisibility());
 358   if (const Function *SrcF = dyn_cast<Function>(SrcGV)) {
 359     Function *DestF = cast<Function>(DestGV);
 360     DestF->setCallingConv(SrcF->getCallingConv());
 361   }
 362 }
 363
 364 /// GetLinkageResult - This analyzes the two global values and determines what
 365 /// the result will look like in the destination module.  In particular, it
 366 /// computes the resultant linkage type, computes whether the global in the
 367 /// source should be copied over to the destination (replacing the existing
 368 /// one), and computes whether this linkage is an error or not. It also performs
 369 /// visibility checks: we cannot link together two symbols with different
 370 /// visibilities.
 371 static bool GetLinkageResult(GlobalValue *Dest, GlobalValue *Src,
 372                              GlobalValue::LinkageTypes &LT, bool &LinkFromSrc,
 373                              std::string *Err) {
 374   assert((!Dest || !Src->hasInternalLinkage()) &&
 375          "If Src has internal linkage, Dest shouldn't be set!");
 376   if (!Dest) {
 377     // Linking something to nothing.
 378     LinkFromSrc = true;
 379     LT = Src->getLinkage();
 380   } else if (Src->isDeclaration()) {
 381     // If Src is external or if both Src & Drc are external..  Just link the
 382     // external globals, we aren't adding anything.
 383     if (Src->hasDLLImportLinkage()) {
 384       // If one of GVs has DLLImport linkage, result should be dllimport'ed.
 385       if (Dest->isDeclaration()) {
 386         LinkFromSrc = true;
 387         LT = Src->getLinkage();
 388       }
 389     } else if (Dest->hasExternalWeakLinkage()) {
 390       //If the Dest is weak, use the source linkage
 391       LinkFromSrc = true;
 392       LT = Src->getLinkage();
 393     } else {
 394       LinkFromSrc = false;
 395       LT = Dest->getLinkage();
 396     }
 397   } else if (Dest->isDeclaration() && !Dest->hasDLLImportLinkage()) {
 398     // If Dest is external but Src is not:
 399     LinkFromSrc = true;
 400     LT = Src->getLinkage();
 401   } else if (Src->hasAppendingLinkage() || Dest->hasAppendingLinkage()) {
 402     if (Src->getLinkage() != Dest->getLinkage())
 403       return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
 404             "': can only link appending global with another appending global!");
 405     LinkFromSrc = true; // Special cased.
 406     LT = Src->getLinkage();
 407   } else if (Src->hasWeakLinkage() || Src->hasLinkOnceLinkage()) {
 408     // At this point we know that Dest has LinkOnce, External*, Weak, or
 409     // DLL* linkage.
 410     if ((Dest->hasLinkOnceLinkage() && Src->hasWeakLinkage()) ||
 411         Dest->hasExternalWeakLinkage()) {
 412       LinkFromSrc = true;
 413       LT = Src->getLinkage();
 414     } else {
 415       LinkFromSrc = false;
 416       LT = Dest->getLinkage();
 417     }
 418   } else if (Dest->hasWeakLinkage() || Dest->hasLinkOnceLinkage()) {
 419     // At this point we know that Src has External* or DLL* linkage.
 420     if (Src->hasExternalWeakLinkage()) {
 421       LinkFromSrc = false;
 422       LT = Dest->getLinkage();
 423     } else {
 424       LinkFromSrc = true;
 425       LT = GlobalValue::ExternalLinkage;
 426     }
 427   } else {
 428     assert((Dest->hasExternalLinkage() ||
 429             Dest->hasDLLImportLinkage() ||
 430             Dest->hasDLLExportLinkage() ||
 431             Dest->hasExternalWeakLinkage()) &&
 432            (Src->hasExternalLinkage() ||
 433             Src->hasDLLImportLinkage() ||
 434             Src->hasDLLExportLinkage() ||
 435             Src->hasExternalWeakLinkage()) &&
 436            "Unexpected linkage type!");
 437     return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
 438                  "': symbol multiply defined!");
 439   }
 440
 441   // Check visibility
 442   if (Dest && Src->getVisibility() != Dest->getVisibility())
 443     return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
 444                  "': symbols have different visibilities!");
 445   return false;
 446 }
 447
 448 // LinkGlobals - Loop through the global variables in the src module and merge
 449 // them into the dest module.
 450 static bool LinkGlobals(Module *Dest, Module *Src,
 451                         std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 452                     std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
 453                         std::string *Err) {
 454   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
 455   for (Module::global_iterator I = Src->global_begin(), E = Src->global_end();
 456        I != E; ++I) {
 457     GlobalVariable *SGV = I;
 458     GlobalVariable *DGV = 0;
 459     // Check to see if may have to link the global.
 460     if (SGV->hasName() && !SGV->hasInternalLinkage()) {
 461       DGV = Dest->getGlobalVariable(SGV->getName());
 462       if (DGV && DGV->getType() != SGV->getType())
 463         // If types don't agree due to opaque types, try to resolve them.
 464         RecursiveResolveTypes(SGV->getType(), DGV->getType(),
 465                               &Dest->getTypeSymbolTable(), "");
 466     }
 467
 468     if (DGV && DGV->hasInternalLinkage())
 469       DGV = 0;
 470
 471     assert(SGV->hasInitializer() || SGV->hasExternalWeakLinkage() ||
 472            SGV->hasExternalLinkage() || SGV->hasDLLImportLinkage() &&
 473            "Global must either be external or have an initializer!");
 474
 475     GlobalValue::LinkageTypes NewLinkage = GlobalValue::InternalLinkage;
 476     bool LinkFromSrc = false;
 477     if (GetLinkageResult(DGV, SGV, NewLinkage, LinkFromSrc, Err))
 478       return true;
 479
 480     if (!DGV) {
 481       // No linking to be performed, simply create an identical version of the
 482       // symbol over in the dest module... the initializer will be filled in
 483       // later by LinkGlobalInits...
 484       GlobalVariable *NewDGV =
 485         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 486                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
 487                            SGV->getName(), Dest, SGV->isThreadLocal());
 488       // Propagate alignment, visibility and section info.
 489       CopyGVAttributes(NewDGV, SGV);
 490
 491       // If the LLVM runtime renamed the global, but it is an externally visible
 492       // symbol, DGV must be an existing global with internal linkage.  Rename
 493       // it.
 494       if (NewDGV->getName() != SGV->getName() && !NewDGV->hasInternalLinkage())
 495         ForceRenaming(NewDGV, SGV->getName());
 496
 497       // Make sure to remember this mapping...
 498       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
 499       if (SGV->hasAppendingLinkage())
 500         // Keep track that this is an appending variable...
 501         AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
 502     } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
 503       // No linking is performed yet.  Just insert a new copy of the global, and
 504       // keep track of the fact that it is an appending variable in the
 505       // AppendingVars map.  The name is cleared out so that no linkage is
 506       // performed.
 507       GlobalVariable *NewDGV =
 508         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 509                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
 510                            "", Dest, SGV->isThreadLocal());
 511
 512       // Propagate alignment, section and visibility  info.
 513       NewDGV->setAlignment(DGV->getAlignment());
 514       CopyGVAttributes(NewDGV, SGV);
 515
 516       // Make sure to remember this mapping...
 517       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
 518
 519       // Keep track that this is an appending variable...
 520       AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
 521     } else {
 522       // Propagate alignment, section, and visibility info.
 523       CopyGVAttributes(DGV, SGV);
 524
 525       // Otherwise, perform the mapping as instructed by GetLinkageResult.  If
 526       // the types don't match, and if we are to link from the source, nuke DGV
 527       // and create a new one of the appropriate type.
 528       if (SGV->getType() != DGV->getType() && LinkFromSrc) {
 529         GlobalVariable *NewDGV =
 530           new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 531                              DGV->isConstant(), DGV->getLinkage());
 532         NewDGV->setThreadLocal(DGV->isThreadLocal());
 533         CopyGVAttributes(NewDGV, DGV);
 534         Dest->getGlobalList().insert(DGV, NewDGV);
 535         DGV->replaceAllUsesWith(
 536             ConstantExpr::getBitCast(NewDGV, DGV->getType()));
 537         DGV->eraseFromParent();
 538         NewDGV->setName(SGV->getName());
 539         DGV = NewDGV;
 540       }
 541
 542       DGV->setLinkage(NewLinkage);
 543
 544       if (LinkFromSrc) {
 545         // Inherit const as appropriate
 546         DGV->setConstant(SGV->isConstant());
 547         DGV->setInitializer(0);
 548       } else {
 549         if (SGV->isConstant() && !DGV->isConstant()) {
 550           if (DGV->isDeclaration())
 551             DGV->setConstant(true);
 552         }
 553         SGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
 554         SGV->setInitializer(0);
 555       }
 556
 557       ValueMap.insert(
 558         std::make_pair(SGV, ConstantExpr::getBitCast(DGV, SGV->getType())));
 559     }
 560   }
 561   return false;
 562 }
 563
 564
 565 // LinkGlobalInits - Update the initializers in the Dest module now that all
 566 // globals that may be referenced are in Dest.
 567 static bool LinkGlobalInits(Module *Dest, const Module *Src,
 568                             std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 569                             std::string *Err) {
 570
 571   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
 572   for (Module::const_global_iterator I = Src->global_begin(),
 573        E = Src->global_end(); I != E; ++I) {
 574     const GlobalVariable *SGV = I;
 575
 576     if (SGV->hasInitializer()) {      // Only process initialized GV's
 577       // Figure out what the initializer looks like in the dest module...
 578       Constant *SInit =
 579         cast<Constant>(RemapOperand(SGV->getInitializer(), ValueMap));
 580
 581       GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[SGV]);
 582       if (DGV->hasInitializer()) {
 583         if (SGV->hasExternalLinkage()) {
 584           if (DGV->getInitializer() != SInit)
 585             return Error(Err, "Global Variable Collision on '" +
 586                          ToStr(SGV->getType(), Src) +"':%"+SGV->getName()+
 587                          " - Global variables have different initializers");
 588         } else if (DGV->hasLinkOnceLinkage() || DGV->hasWeakLinkage()) {
 589           // Nothing is required, mapped values will take the new global
 590           // automatically.
 591         } else if (SGV->hasLinkOnceLinkage() || SGV->hasWeakLinkage()) {
 592           // Nothing is required, mapped values will take the new global
 593           // automatically.
 594         } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
 595           assert(0 && "Appending linkage unimplemented!");
 596         } else {
 597           assert(0 && "Unknown linkage!");
 598         }
 599       } else {
 600         // Copy the initializer over now...
 601         DGV->setInitializer(SInit);
 602       }
 603     }
 604   }
 605   return false;
 606 }
 607
 608 // LinkFunctionProtos - Link the functions together between the two modules,
 609 // without doing function bodies... this just adds external function prototypes
 610 // to the Dest function...
 611 //
 612 static bool LinkFunctionProtos(Module *Dest, const Module *Src,
 613                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 614                                std::string *Err) {
 615   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over
 616   for (Module::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
 617     const Function *SF = I;   // SrcFunction
 618     Function *DF = 0;
 619     if (SF->hasName() && !SF->hasInternalLinkage()) {
 620       // Check to see if may have to link the function.
 621       DF = Dest->getFunction(SF->getName());
 622       if (DF && SF->getType() != DF->getType())
 623         // If types don't agree because of opaque, try to resolve them
 624         RecursiveResolveTypes(SF->getType(), DF->getType(),
 625                               &Dest->getTypeSymbolTable(), "");
 626     }
 627
 628     // Check visibility
 629     if (DF && !DF->hasInternalLinkage() &&
 630         SF->getVisibility() != DF->getVisibility())
 631       return Error(Err, "Linking functions named '" + SF->getName() +
 632                    "': symbols have different visibilities!");
 633
 634     if (DF && DF->getType() != SF->getType()) {
 635       if (DF->isDeclaration() && !SF->isDeclaration()) {
 636         // We have a definition of the same name but different type in the
 637         // source module. Copy the prototype to the destination and replace
 638         // uses of the destination's prototype with the new prototype.
 639         Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
 640                                        SF->getName(), Dest);
 641         CopyGVAttributes(NewDF, SF);
 642
 643         // Any uses of DF need to change to NewDF, with cast
 644         DF->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NewDF, DF->getType()));
 645
 646         // DF will conflict with NewDF because they both had the same. We must
 647         // erase this now so ForceRenaming doesn't assert because DF might
 648         // not have internal linkage.
 649         DF->eraseFromParent();
 650
 651         // If the symbol table renamed the function, but it is an externally
 652         // visible symbol, DF must be an existing function with internal
 653         // linkage.  Rename it.
 654         if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage())
 655           ForceRenaming(NewDF, SF->getName());
 656
 657         // Remember this mapping so uses in the source module get remapped
 658         // later by RemapOperand.
 659         ValueMap[SF] = NewDF;
 660       } else if (SF->isDeclaration()) {
 661         // We have two functions of the same name but different type and the
 662         // source is a declaration while the destination is not. Any use of
 663         // the source must be mapped to the destination, with a cast.
 664         ValueMap[SF] = ConstantExpr::getBitCast(DF, SF->getType());
 665       } else {
 666         // We have two functions of the same name but different types and they
 667         // are both definitions. This is an error.
 668         return Error(Err, "Function '" + DF->getName() + "' defined as both '" +
 669                      ToStr(SF->getFunctionType(), Src) + "' and '" +
 670                      ToStr(DF->getFunctionType(), Dest) + "'");
 671       }
 672     } else if (!DF || SF->hasInternalLinkage() || DF->hasInternalLinkage()) {
 673       // Function does not already exist, simply insert an function signature
 674       // identical to SF into the dest module...
 675       Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
 676                                      SF->getName(), Dest);
 677       CopyGVAttributes(NewDF, SF);
 678
 679       // If the LLVM runtime renamed the function, but it is an externally
 680       // visible symbol, DF must be an existing function with internal linkage.
 681       // Rename it.
 682       if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage())
 683         ForceRenaming(NewDF, SF->getName());
 684
 685       // ... and remember this mapping...
 686       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, NewDF));
 687     } else if (SF->isDeclaration()) {
 688       // If SF is a declaration or if both SF & DF are declarations, just link
 689       // the declarations, we aren't adding anything.
 690       if (SF->hasDLLImportLinkage()) {
 691         if (DF->isDeclaration()) {
 692           ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 693           DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 694         }
 695       } else {
 696         ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 697       }
 698     } else if (DF->isDeclaration() && !DF->hasDLLImportLinkage()) {
 699       // If DF is external but SF is not...
 700       // Link the external functions, update linkage qualifiers
 701       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 702       DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 703     } else if (SF->hasWeakLinkage() || SF->hasLinkOnceLinkage()) {
 704       // At this point we know that DF has LinkOnce, Weak, or External* linkage.
 705       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 706
 707       // Linkonce+Weak = Weak
 708       // *+External Weak = *
 709       if ((DF->hasLinkOnceLinkage() && SF->hasWeakLinkage()) ||
 710           DF->hasExternalWeakLinkage())
 711         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 712     } else if (DF->hasWeakLinkage() || DF->hasLinkOnceLinkage()) {
 713       // At this point we know that SF has LinkOnce or External* linkage.
 714       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 715       if (!SF->hasLinkOnceLinkage() && !SF->hasExternalWeakLinkage())
 716         // Don't inherit linkonce & external weak linkage
 717         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 718     } else if (SF->getLinkage() != DF->getLinkage()) {
 719         return Error(Err, "Functions named '" + SF->getName() +
 720                      "' have different linkage specifiers!");
 721     } else if (SF->hasExternalLinkage()) {
 722       // The function is defined identically in both modules!!
 723       return Error(Err, "Function '" +
 724                    ToStr(SF->getFunctionType(), Src) + "':\"" +
 725                    SF->getName() + "\" - Function is already defined!");
 726     } else {
 727       assert(0 && "Unknown linkage configuration found!");
 728     }
 729   }
 730   return false;
 731 }
 732
 733 // LinkFunctionBody - Copy the source function over into the dest function and
 734 // fix up references to values.  At this point we know that Dest is an external
 735 // function, and that Src is not.
 736 static bool LinkFunctionBody(Function *Dest, Function *Src,
 737                              std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 738                              std::string *Err) {
 739   assert(Src && Dest && Dest->isDeclaration() && !Src->isDeclaration());
 740
 741   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
 742   Function::arg_iterator DI = Dest->arg_begin();
 743   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
 744        I != E; ++I, ++DI) {
 745     DI->setName(I->getName());  // Copy the name information over...
 746
 747     // Add a mapping to our local map
 748     ValueMap.insert(std::make_pair(I, DI));
 749   }
 750
 751   // Splice the body of the source function into the dest function.
 752   Dest->getBasicBlockList().splice(Dest->end(), Src->getBasicBlockList());
 753
 754   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
 755   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
 756   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
 757   // functions and patch them up to point to the local versions...
 758   //
 759   for (Function::iterator BB = Dest->begin(), BE = Dest->end(); BB != BE; ++BB)
 760     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
 761       for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
 762            OI != OE; ++OI)
 763         if (!isa<Instruction>(*OI) && !isa<BasicBlock>(*OI))
 764           *OI = RemapOperand(*OI, ValueMap);
 765
 766   // There is no need to map the arguments anymore.
 767   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
 768        I != E; ++I)
 769     ValueMap.erase(I);
 770
 771   return false;
 772 }
 773
 774
 775 // LinkFunctionBodies - Link in the function bodies that are defined in the
 776 // source module into the DestModule.  This consists basically of copying the
 777 // function over and fixing up references to values.
 778 static bool LinkFunctionBodies(Module *Dest, Module *Src,
 779                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 780                                std::string *Err) {
 781
 782   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
 783   // go
 784   for (Module::iterator SF = Src->begin(), E = Src->end(); SF != E; ++SF) {
 785     if (!SF->isDeclaration()) {               // No body if function is external
 786       Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]); // Destination function
 787
 788       // DF not external SF external?
 789       if (DF->isDeclaration())
 790         // Only provide the function body if there isn't one already.
 791         if (LinkFunctionBody(DF, SF, ValueMap, Err))
 792           return true;
 793     }
 794   }
 795   return false;
 796 }
 797
 798 // LinkAppendingVars - If there were any appending global variables, link them
 799 // together now.  Return true on error.
 800 static bool LinkAppendingVars(Module *M,
 801                   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
 802                               std::string *ErrorMsg) {
 803   if (AppendingVars.empty()) return false; // Nothing to do.
 804
 805   // Loop over the multimap of appending vars, processing any variables with the
 806   // same name, forming a new appending global variable with both of the
 807   // initializers merged together, then rewrite references to the old variables
 808   // and delete them.
 809   std::vector<Constant*> Inits;
 810   while (AppendingVars.size() > 1) {
 811     // Get the first two elements in the map...
 812     std::multimap<std::string,
 813       GlobalVariable*>::iterator Second = AppendingVars.begin(), First=Second++;
 814
 815     // If the first two elements are for different names, there is no pair...
 816     // Otherwise there is a pair, so link them together...
 817     if (First->first == Second->first) {
 818       GlobalVariable *G1 = First->second, *G2 = Second->second;
 819       const ArrayType *T1 = cast<ArrayType>(G1->getType()->getElementType());
 820       const ArrayType *T2 = cast<ArrayType>(G2->getType()->getElementType());
 821
 822       // Check to see that they two arrays agree on type...
 823       if (T1->getElementType() != T2->getElementType())
 824         return Error(ErrorMsg,
 825          "Appending variables with different element types need to be linked!");
 826       if (G1->isConstant() != G2->isConstant())
 827         return Error(ErrorMsg,
 828                      "Appending variables linked with different const'ness!");
 829
 830       unsigned NewSize = T1->getNumElements() + T2->getNumElements();
 831       ArrayType *NewType = ArrayType::get(T1->getElementType(), NewSize);
 832
 833       G1->setName("");   // Clear G1's name in case of a conflict!
 834
 835       // Create the new global variable...
 836       GlobalVariable *NG =
 837         new GlobalVariable(NewType, G1->isConstant(), G1->getLinkage(),
 838                            /*init*/0, First->first, M, G1->isThreadLocal());
 839
 840       // Merge the initializer...
 841       Inits.reserve(NewSize);
 842       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G1->getInitializer())) {
 843         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
 844           Inits.push_back(I->getOperand(i));
 845       } else {
 846         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G1->getInitializer()));
 847         Constant *CV = Constant::getNullValue(T1->getElementType());
 848         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
 849           Inits.push_back(CV);
 850       }
 851       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G2->getInitializer())) {
 852         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
 853           Inits.push_back(I->getOperand(i));
 854       } else {
 855         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G2->getInitializer()));
 856         Constant *CV = Constant::getNullValue(T2->getElementType());
 857         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
 858           Inits.push_back(CV);
 859       }
 860       NG->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, Inits));
 861       Inits.clear();
 862
 863       // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
 864       // global...
 865
 866       // FIXME: This should rewrite simple/straight-forward uses such as
 867       // getelementptr instructions to not use the Cast!
 868       G1->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, G1->getType()));
 869       G2->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, G2->getType()));
 870
 871       // Remove the two globals from the module now...
 872       M->getGlobalList().erase(G1);
 873       M->getGlobalList().erase(G2);
 874
 875       // Put the new global into the AppendingVars map so that we can handle
 876       // linking of more than two vars...
 877       Second->second = NG;
 878     }
 879     AppendingVars.erase(First);
 880   }
 881
 882   return false;
 883 }
 884
 885
 886 // LinkModules - This function links two modules together, with the resulting
 887 // left module modified to be the composite of the two input modules.  If an
 888 // error occurs, true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate
 889 // the problem.  Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and
 890 // shouldn't be relied on to be consistent.
 891 bool
 892 Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, std::string *ErrorMsg) {
 893   assert(Dest != 0 && "Invalid Destination module");
 894   assert(Src  != 0 && "Invalid Source Module");
 895
 896   if (Dest->getDataLayout().empty()) {
 897     if (!Src->getDataLayout().empty()) {
 898       Dest->setDataLayout(Src->getDataLayout());
 899     } else {
 900       std::string DataLayout;
 901
 902       if (Dest->getEndianness() == Module::AnyEndianness)
 903         if (Src->getEndianness() == Module::BigEndian)
 904           DataLayout.append("E");
 905         else if (Src->getEndianness() == Module::LittleEndian)
 906           DataLayout.append("e");
 907       if (Dest->getPointerSize() == Module::AnyPointerSize)
 908         if (Src->getPointerSize() == Module::Pointer64)
 909           DataLayout.append(DataLayout.length() == 0 ? "p:64:64" : "-p:64:64");
 910         else if (Src->getPointerSize() == Module::Pointer32)
 911           DataLayout.append(DataLayout.length() == 0 ? "p:32:32" : "-p:32:32");
 912       Dest->setDataLayout(DataLayout);
 913     }
 914   }
 915
 916   // COpy the target triple from the source to dest if the dest's is empty
 917   if (Dest->getTargetTriple().empty() && !Src->getTargetTriple().empty())
 918     Dest->setTargetTriple(Src->getTargetTriple());
 919
 920   if (!Src->getDataLayout().empty() && !Dest->getDataLayout().empty() &&
 921       Src->getDataLayout() != Dest->getDataLayout())
 922     cerr << "WARNING: Linking two modules of different data layouts!\n";
 923   if (!Src->getTargetTriple().empty() &&
 924       Dest->getTargetTriple() != Src->getTargetTriple())
 925     cerr << "WARNING: Linking two modules of different target triples!\n";
 926
 927   // Append the module inline asm string
 928   if (!Src->getModuleInlineAsm().empty()) {
 929     if (Dest->getModuleInlineAsm().empty())
 930       Dest->setModuleInlineAsm(Src->getModuleInlineAsm());
 931     else
 932       Dest->setModuleInlineAsm(Dest->getModuleInlineAsm()+"\n"+
 933                                Src->getModuleInlineAsm());
 934   }
 935
 936   // Update the destination module's dependent libraries list with the libraries
 937   // from the source module. There's no opportunity for duplicates here as the
 938   // Module ensures that duplicate insertions are discarded.
 939   Module::lib_iterator SI = Src->lib_begin();
 940   Module::lib_iterator SE = Src->lib_end();
 941   while ( SI != SE ) {
 942     Dest->addLibrary(*SI);
 943     ++SI;
 944   }
 945
 946   // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
 947   // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
 948   // Make sure there are no type name conflicts.
 949   if (LinkTypes(Dest, Src, ErrorMsg))
 950     return true;
 951
 952   // ValueMap - Mapping of values from what they used to be in Src, to what they
 953   // are now in Dest.
 954   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
 955
 956   // AppendingVars - Keep track of global variables in the destination module
 957   // with appending linkage.  After the module is linked together, they are
 958   // appended and the module is rewritten.
 959   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> AppendingVars;
 960   for (Module::global_iterator I = Dest->global_begin(), E = Dest->global_end();
 961        I != E; ++I) {
 962     // Add all of the appending globals already in the Dest module to
 963     // AppendingVars.
 964     if (I->hasAppendingLinkage())
 965       AppendingVars.insert(std::make_pair(I->getName(), I));
 966   }
 967
 968   // Insert all of the globals in src into the Dest module... without linking
 969   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
 970   if (LinkGlobals(Dest, Src, ValueMap, AppendingVars, ErrorMsg))
 971     return true;
 972
 973   // Link the functions together between the two modules, without doing function
 974   // bodies... this just adds external function prototypes to the Dest
 975   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
 976   // all of the global values that may be referenced are available in our
 977   // ValueMap.
 978   if (LinkFunctionProtos(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg))
 979     return true;
 980
 981   // Update the initializers in the Dest module now that all globals that may
 982   // be referenced are in Dest.
 983   if (LinkGlobalInits(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
 984
 985   // Link in the function bodies that are defined in the source module into the
 986   // DestModule.  This consists basically of copying the function over and
 987   // fixing up references to values.
 988   if (LinkFunctionBodies(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
 989
 990   // If there were any appending global variables, link them together now.
 991   if (LinkAppendingVars(Dest, AppendingVars, ErrorMsg)) return true;
 992
 993   // If the source library's module id is in the dependent library list of the
 994   // destination library, remove it since that module is now linked in.
 995   sys::Path modId;
 996   modId.set(Src->getModuleIdentifier());
 997   if (!modId.isEmpty())
 998     Dest->removeLibrary(modId.getBasename());
 999
1000   return false;
1001 }
1002
1003 // vim: sw=2