More templatization.
[oota-llvm.git] / 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     if (!Src->isDeclaration() && !Dest->isDeclaration())
444       return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
445                    "': symbols have different visibilities!");
446   return false;
447 }
448
449 // LinkGlobals - Loop through the global variables in the src module and merge
450 // them into the dest module.
451 static bool LinkGlobals(Module *Dest, Module *Src,
452                         std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
453                     std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
454                         std::string *Err) {
455   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
456   for (Module::global_iterator I = Src->global_begin(), E = Src->global_end();
457        I != E; ++I) {
458     GlobalVariable *SGV = I;
459     GlobalVariable *DGV = 0;
460     // Check to see if may have to link the global.
461     if (SGV->hasName() && !SGV->hasInternalLinkage()) {
462       DGV = Dest->getGlobalVariable(SGV->getName());
463       if (DGV && DGV->getType() != SGV->getType())
464         // If types don't agree due to opaque types, try to resolve them.
465         RecursiveResolveTypes(SGV->getType(), DGV->getType(), 
466                               &Dest->getTypeSymbolTable(), "");
467     }
468
469     if (DGV && DGV->hasInternalLinkage())
470       DGV = 0;
471
472     assert((SGV->hasInitializer() || SGV->hasExternalWeakLinkage() ||
473             SGV->hasExternalLinkage() || SGV->hasDLLImportLinkage()) &&
474            "Global must either be external or have an initializer!");
475
476     GlobalValue::LinkageTypes NewLinkage = GlobalValue::InternalLinkage;
477     bool LinkFromSrc = false;
478     if (GetLinkageResult(DGV, SGV, NewLinkage, LinkFromSrc, Err))
479       return true;
480
481     if (!DGV) {
482       // No linking to be performed, simply create an identical version of the
483       // symbol over in the dest module... the initializer will be filled in
484       // later by LinkGlobalInits...
485       GlobalVariable *NewDGV =
486         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
487                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
488                            SGV->getName(), Dest, SGV->isThreadLocal());
489       // Propagate alignment, visibility and section info.
490       CopyGVAttributes(NewDGV, SGV);
491
492       // If the LLVM runtime renamed the global, but it is an externally visible
493       // symbol, DGV must be an existing global with internal linkage.  Rename
494       // it.
495       if (NewDGV->getName() != SGV->getName() && !NewDGV->hasInternalLinkage())
496         ForceRenaming(NewDGV, SGV->getName());
497
498       // Make sure to remember this mapping...
499       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
500       if (SGV->hasAppendingLinkage())
501         // Keep track that this is an appending variable...
502         AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
503     } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
504       // No linking is performed yet.  Just insert a new copy of the global, and
505       // keep track of the fact that it is an appending variable in the
506       // AppendingVars map.  The name is cleared out so that no linkage is
507       // performed.
508       GlobalVariable *NewDGV =
509         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
510                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
511                            "", Dest, SGV->isThreadLocal());
512
513       // Propagate alignment, section and visibility  info.
514       NewDGV->setAlignment(DGV->getAlignment());
515       CopyGVAttributes(NewDGV, SGV);
516
517       // Make sure to remember this mapping...
518       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
519
520       // Keep track that this is an appending variable...
521       AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
522     } else {
523       // Propagate alignment, section, and visibility info.
524       CopyGVAttributes(DGV, SGV);
525
526       // Otherwise, perform the mapping as instructed by GetLinkageResult.  If
527       // the types don't match, and if we are to link from the source, nuke DGV
528       // and create a new one of the appropriate type.
529       if (SGV->getType() != DGV->getType() && LinkFromSrc) {
530         GlobalVariable *NewDGV =
531           new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
532                              DGV->isConstant(), DGV->getLinkage());
533         NewDGV->setThreadLocal(DGV->isThreadLocal());
534         CopyGVAttributes(NewDGV, DGV);
535         Dest->getGlobalList().insert(DGV, NewDGV);
536         DGV->replaceAllUsesWith(
537             ConstantExpr::getBitCast(NewDGV, DGV->getType()));
538         DGV->eraseFromParent();
539         NewDGV->setName(SGV->getName());
540         DGV = NewDGV;
541       }
542
543       DGV->setLinkage(NewLinkage);
544
545       if (LinkFromSrc) {
546         // Inherit const as appropriate
547         DGV->setConstant(SGV->isConstant());
548         DGV->setInitializer(0);
549       } else {
550         if (SGV->isConstant() && !DGV->isConstant()) {
551           if (DGV->isDeclaration())
552             DGV->setConstant(true);
553         }
554         SGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
555         SGV->setInitializer(0);
556       }
557
558       ValueMap.insert(
559         std::make_pair(SGV, ConstantExpr::getBitCast(DGV, SGV->getType())));
560     }
561   }
562   return false;
563 }
564
565 // LinkAlias - Loop through the alias in the src module and link them into the
566 // dest module.
567 static bool LinkAlias(Module *Dest, const Module *Src, std::string *Err) {
568   // Loop over all alias in the src module
569   for (Module::const_alias_iterator I = Src->alias_begin(),
570          E = Src->alias_end(); I != E; ++I) {
571     const GlobalAlias *GA = I;
572
573     GlobalValue *NewAliased = NULL;
574     const GlobalValue *Aliased = GA->getAliasedGlobal();
575     if (isa<GlobalVariable>(*Aliased))
576       NewAliased = Dest->getGlobalVariable(Aliased->getName());
577     else if (isa<Function>(*Aliased))
578       NewAliased = Dest->getFunction(Aliased->getName());
579     // FIXME: we should handle the bitcast alias.
580     assert(NewAliased && "Can't find the aliased GV.");
581
582     GlobalAlias *NewGA = new GlobalAlias(GA->getType(), GA->getLinkage(),
583                                          GA->getName(), NewAliased, Dest);
584     CopyGVAttributes(NewGA, GA);
585   }
586   return false;
587 }
588
589
590 // LinkGlobalInits - Update the initializers in the Dest module now that all
591 // globals that may be referenced are in Dest.
592 static bool LinkGlobalInits(Module *Dest, const Module *Src,
593                             std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
594                             std::string *Err) {
595
596   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
597   for (Module::const_global_iterator I = Src->global_begin(),
598        E = Src->global_end(); I != E; ++I) {
599     const GlobalVariable *SGV = I;
600
601     if (SGV->hasInitializer()) {      // Only process initialized GV's
602       // Figure out what the initializer looks like in the dest module...
603       Constant *SInit =
604         cast<Constant>(RemapOperand(SGV->getInitializer(), ValueMap));
605
606       GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[SGV]);
607       if (DGV->hasInitializer()) {
608         if (SGV->hasExternalLinkage()) {
609           if (DGV->getInitializer() != SInit)
610             return Error(Err, "Global Variable Collision on '" +
611                          ToStr(SGV->getType(), Src) +"':%"+SGV->getName()+
612                          " - Global variables have different initializers");
613         } else if (DGV->hasLinkOnceLinkage() || DGV->hasWeakLinkage()) {
614           // Nothing is required, mapped values will take the new global
615           // automatically.
616         } else if (SGV->hasLinkOnceLinkage() || SGV->hasWeakLinkage()) {
617           // Nothing is required, mapped values will take the new global
618           // automatically.
619         } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
620           assert(0 && "Appending linkage unimplemented!");
621         } else {
622           assert(0 && "Unknown linkage!");
623         }
624       } else {
625         // Copy the initializer over now...
626         DGV->setInitializer(SInit);
627       }
628     }
629   }
630   return false;
631 }
632
633 // LinkFunctionProtos - Link the functions together between the two modules,
634 // without doing function bodies... this just adds external function prototypes
635 // to the Dest function...
636 //
637 static bool LinkFunctionProtos(Module *Dest, const Module *Src,
638                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
639                                std::string *Err) {
640   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over
641   for (Module::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
642     const Function *SF = I;   // SrcFunction
643     Function *DF = 0;
644     if (SF->hasName() && !SF->hasInternalLinkage()) {
645       // Check to see if may have to link the function.
646       DF = Dest->getFunction(SF->getName());
647       if (DF && SF->getType() != DF->getType())
648         // If types don't agree because of opaque, try to resolve them
649         RecursiveResolveTypes(SF->getType(), DF->getType(), 
650                               &Dest->getTypeSymbolTable(), "");
651     }
652
653     // Check visibility
654     if (DF && !DF->hasInternalLinkage() &&
655         SF->getVisibility() != DF->getVisibility()) {
656       // If one is a prototype, ignore its visibility.  Prototypes are always
657       // overridden by the definition.
658       if (!SF->isDeclaration() && !DF->isDeclaration())
659         return Error(Err, "Linking functions named '" + SF->getName() +
660                      "': symbols have different visibilities!");
661     }
662     
663     if (DF && DF->getType() != SF->getType()) {
664       if (DF->isDeclaration() && !SF->isDeclaration()) {
665         // We have a definition of the same name but different type in the
666         // source module. Copy the prototype to the destination and replace
667         // uses of the destination's prototype with the new prototype.
668         Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
669                                        SF->getName(), Dest);
670         CopyGVAttributes(NewDF, SF);
671
672         // Any uses of DF need to change to NewDF, with cast
673         DF->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NewDF, DF->getType()));
674
675         // DF will conflict with NewDF because they both had the same. We must
676         // erase this now so ForceRenaming doesn't assert because DF might
677         // not have internal linkage. 
678         DF->eraseFromParent();
679
680         // If the symbol table renamed the function, but it is an externally
681         // visible symbol, DF must be an existing function with internal 
682         // linkage.  Rename it.
683         if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage())
684           ForceRenaming(NewDF, SF->getName());
685
686         // Remember this mapping so uses in the source module get remapped
687         // later by RemapOperand.
688         ValueMap[SF] = NewDF;
689       } else if (SF->isDeclaration()) {
690         // We have two functions of the same name but different type and the
691         // source is a declaration while the destination is not. Any use of
692         // the source must be mapped to the destination, with a cast. 
693         ValueMap[SF] = ConstantExpr::getBitCast(DF, SF->getType());
694       } else {
695         // We have two functions of the same name but different types and they
696         // are both definitions. This is an error.
697         return Error(Err, "Function '" + DF->getName() + "' defined as both '" +
698                      ToStr(SF->getFunctionType(), Src) + "' and '" +
699                      ToStr(DF->getFunctionType(), Dest) + "'");
700       }
701     } else if (!DF || SF->hasInternalLinkage() || DF->hasInternalLinkage()) {
702       // Function does not already exist, simply insert an function signature
703       // identical to SF into the dest module.
704       Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
705                                      SF->getName(), Dest);
706       CopyGVAttributes(NewDF, SF);
707
708       // If the LLVM runtime renamed the function, but it is an externally
709       // visible symbol, DF must be an existing function with internal linkage.
710       // Rename it.
711       if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage())
712         ForceRenaming(NewDF, SF->getName());
713
714       // ... and remember this mapping...
715       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, NewDF));
716     } else if (SF->isDeclaration()) {
717       // If SF is a declaration or if both SF & DF are declarations, just link 
718       // the declarations, we aren't adding anything.
719       if (SF->hasDLLImportLinkage()) {
720         if (DF->isDeclaration()) {
721           ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
722           DF->setLinkage(SF->getLinkage());          
723         }        
724       } else {
725         ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
726       }      
727     } else if (DF->isDeclaration() && !DF->hasDLLImportLinkage()) {
728       // If DF is external but SF is not...
729       // Link the external functions, update linkage qualifiers
730       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
731       DF->setLinkage(SF->getLinkage());
732       // Visibility of prototype is overridden by vis of definition.
733       DF->setVisibility(SF->getVisibility());
734     } else if (SF->hasWeakLinkage() || SF->hasLinkOnceLinkage()) {
735       // At this point we know that DF has LinkOnce, Weak, or External* linkage.
736       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
737
738       // Linkonce+Weak = Weak
739       // *+External Weak = *
740       if ((DF->hasLinkOnceLinkage() && SF->hasWeakLinkage()) ||
741           DF->hasExternalWeakLinkage())
742         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
743     } else if (DF->hasWeakLinkage() || DF->hasLinkOnceLinkage()) {
744       // At this point we know that SF has LinkOnce or External* linkage.
745       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
746       if (!SF->hasLinkOnceLinkage() && !SF->hasExternalWeakLinkage())
747         // Don't inherit linkonce & external weak linkage
748         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
749     } else if (SF->getLinkage() != DF->getLinkage()) {
750         return Error(Err, "Functions named '" + SF->getName() +
751                      "' have different linkage specifiers!");
752     } else if (SF->hasExternalLinkage()) {
753       // The function is defined identically in both modules!!
754       return Error(Err, "Function '" +
755                    ToStr(SF->getFunctionType(), Src) + "':\"" +
756                    SF->getName() + "\" - Function is already defined!");
757     } else {
758       assert(0 && "Unknown linkage configuration found!");
759     }
760   }
761   return false;
762 }
763
764 // LinkFunctionBody - Copy the source function over into the dest function and
765 // fix up references to values.  At this point we know that Dest is an external
766 // function, and that Src is not.
767 static bool LinkFunctionBody(Function *Dest, Function *Src,
768                              std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
769                              std::string *Err) {
770   assert(Src && Dest && Dest->isDeclaration() && !Src->isDeclaration());
771
772   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
773   Function::arg_iterator DI = Dest->arg_begin();
774   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
775        I != E; ++I, ++DI) {
776     DI->setName(I->getName());  // Copy the name information over...
777
778     // Add a mapping to our local map
779     ValueMap.insert(std::make_pair(I, DI));
780   }
781
782   // Splice the body of the source function into the dest function.
783   Dest->getBasicBlockList().splice(Dest->end(), Src->getBasicBlockList());
784
785   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
786   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
787   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
788   // functions and patch them up to point to the local versions...
789   //
790   for (Function::iterator BB = Dest->begin(), BE = Dest->end(); BB != BE; ++BB)
791     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
792       for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
793            OI != OE; ++OI)
794         if (!isa<Instruction>(*OI) && !isa<BasicBlock>(*OI))
795           *OI = RemapOperand(*OI, ValueMap);
796
797   // There is no need to map the arguments anymore.
798   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
799        I != E; ++I)
800     ValueMap.erase(I);
801
802   return false;
803 }
804
805
806 // LinkFunctionBodies - Link in the function bodies that are defined in the
807 // source module into the DestModule.  This consists basically of copying the
808 // function over and fixing up references to values.
809 static bool LinkFunctionBodies(Module *Dest, Module *Src,
810                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
811                                std::string *Err) {
812
813   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
814   // go
815   for (Module::iterator SF = Src->begin(), E = Src->end(); SF != E; ++SF) {
816     if (!SF->isDeclaration()) {               // No body if function is external
817       Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]); // Destination function
818
819       // DF not external SF external?
820       if (DF->isDeclaration())
821         // Only provide the function body if there isn't one already.
822         if (LinkFunctionBody(DF, SF, ValueMap, Err))
823           return true;
824     }
825   }
826   return false;
827 }
828
829 // LinkAppendingVars - If there were any appending global variables, link them
830 // together now.  Return true on error.
831 static bool LinkAppendingVars(Module *M,
832                   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
833                               std::string *ErrorMsg) {
834   if (AppendingVars.empty()) return false; // Nothing to do.
835
836   // Loop over the multimap of appending vars, processing any variables with the
837   // same name, forming a new appending global variable with both of the
838   // initializers merged together, then rewrite references to the old variables
839   // and delete them.
840   std::vector<Constant*> Inits;
841   while (AppendingVars.size() > 1) {
842     // Get the first two elements in the map...
843     std::multimap<std::string,
844       GlobalVariable*>::iterator Second = AppendingVars.begin(), First=Second++;
845
846     // If the first two elements are for different names, there is no pair...
847     // Otherwise there is a pair, so link them together...
848     if (First->first == Second->first) {
849       GlobalVariable *G1 = First->second, *G2 = Second->second;
850       const ArrayType *T1 = cast<ArrayType>(G1->getType()->getElementType());
851       const ArrayType *T2 = cast<ArrayType>(G2->getType()->getElementType());
852
853       // Check to see that they two arrays agree on type...
854       if (T1->getElementType() != T2->getElementType())
855         return Error(ErrorMsg,
856          "Appending variables with different element types need to be linked!");
857       if (G1->isConstant() != G2->isConstant())
858         return Error(ErrorMsg,
859                      "Appending variables linked with different const'ness!");
860
861       if (G1->getAlignment() != G2->getAlignment())
862         return Error(ErrorMsg,
863          "Appending variables with different alignment need to be linked!");
864
865       if (G1->getVisibility() != G2->getVisibility())
866         return Error(ErrorMsg,
867          "Appending variables with different visibility need to be linked!");
868
869       if (G1->getSection() != G2->getSection())
870         return Error(ErrorMsg,
871          "Appending variables with different section name need to be linked!");
872       
873       unsigned NewSize = T1->getNumElements() + T2->getNumElements();
874       ArrayType *NewType = ArrayType::get(T1->getElementType(), NewSize);
875
876       G1->setName("");   // Clear G1's name in case of a conflict!
877       
878       // Create the new global variable...
879       GlobalVariable *NG =
880         new GlobalVariable(NewType, G1->isConstant(), G1->getLinkage(),
881                            /*init*/0, First->first, M, G1->isThreadLocal());
882
883       // Propagate alignment, visibility and section info.
884       CopyGVAttributes(NG, G1);
885
886       // Merge the initializer...
887       Inits.reserve(NewSize);
888       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G1->getInitializer())) {
889         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
890           Inits.push_back(I->getOperand(i));
891       } else {
892         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G1->getInitializer()));
893         Constant *CV = Constant::getNullValue(T1->getElementType());
894         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
895           Inits.push_back(CV);
896       }
897       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G2->getInitializer())) {
898         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
899           Inits.push_back(I->getOperand(i));
900       } else {
901         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G2->getInitializer()));
902         Constant *CV = Constant::getNullValue(T2->getElementType());
903         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
904           Inits.push_back(CV);
905       }
906       NG->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, Inits));
907       Inits.clear();
908
909       // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
910       // global...
911
912       // FIXME: This should rewrite simple/straight-forward uses such as
913       // getelementptr instructions to not use the Cast!
914       G1->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, G1->getType()));
915       G2->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, G2->getType()));
916
917       // Remove the two globals from the module now...
918       M->getGlobalList().erase(G1);
919       M->getGlobalList().erase(G2);
920
921       // Put the new global into the AppendingVars map so that we can handle
922       // linking of more than two vars...
923       Second->second = NG;
924     }
925     AppendingVars.erase(First);
926   }
927
928   return false;
929 }
930
931
932 // LinkModules - This function links two modules together, with the resulting
933 // left module modified to be the composite of the two input modules.  If an
934 // error occurs, true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate
935 // the problem.  Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and
936 // shouldn't be relied on to be consistent.
937 bool
938 Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, std::string *ErrorMsg) {
939   assert(Dest != 0 && "Invalid Destination module");
940   assert(Src  != 0 && "Invalid Source Module");
941
942   if (Dest->getDataLayout().empty()) {
943     if (!Src->getDataLayout().empty()) {
944       Dest->setDataLayout(Src->getDataLayout());
945     } else {
946       std::string DataLayout;
947
948       if (Dest->getEndianness() == Module::AnyEndianness)
949         if (Src->getEndianness() == Module::BigEndian)
950           DataLayout.append("E");
951         else if (Src->getEndianness() == Module::LittleEndian)
952           DataLayout.append("e");
953       if (Dest->getPointerSize() == Module::AnyPointerSize)
954         if (Src->getPointerSize() == Module::Pointer64)
955           DataLayout.append(DataLayout.length() == 0 ? "p:64:64" : "-p:64:64");
956         else if (Src->getPointerSize() == Module::Pointer32)
957           DataLayout.append(DataLayout.length() == 0 ? "p:32:32" : "-p:32:32");
958       Dest->setDataLayout(DataLayout);
959     }
960   }
961
962   // COpy the target triple from the source to dest if the dest's is empty
963   if (Dest->getTargetTriple().empty() && !Src->getTargetTriple().empty())
964     Dest->setTargetTriple(Src->getTargetTriple());
965       
966   if (!Src->getDataLayout().empty() && !Dest->getDataLayout().empty() &&
967       Src->getDataLayout() != Dest->getDataLayout())
968     cerr << "WARNING: Linking two modules of different data layouts!\n";
969   if (!Src->getTargetTriple().empty() &&
970       Dest->getTargetTriple() != Src->getTargetTriple())
971     cerr << "WARNING: Linking two modules of different target triples!\n";
972
973   // Append the module inline asm string
974   if (!Src->getModuleInlineAsm().empty()) {
975     if (Dest->getModuleInlineAsm().empty())
976       Dest->setModuleInlineAsm(Src->getModuleInlineAsm());
977     else
978       Dest->setModuleInlineAsm(Dest->getModuleInlineAsm()+"\n"+
979                                Src->getModuleInlineAsm());
980   }
981   
982   // Update the destination module's dependent libraries list with the libraries
983   // from the source module. There's no opportunity for duplicates here as the
984   // Module ensures that duplicate insertions are discarded.
985   Module::lib_iterator SI = Src->lib_begin();
986   Module::lib_iterator SE = Src->lib_end();
987   while ( SI != SE ) {
988     Dest->addLibrary(*SI);
989     ++SI;
990   }
991
992   // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
993   // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
994   // Make sure there are no type name conflicts.
995   if (LinkTypes(Dest, Src, ErrorMsg)) 
996     return true;
997
998   // ValueMap - Mapping of values from what they used to be in Src, to what they
999   // are now in Dest.
1000   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
1001
1002   // AppendingVars - Keep track of global variables in the destination module
1003   // with appending linkage.  After the module is linked together, they are
1004   // appended and the module is rewritten.
1005   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> AppendingVars;
1006   for (Module::global_iterator I = Dest->global_begin(), E = Dest->global_end();
1007        I != E; ++I) {
1008     // Add all of the appending globals already in the Dest module to
1009     // AppendingVars.
1010     if (I->hasAppendingLinkage())
1011       AppendingVars.insert(std::make_pair(I->getName(), I));
1012   }
1013
1014   // Insert all of the globals in src into the Dest module... without linking
1015   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
1016   if (LinkGlobals(Dest, Src, ValueMap, AppendingVars, ErrorMsg))
1017     return true;
1018
1019   // Link the functions together between the two modules, without doing function
1020   // bodies... this just adds external function prototypes to the Dest
1021   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
1022   // all of the global values that may be referenced are available in our
1023   // ValueMap.
1024   if (LinkFunctionProtos(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg))
1025     return true;
1026
1027   // Update the initializers in the Dest module now that all globals that may
1028   // be referenced are in Dest.
1029   if (LinkGlobalInits(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
1030
1031   // Link in the function bodies that are defined in the source module into the
1032   // DestModule.  This consists basically of copying the function over and
1033   // fixing up references to values.
1034   if (LinkFunctionBodies(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
1035
1036   // If there were any appending global variables, link them together now.
1037   if (LinkAppendingVars(Dest, AppendingVars, ErrorMsg)) return true;
1038
1039   // If there were any alias, link them now.
1040   if (LinkAlias(Dest, Src, ErrorMsg)) return true;
1041
1042   // If the source library's module id is in the dependent library list of the
1043   // destination library, remove it since that module is now linked in.
1044   sys::Path modId;
1045   modId.set(Src->getModuleIdentifier());
1046   if (!modId.isEmpty())
1047     Dest->removeLibrary(modId.getBasename());
1048
1049   return false;
1050 }
1051
1052 // vim: sw=2