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