bd445dd367f4848bd75d08e21e6e5f1fbcbc58f7
[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 is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM module linker.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Linker/Linker.h"
15 #include "llvm-c/Linker.h"
16 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
17 #include "llvm/ADT/Optional.h"
18 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/ADT/Triple.h"
22 #include "llvm/IR/Constants.h"
23 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
24 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
25 #include "llvm/IR/DiagnosticPrinter.h"
26 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
27 #include "llvm/IR/Module.h"
28 #include "llvm/IR/TypeFinder.h"
29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
33 #include <cctype>
34 #include <tuple>
35 using namespace llvm;
36
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 // TypeMap implementation.
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 namespace {
43 class TypeMapTy : public ValueMapTypeRemapper {
44   /// This is a mapping from a source type to a destination type to use.
45   DenseMap<Type*, Type*> MappedTypes;
46
47   /// When checking to see if two subgraphs are isomorphic, we speculatively
48   /// add types to MappedTypes, but keep track of them here in case we need to
49   /// roll back.
50   SmallVector<Type*, 16> SpeculativeTypes;
51
52   SmallVector<StructType*, 16> SpeculativeDstOpaqueTypes;
53
54   /// This is a list of non-opaque structs in the source module that are mapped
55   /// to an opaque struct in the destination module.
56   SmallVector<StructType*, 16> SrcDefinitionsToResolve;
57
58   /// This is the set of opaque types in the destination modules who are
59   /// getting a body from the source module.
60   SmallPtrSet<StructType*, 16> DstResolvedOpaqueTypes;
61
62 public:
63   TypeMapTy(Linker::IdentifiedStructTypeSet &DstStructTypesSet)
64       : DstStructTypesSet(DstStructTypesSet) {}
65
66   Linker::IdentifiedStructTypeSet &DstStructTypesSet;
67   /// Indicate that the specified type in the destination module is conceptually
68   /// equivalent to the specified type in the source module.
69   void addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy);
70
71   /// Produce a body for an opaque type in the dest module from a type
72   /// definition in the source module.
73   void linkDefinedTypeBodies();
74
75   /// Return the mapped type to use for the specified input type from the
76   /// source module.
77   Type *get(Type *SrcTy);
78   Type *get(Type *SrcTy, SmallPtrSet<StructType *, 8> &Visited);
79
80   void finishType(StructType *DTy, StructType *STy, ArrayRef<Type *> ETypes);
81
82   FunctionType *get(FunctionType *T) {
83     return cast<FunctionType>(get((Type *)T));
84   }
85
86   /// Dump out the type map for debugging purposes.
87   void dump() const {
88     for (auto &Pair : MappedTypes) {
89       dbgs() << "TypeMap: ";
90       Pair.first->print(dbgs());
91       dbgs() << " => ";
92       Pair.second->print(dbgs());
93       dbgs() << '\n';
94     }
95   }
96
97 private:
98   Type *remapType(Type *SrcTy) override { return get(SrcTy); }
99
100   bool areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy);
101 };
102 }
103
104 void TypeMapTy::addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
105   assert(SpeculativeTypes.empty());
106   assert(SpeculativeDstOpaqueTypes.empty());
107
108   // Check to see if these types are recursively isomorphic and establish a
109   // mapping between them if so.
110   if (!areTypesIsomorphic(DstTy, SrcTy)) {
111     // Oops, they aren't isomorphic.  Just discard this request by rolling out
112     // any speculative mappings we've established.
113     for (Type *Ty : SpeculativeTypes)
114       MappedTypes.erase(Ty);
115
116     SrcDefinitionsToResolve.resize(SrcDefinitionsToResolve.size() -
117                                    SpeculativeDstOpaqueTypes.size());
118     for (StructType *Ty : SpeculativeDstOpaqueTypes)
119       DstResolvedOpaqueTypes.erase(Ty);
120   } else {
121     for (Type *Ty : SpeculativeTypes)
122       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
123         if (STy->hasName())
124           STy->setName("");
125   }
126   SpeculativeTypes.clear();
127   SpeculativeDstOpaqueTypes.clear();
128 }
129
130 /// Recursively walk this pair of types, returning true if they are isomorphic,
131 /// false if they are not.
132 bool TypeMapTy::areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
133   // Two types with differing kinds are clearly not isomorphic.
134   if (DstTy->getTypeID() != SrcTy->getTypeID())
135     return false;
136
137   // If we have an entry in the MappedTypes table, then we have our answer.
138   Type *&Entry = MappedTypes[SrcTy];
139   if (Entry)
140     return Entry == DstTy;
141
142   // Two identical types are clearly isomorphic.  Remember this
143   // non-speculatively.
144   if (DstTy == SrcTy) {
145     Entry = DstTy;
146     return true;
147   }
148
149   // Okay, we have two types with identical kinds that we haven't seen before.
150
151   // If this is an opaque struct type, special case it.
152   if (StructType *SSTy = dyn_cast<StructType>(SrcTy)) {
153     // Mapping an opaque type to any struct, just keep the dest struct.
154     if (SSTy->isOpaque()) {
155       Entry = DstTy;
156       SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
157       return true;
158     }
159
160     // Mapping a non-opaque source type to an opaque dest.  If this is the first
161     // type that we're mapping onto this destination type then we succeed.  Keep
162     // the dest, but fill it in later. If this is the second (different) type
163     // that we're trying to map onto the same opaque type then we fail.
164     if (cast<StructType>(DstTy)->isOpaque()) {
165       // We can only map one source type onto the opaque destination type.
166       if (!DstResolvedOpaqueTypes.insert(cast<StructType>(DstTy)).second)
167         return false;
168       SrcDefinitionsToResolve.push_back(SSTy);
169       SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
170       SpeculativeDstOpaqueTypes.push_back(cast<StructType>(DstTy));
171       Entry = DstTy;
172       return true;
173     }
174   }
175
176   // If the number of subtypes disagree between the two types, then we fail.
177   if (SrcTy->getNumContainedTypes() != DstTy->getNumContainedTypes())
178     return false;
179
180   // Fail if any of the extra properties (e.g. array size) of the type disagree.
181   if (isa<IntegerType>(DstTy))
182     return false;  // bitwidth disagrees.
183   if (PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(DstTy)) {
184     if (PT->getAddressSpace() != cast<PointerType>(SrcTy)->getAddressSpace())
185       return false;
186
187   } else if (FunctionType *FT = dyn_cast<FunctionType>(DstTy)) {
188     if (FT->isVarArg() != cast<FunctionType>(SrcTy)->isVarArg())
189       return false;
190   } else if (StructType *DSTy = dyn_cast<StructType>(DstTy)) {
191     StructType *SSTy = cast<StructType>(SrcTy);
192     if (DSTy->isLiteral() != SSTy->isLiteral() ||
193         DSTy->isPacked() != SSTy->isPacked())
194       return false;
195   } else if (ArrayType *DATy = dyn_cast<ArrayType>(DstTy)) {
196     if (DATy->getNumElements() != cast<ArrayType>(SrcTy)->getNumElements())
197       return false;
198   } else if (VectorType *DVTy = dyn_cast<VectorType>(DstTy)) {
199     if (DVTy->getNumElements() != cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements())
200       return false;
201   }
202
203   // Otherwise, we speculate that these two types will line up and recursively
204   // check the subelements.
205   Entry = DstTy;
206   SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
207
208   for (unsigned I = 0, E = SrcTy->getNumContainedTypes(); I != E; ++I)
209     if (!areTypesIsomorphic(DstTy->getContainedType(I),
210                             SrcTy->getContainedType(I)))
211       return false;
212
213   // If everything seems to have lined up, then everything is great.
214   return true;
215 }
216
217 void TypeMapTy::linkDefinedTypeBodies() {
218   SmallVector<Type*, 16> Elements;
219   for (StructType *SrcSTy : SrcDefinitionsToResolve) {
220     StructType *DstSTy = cast<StructType>(MappedTypes[SrcSTy]);
221     assert(DstSTy->isOpaque());
222
223     // Map the body of the source type over to a new body for the dest type.
224     Elements.resize(SrcSTy->getNumElements());
225     for (unsigned I = 0, E = Elements.size(); I != E; ++I)
226       Elements[I] = get(SrcSTy->getElementType(I));
227
228     DstSTy->setBody(Elements, SrcSTy->isPacked());
229     DstStructTypesSet.switchToNonOpaque(DstSTy);
230   }
231   SrcDefinitionsToResolve.clear();
232   DstResolvedOpaqueTypes.clear();
233 }
234
235 void TypeMapTy::finishType(StructType *DTy, StructType *STy,
236                            ArrayRef<Type *> ETypes) {
237   DTy->setBody(ETypes, STy->isPacked());
238
239   // Steal STy's name.
240   if (STy->hasName()) {
241     SmallString<16> TmpName = STy->getName();
242     STy->setName("");
243     DTy->setName(TmpName);
244   }
245
246   DstStructTypesSet.addNonOpaque(DTy);
247 }
248
249 Type *TypeMapTy::get(Type *Ty) {
250   SmallPtrSet<StructType *, 8> Visited;
251   return get(Ty, Visited);
252 }
253
254 Type *TypeMapTy::get(Type *Ty, SmallPtrSet<StructType *, 8> &Visited) {
255   // If we already have an entry for this type, return it.
256   Type **Entry = &MappedTypes[Ty];
257   if (*Entry)
258     return *Entry;
259
260   // These are types that LLVM itself will unique.
261   bool IsUniqued = !isa<StructType>(Ty) || cast<StructType>(Ty)->isLiteral();
262
263 #ifndef NDEBUG
264   if (!IsUniqued) {
265     for (auto &Pair : MappedTypes) {
266       assert(!(Pair.first != Ty && Pair.second == Ty) &&
267              "mapping to a source type");
268     }
269   }
270 #endif
271
272   if (!IsUniqued && !Visited.insert(cast<StructType>(Ty)).second) {
273     StructType *DTy = StructType::create(Ty->getContext());
274     return *Entry = DTy;
275   }
276
277   // If this is not a recursive type, then just map all of the elements and
278   // then rebuild the type from inside out.
279   SmallVector<Type *, 4> ElementTypes;
280
281   // If there are no element types to map, then the type is itself.  This is
282   // true for the anonymous {} struct, things like 'float', integers, etc.
283   if (Ty->getNumContainedTypes() == 0 && IsUniqued)
284     return *Entry = Ty;
285
286   // Remap all of the elements, keeping track of whether any of them change.
287   bool AnyChange = false;
288   ElementTypes.resize(Ty->getNumContainedTypes());
289   for (unsigned I = 0, E = Ty->getNumContainedTypes(); I != E; ++I) {
290     ElementTypes[I] = get(Ty->getContainedType(I), Visited);
291     AnyChange |= ElementTypes[I] != Ty->getContainedType(I);
292   }
293
294   // If we found our type while recursively processing stuff, just use it.
295   Entry = &MappedTypes[Ty];
296   if (*Entry) {
297     if (auto *DTy = dyn_cast<StructType>(*Entry)) {
298       if (DTy->isOpaque()) {
299         auto *STy = cast<StructType>(Ty);
300         finishType(DTy, STy, ElementTypes);
301       }
302     }
303     return *Entry;
304   }
305
306   // If all of the element types mapped directly over and the type is not
307   // a nomed struct, then the type is usable as-is.
308   if (!AnyChange && IsUniqued)
309     return *Entry = Ty;
310
311   // Otherwise, rebuild a modified type.
312   switch (Ty->getTypeID()) {
313   default:
314     llvm_unreachable("unknown derived type to remap");
315   case Type::ArrayTyID:
316     return *Entry = ArrayType::get(ElementTypes[0],
317                                    cast<ArrayType>(Ty)->getNumElements());
318   case Type::VectorTyID:
319     return *Entry = VectorType::get(ElementTypes[0],
320                                     cast<VectorType>(Ty)->getNumElements());
321   case Type::PointerTyID:
322     return *Entry = PointerType::get(ElementTypes[0],
323                                      cast<PointerType>(Ty)->getAddressSpace());
324   case Type::FunctionTyID:
325     return *Entry = FunctionType::get(ElementTypes[0],
326                                       makeArrayRef(ElementTypes).slice(1),
327                                       cast<FunctionType>(Ty)->isVarArg());
328   case Type::StructTyID: {
329     auto *STy = cast<StructType>(Ty);
330     bool IsPacked = STy->isPacked();
331     if (IsUniqued)
332       return *Entry = StructType::get(Ty->getContext(), ElementTypes, IsPacked);
333
334     // If the type is opaque, we can just use it directly.
335     if (STy->isOpaque()) {
336       DstStructTypesSet.addOpaque(STy);
337       return *Entry = Ty;
338     }
339
340     if (StructType *OldT =
341             DstStructTypesSet.findNonOpaque(ElementTypes, IsPacked)) {
342       STy->setName("");
343       return *Entry = OldT;
344     }
345
346     if (!AnyChange) {
347       DstStructTypesSet.addNonOpaque(STy);
348       return *Entry = Ty;
349     }
350
351     StructType *DTy = StructType::create(Ty->getContext());
352     finishType(DTy, STy, ElementTypes);
353     return *Entry = DTy;
354   }
355   }
356 }
357
358 //===----------------------------------------------------------------------===//
359 // ModuleLinker implementation.
360 //===----------------------------------------------------------------------===//
361
362 namespace {
363 class ModuleLinker;
364
365 /// Creates prototypes for functions that are lazily linked on the fly. This
366 /// speeds up linking for modules with many/ lazily linked functions of which
367 /// few get used.
368 class ValueMaterializerTy final : public ValueMaterializer {
369   TypeMapTy &TypeMap;
370   Module *DstM;
371   std::vector<GlobalValue *> &LazilyLinkGlobalValues;
372   ModuleLinker *ModLinker;
373
374 public:
375   ValueMaterializerTy(TypeMapTy &TypeMap, Module *DstM,
376                       std::vector<GlobalValue *> &LazilyLinkGlobalValues,
377                       ModuleLinker *ModLinker)
378       : ValueMaterializer(), TypeMap(TypeMap), DstM(DstM),
379         LazilyLinkGlobalValues(LazilyLinkGlobalValues), ModLinker(ModLinker) {}
380
381   Value *materializeValueFor(Value *V) override;
382 };
383
384 class LinkDiagnosticInfo : public DiagnosticInfo {
385   const Twine &Msg;
386
387 public:
388   LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity, const Twine &Msg);
389   void print(DiagnosticPrinter &DP) const override;
390 };
391 LinkDiagnosticInfo::LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity,
392                                        const Twine &Msg)
393     : DiagnosticInfo(DK_Linker, Severity), Msg(Msg) {}
394 void LinkDiagnosticInfo::print(DiagnosticPrinter &DP) const { DP << Msg; }
395
396 /// This is an implementation class for the LinkModules function, which is the
397 /// entrypoint for this file.
398 class ModuleLinker {
399   Module *DstM, *SrcM;
400
401   TypeMapTy TypeMap;
402   ValueMaterializerTy ValMaterializer;
403
404   /// Mapping of values from what they used to be in Src, to what they are now
405   /// in DstM.  ValueToValueMapTy is a ValueMap, which involves some overhead
406   /// due to the use of Value handles which the Linker doesn't actually need,
407   /// but this allows us to reuse the ValueMapper code.
408   ValueToValueMapTy ValueMap;
409
410   struct AppendingVarInfo {
411     GlobalVariable *NewGV;   // New aggregate global in dest module.
412     const Constant *DstInit; // Old initializer from dest module.
413     const Constant *SrcInit; // Old initializer from src module.
414   };
415
416   std::vector<AppendingVarInfo> AppendingVars;
417
418   // Set of items not to link in from source.
419   SmallPtrSet<const Value *, 16> DoNotLinkFromSource;
420
421   // Vector of GlobalValues to lazily link in.
422   std::vector<GlobalValue *> LazilyLinkGlobalValues;
423
424   DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler;
425
426   /// For symbol clashes, prefer those from Src.
427   unsigned Flags;
428
429   /// Function index passed into ModuleLinker for using in function
430   /// importing/exporting handling.
431   const FunctionInfoIndex *ImportIndex;
432
433   /// Function to import from source module, all other functions are
434   /// imported as declarations instead of definitions.
435   Function *ImportFunction;
436
437   /// Set to true if the given FunctionInfoIndex contains any functions
438   /// from this source module, in which case we must conservatively assume
439   /// that any of its functions may be imported into another module
440   /// as part of a different backend compilation process.
441   bool HasExportedFunctions;
442
443   /// Set to true when all global value body linking is complete (including
444   /// lazy linking). Used to prevent metadata linking from creating new
445   /// references.
446   bool DoneLinkingBodies;
447
448 public:
449   ModuleLinker(Module *dstM, Linker::IdentifiedStructTypeSet &Set, Module *srcM,
450                DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler, unsigned Flags,
451                const FunctionInfoIndex *Index = nullptr,
452                Function *FuncToImport = nullptr)
453       : DstM(dstM), SrcM(srcM), TypeMap(Set),
454         ValMaterializer(TypeMap, DstM, LazilyLinkGlobalValues, this),
455         DiagnosticHandler(DiagnosticHandler), Flags(Flags), ImportIndex(Index),
456         ImportFunction(FuncToImport), HasExportedFunctions(false),
457         DoneLinkingBodies(false) {
458     assert((ImportIndex || !ImportFunction) &&
459            "Expect a FunctionInfoIndex when importing");
460     // If we have a FunctionInfoIndex but no function to import,
461     // then this is the primary module being compiled in a ThinLTO
462     // backend compilation, and we need to see if it has functions that
463     // may be exported to another backend compilation.
464     if (ImportIndex && !ImportFunction)
465       HasExportedFunctions = ImportIndex->hasExportedFunctions(SrcM);
466   }
467
468   bool run();
469
470   bool shouldOverrideFromSrc() { return Flags & Linker::OverrideFromSrc; }
471   bool shouldLinkOnlyNeeded() { return Flags & Linker::LinkOnlyNeeded; }
472   bool shouldInternalizeLinkedSymbols() {
473     return Flags & Linker::InternalizeLinkedSymbols;
474   }
475
476   /// Handles cloning of a global values from the source module into
477   /// the destination module, including setting the attributes and visibility.
478   GlobalValue *copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalValue *SGV,
479                                     const GlobalValue *DGV = nullptr);
480
481   /// Check if we should promote the given local value to global scope.
482   bool doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV);
483
484   /// Check if all global value body linking is complete.
485   bool doneLinkingBodies() { return DoneLinkingBodies; }
486
487 private:
488   bool shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc, const GlobalValue &Dest,
489                             const GlobalValue &Src);
490
491   /// Helper method for setting a message and returning an error code.
492   bool emitError(const Twine &Message) {
493     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Error, Message));
494     return true;
495   }
496
497   void emitWarning(const Twine &Message) {
498     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Warning, Message));
499   }
500
501   bool getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
502                        const GlobalVariable *&GVar);
503   bool computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
504                                      Comdat::SelectionKind Src,
505                                      Comdat::SelectionKind Dst,
506                                      Comdat::SelectionKind &Result,
507                                      bool &LinkFromSrc);
508   std::map<const Comdat *, std::pair<Comdat::SelectionKind, bool>>
509       ComdatsChosen;
510   bool getComdatResult(const Comdat *SrcC, Comdat::SelectionKind &SK,
511                        bool &LinkFromSrc);
512   // Keep track of the global value members of each comdat in source.
513   DenseMap<const Comdat *, std::vector<GlobalValue *>> ComdatMembers;
514
515   /// Given a global in the source module, return the global in the
516   /// destination module that is being linked to, if any.
517   GlobalValue *getLinkedToGlobal(const GlobalValue *SrcGV) {
518     // If the source has no name it can't link.  If it has local linkage,
519     // there is no name match-up going on.
520     if (!SrcGV->hasName() || GlobalValue::isLocalLinkage(getLinkage(SrcGV)))
521       return nullptr;
522
523     // Otherwise see if we have a match in the destination module's symtab.
524     GlobalValue *DGV = DstM->getNamedValue(getName(SrcGV));
525     if (!DGV)
526       return nullptr;
527
528     // If we found a global with the same name in the dest module, but it has
529     // internal linkage, we are really not doing any linkage here.
530     if (DGV->hasLocalLinkage())
531       return nullptr;
532
533     // Otherwise, we do in fact link to the destination global.
534     return DGV;
535   }
536
537   void computeTypeMapping();
538
539   void upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name);
540   void upgradeMismatchedGlobals();
541
542   bool linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
543                              const GlobalVariable *SrcGV);
544
545   bool linkGlobalValueProto(GlobalValue *GV);
546   bool linkModuleFlagsMetadata();
547
548   void linkAppendingVarInit(const AppendingVarInfo &AVI);
549
550   void linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src);
551   bool linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src);
552   void linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src);
553   bool linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src);
554
555   /// Functions that take care of cloning a specific global value type
556   /// into the destination module.
557   GlobalVariable *copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
558                                           const GlobalVariable *SGVar);
559   Function *copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap, const Function *SF);
560   GlobalValue *copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalAlias *SGA);
561
562   /// Helper methods to check if we are importing from or potentially
563   /// exporting from the current source module.
564   bool isPerformingImport() { return ImportFunction != nullptr; }
565   bool isModuleExporting() { return HasExportedFunctions; }
566
567   /// If we are importing from the source module, checks if we should
568   /// import SGV as a definition, otherwise import as a declaration.
569   bool doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV);
570
571   /// Get the name for SGV that should be used in the linked destination
572   /// module. Specifically, this handles the case where we need to rename
573   /// a local that is being promoted to global scope.
574   std::string getName(const GlobalValue *SGV);
575
576   /// Get the new linkage for SGV that should be used in the linked destination
577   /// module. Specifically, for ThinLTO importing or exporting it may need
578   /// to be adjusted.
579   GlobalValue::LinkageTypes getLinkage(const GlobalValue *SGV);
580
581   /// Copies the necessary global value attributes and name from the source
582   /// to the newly cloned global value.
583   void copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SrcGV);
584
585   /// Updates the visibility for the new global cloned from the source
586   /// and, if applicable, linked with an existing destination global.
587   /// Handles visibility change required for promoted locals.
588   void setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
589                      const GlobalValue *DGV = nullptr);
590
591   void linkNamedMDNodes();
592 };
593 }
594
595 /// The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict in the symbol
596 /// table. This is good for all clients except for us. Go through the trouble
597 /// to force this back.
598 static void forceRenaming(GlobalValue *GV, StringRef Name) {
599   // If the global doesn't force its name or if it already has the right name,
600   // there is nothing for us to do.
601   // Note that any required local to global promotion should already be done,
602   // so promoted locals will not skip this handling as their linkage is no
603   // longer local.
604   if (GV->hasLocalLinkage() || GV->getName() == Name)
605     return;
606
607   Module *M = GV->getParent();
608
609   // If there is a conflict, rename the conflict.
610   if (GlobalValue *ConflictGV = M->getNamedValue(Name)) {
611     GV->takeName(ConflictGV);
612     ConflictGV->setName(Name);    // This will cause ConflictGV to get renamed
613     assert(ConflictGV->getName() != Name && "forceRenaming didn't work");
614   } else {
615     GV->setName(Name);              // Force the name back
616   }
617 }
618
619 /// copy additional attributes (those not needed to construct a GlobalValue)
620 /// from the SrcGV to the DestGV.
621 void ModuleLinker::copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV,
622                                     const GlobalValue *SrcGV) {
623   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SrcGV);
624   // Check for the special case of converting an alias (definition) to a
625   // non-alias (declaration). This can happen when we are importing and
626   // encounter a weak_any alias (weak_any defs may not be imported, see
627   // comments in ModuleLinker::getLinkage) or an alias whose base object is
628   // being imported as a declaration. In that case copy the attributes from the
629   // base object.
630   if (GA && !dyn_cast<GlobalAlias>(NewGV)) {
631     assert(isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(GA));
632     NewGV->copyAttributesFrom(GA->getBaseObject());
633   } else
634     NewGV->copyAttributesFrom(SrcGV);
635   forceRenaming(NewGV, getName(SrcGV));
636 }
637
638 static bool isLessConstraining(GlobalValue::VisibilityTypes a,
639                                GlobalValue::VisibilityTypes b) {
640   if (a == GlobalValue::HiddenVisibility)
641     return false;
642   if (b == GlobalValue::HiddenVisibility)
643     return true;
644   if (a == GlobalValue::ProtectedVisibility)
645     return false;
646   if (b == GlobalValue::ProtectedVisibility)
647     return true;
648   return false;
649 }
650
651 bool ModuleLinker::doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV) {
652   if (!isPerformingImport())
653     return false;
654   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SGV);
655   if (GA) {
656     if (GA->hasWeakAnyLinkage())
657       return false;
658     const GlobalObject *GO = GA->getBaseObject();
659     if (!GO->hasLinkOnceODRLinkage())
660       return false;
661     return doImportAsDefinition(GO);
662   }
663   // Always import GlobalVariable definitions, except for the special
664   // case of WeakAny which are imported as ExternalWeak declarations
665   // (see comments in ModuleLinker::getLinkage). The linkage changes
666   // described in ModuleLinker::getLinkage ensure the correct behavior (e.g.
667   // global variables with external linkage are transformed to
668   // available_externally definitions, which are ultimately turned into
669   // declarations after the EliminateAvailableExternally pass).
670   if (isa<GlobalVariable>(SGV) && !SGV->isDeclaration() &&
671       !SGV->hasWeakAnyLinkage())
672     return true;
673   // Only import the function requested for importing.
674   auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV);
675   if (SF && SF == ImportFunction)
676     return true;
677   // Otherwise no.
678   return false;
679 }
680
681 bool ModuleLinker::doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV) {
682   assert(SGV->hasLocalLinkage());
683   // Both the imported references and the original local variable must
684   // be promoted.
685   if (!isPerformingImport() && !isModuleExporting())
686     return false;
687
688   // Local const variables never need to be promoted unless they are address
689   // taken. The imported uses can simply use the clone created in this module.
690   // For now we are conservative in determining which variables are not
691   // address taken by checking the unnamed addr flag. To be more aggressive,
692   // the address taken information must be checked earlier during parsing
693   // of the module and recorded in the function index for use when importing
694   // from that module.
695   auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
696   if (GVar && GVar->isConstant() && GVar->hasUnnamedAddr())
697     return false;
698
699   // Eventually we only need to promote functions in the exporting module that
700   // are referenced by a potentially exported function (i.e. one that is in the
701   // function index).
702   return true;
703 }
704
705 std::string ModuleLinker::getName(const GlobalValue *SGV) {
706   // For locals that must be promoted to global scope, ensure that
707   // the promoted name uniquely identifies the copy in the original module,
708   // using the ID assigned during combined index creation. When importing,
709   // we rename all locals (not just those that are promoted) in order to
710   // avoid naming conflicts between locals imported from different modules.
711   if (SGV->hasLocalLinkage() &&
712       (doPromoteLocalToGlobal(SGV) || isPerformingImport()))
713     return FunctionInfoIndex::getGlobalNameForLocal(
714         SGV->getName(),
715         ImportIndex->getModuleId(SGV->getParent()->getModuleIdentifier()));
716   return SGV->getName();
717 }
718
719 GlobalValue::LinkageTypes ModuleLinker::getLinkage(const GlobalValue *SGV) {
720   // Any local variable that is referenced by an exported function needs
721   // to be promoted to global scope. Since we don't currently know which
722   // functions reference which local variables/functions, we must treat
723   // all as potentially exported if this module is exporting anything.
724   if (isModuleExporting()) {
725     if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
726       return GlobalValue::ExternalLinkage;
727     return SGV->getLinkage();
728   }
729
730   // Otherwise, if we aren't importing, no linkage change is needed.
731   if (!isPerformingImport())
732     return SGV->getLinkage();
733
734   switch (SGV->getLinkage()) {
735   case GlobalValue::ExternalLinkage:
736     // External defnitions are converted to available_externally
737     // definitions upon import, so that they are available for inlining
738     // and/or optimization, but are turned into declarations later
739     // during the EliminateAvailableExternally pass.
740     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
741       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
742     // An imported external declaration stays external.
743     return SGV->getLinkage();
744
745   case GlobalValue::AvailableExternallyLinkage:
746     // An imported available_externally definition converts
747     // to external if imported as a declaration.
748     if (!doImportAsDefinition(SGV))
749       return GlobalValue::ExternalLinkage;
750     // An imported available_externally declaration stays that way.
751     return SGV->getLinkage();
752
753   case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
754   case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
755     // These both stay the same when importing the definition.
756     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
757     return SGV->getLinkage();
758
759   case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
760     // Can't import weak_any definitions correctly, or we might change the
761     // program semantics, since the linker will pick the first weak_any
762     // definition and importing would change the order they are seen by the
763     // linker. The module linking caller needs to enforce this.
764     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
765     // If imported as a declaration, it becomes external_weak.
766     return GlobalValue::ExternalWeakLinkage;
767
768   case GlobalValue::WeakODRLinkage:
769     // For weak_odr linkage, there is a guarantee that all copies will be
770     // equivalent, so the issue described above for weak_any does not exist,
771     // and the definition can be imported. It can be treated similarly
772     // to an imported externally visible global value.
773     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
774       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
775     else
776       return GlobalValue::ExternalLinkage;
777
778   case GlobalValue::AppendingLinkage:
779     // It would be incorrect to import an appending linkage variable,
780     // since it would cause global constructors/destructors to be
781     // executed multiple times. This should have already been handled
782     // by linkGlobalValueProto.
783     llvm_unreachable("Cannot import appending linkage variable");
784
785   case GlobalValue::InternalLinkage:
786   case GlobalValue::PrivateLinkage:
787     // If we are promoting the local to global scope, it is handled
788     // similarly to a normal externally visible global.
789     if (doPromoteLocalToGlobal(SGV)) {
790       if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
791         return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
792       else
793         return GlobalValue::ExternalLinkage;
794     }
795     // A non-promoted imported local definition stays local.
796     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
797     return SGV->getLinkage();
798
799   case GlobalValue::ExternalWeakLinkage:
800     // External weak doesn't apply to definitions, must be a declaration.
801     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
802     // Linkage stays external_weak.
803     return SGV->getLinkage();
804
805   case GlobalValue::CommonLinkage:
806     // Linkage stays common on definitions.
807     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
808     return SGV->getLinkage();
809   }
810
811   llvm_unreachable("unknown linkage type");
812 }
813
814 /// Loop through the global variables in the src module and merge them into the
815 /// dest module.
816 GlobalVariable *
817 ModuleLinker::copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
818                                       const GlobalVariable *SGVar) {
819   // No linking to be performed or linking from the source: simply create an
820   // identical version of the symbol over in the dest module... the
821   // initializer will be filled in later by LinkGlobalInits.
822   GlobalVariable *NewDGV = new GlobalVariable(
823       *DstM, TypeMap.get(SGVar->getType()->getElementType()),
824       SGVar->isConstant(), getLinkage(SGVar), /*init*/ nullptr, getName(SGVar),
825       /*insertbefore*/ nullptr, SGVar->getThreadLocalMode(),
826       SGVar->getType()->getAddressSpace());
827
828   return NewDGV;
829 }
830
831 /// Link the function in the source module into the destination module if
832 /// needed, setting up mapping information.
833 Function *ModuleLinker::copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap,
834                                           const Function *SF) {
835   // If there is no linkage to be performed or we are linking from the source,
836   // bring SF over.
837   return Function::Create(TypeMap.get(SF->getFunctionType()), getLinkage(SF),
838                           getName(SF), DstM);
839 }
840
841 /// Set up prototypes for any aliases that come over from the source module.
842 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap,
843                                                 const GlobalAlias *SGA) {
844   // If we are importing and encounter a weak_any alias, or an alias to
845   // an object being imported as a declaration, we must import the alias
846   // as a declaration as well, which involves converting it to a non-alias.
847   // See comments in ModuleLinker::getLinkage for why we cannot import
848   // weak_any defintions.
849   if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGA)) {
850     // Need to convert to declaration. All aliases must be definitions.
851     const GlobalValue *GVal = SGA->getBaseObject();
852     GlobalValue *NewGV;
853     if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal))
854       NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, GVar);
855     else {
856       auto *F = dyn_cast<Function>(GVal);
857       assert(F);
858       NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, F);
859     }
860     // Set the linkage to External or ExternalWeak (see comments in
861     // ModuleLinker::getLinkage for why WeakAny is converted to ExternalWeak).
862     if (SGA->hasWeakAnyLinkage())
863       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
864     else
865       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
866     return NewGV;
867   }
868   // If there is no linkage to be performed or we're linking from the source,
869   // bring over SGA.
870   auto *Ty = TypeMap.get(SGA->getValueType());
871   return GlobalAlias::create(Ty, SGA->getType()->getPointerAddressSpace(),
872                              getLinkage(SGA), getName(SGA), DstM);
873 }
874
875 void ModuleLinker::setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
876                                  const GlobalValue *DGV) {
877   GlobalValue::VisibilityTypes Visibility = SGV->getVisibility();
878   if (DGV)
879     Visibility = isLessConstraining(Visibility, DGV->getVisibility())
880                      ? DGV->getVisibility()
881                      : Visibility;
882   // For promoted locals, mark them hidden so that they can later be
883   // stripped from the symbol table to reduce bloat.
884   if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
885     Visibility = GlobalValue::HiddenVisibility;
886   NewGV->setVisibility(Visibility);
887 }
888
889 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap,
890                                                 const GlobalValue *SGV,
891                                                 const GlobalValue *DGV) {
892   GlobalValue *NewGV;
893   if (auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV))
894     NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, SGVar);
895   else if (auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV))
896     NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, SF);
897   else
898     NewGV = copyGlobalAliasProto(TypeMap, cast<GlobalAlias>(SGV));
899   copyGVAttributes(NewGV, SGV);
900   setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
901   return NewGV;
902 }
903
904 Value *ValueMaterializerTy::materializeValueFor(Value *V) {
905   auto *SGV = dyn_cast<GlobalValue>(V);
906   if (!SGV)
907     return nullptr;
908
909   // If we are done linking global value bodies (i.e. we are performing
910   // metadata linking), don't link in the global value due to this
911   // reference, simply map it to null.
912   if (ModLinker->doneLinkingBodies())
913     return nullptr;
914
915   GlobalValue *DGV = ModLinker->copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV);
916
917   if (Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
918     if (auto *DGO = dyn_cast<GlobalObject>(DGV)) {
919       Comdat *DC = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
920       DGO->setComdat(DC);
921     }
922   }
923
924   LazilyLinkGlobalValues.push_back(SGV);
925   return DGV;
926 }
927
928 bool ModuleLinker::getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
929                                    const GlobalVariable *&GVar) {
930   const GlobalValue *GVal = M->getNamedValue(ComdatName);
931   if (const auto *GA = dyn_cast_or_null<GlobalAlias>(GVal)) {
932     GVal = GA->getBaseObject();
933     if (!GVal)
934       // We cannot resolve the size of the aliasee yet.
935       return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
936                        "': COMDAT key involves incomputable alias size.");
937   }
938
939   GVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(GVal);
940   if (!GVar)
941     return emitError(
942         "Linking COMDATs named '" + ComdatName +
943         "': GlobalVariable required for data dependent selection!");
944
945   return false;
946 }
947
948 bool ModuleLinker::computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
949                                                  Comdat::SelectionKind Src,
950                                                  Comdat::SelectionKind Dst,
951                                                  Comdat::SelectionKind &Result,
952                                                  bool &LinkFromSrc) {
953   // The ability to mix Comdat::SelectionKind::Any with
954   // Comdat::SelectionKind::Largest is a behavior that comes from COFF.
955   bool DstAnyOrLargest = Dst == Comdat::SelectionKind::Any ||
956                          Dst == Comdat::SelectionKind::Largest;
957   bool SrcAnyOrLargest = Src == Comdat::SelectionKind::Any ||
958                          Src == Comdat::SelectionKind::Largest;
959   if (DstAnyOrLargest && SrcAnyOrLargest) {
960     if (Dst == Comdat::SelectionKind::Largest ||
961         Src == Comdat::SelectionKind::Largest)
962       Result = Comdat::SelectionKind::Largest;
963     else
964       Result = Comdat::SelectionKind::Any;
965   } else if (Src == Dst) {
966     Result = Dst;
967   } else {
968     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
969                      "': invalid selection kinds!");
970   }
971
972   switch (Result) {
973   case Comdat::SelectionKind::Any:
974     // Go with Dst.
975     LinkFromSrc = false;
976     break;
977   case Comdat::SelectionKind::NoDuplicates:
978     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
979                      "': noduplicates has been violated!");
980   case Comdat::SelectionKind::ExactMatch:
981   case Comdat::SelectionKind::Largest:
982   case Comdat::SelectionKind::SameSize: {
983     const GlobalVariable *DstGV;
984     const GlobalVariable *SrcGV;
985     if (getComdatLeader(DstM, ComdatName, DstGV) ||
986         getComdatLeader(SrcM, ComdatName, SrcGV))
987       return true;
988
989     const DataLayout &DstDL = DstM->getDataLayout();
990     const DataLayout &SrcDL = SrcM->getDataLayout();
991     uint64_t DstSize =
992         DstDL.getTypeAllocSize(DstGV->getType()->getPointerElementType());
993     uint64_t SrcSize =
994         SrcDL.getTypeAllocSize(SrcGV->getType()->getPointerElementType());
995     if (Result == Comdat::SelectionKind::ExactMatch) {
996       if (SrcGV->getInitializer() != DstGV->getInitializer())
997         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
998                          "': ExactMatch violated!");
999       LinkFromSrc = false;
1000     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::Largest) {
1001       LinkFromSrc = SrcSize > DstSize;
1002     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::SameSize) {
1003       if (SrcSize != DstSize)
1004         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
1005                          "': SameSize violated!");
1006       LinkFromSrc = false;
1007     } else {
1008       llvm_unreachable("unknown selection kind");
1009     }
1010     break;
1011   }
1012   }
1013
1014   return false;
1015 }
1016
1017 bool ModuleLinker::getComdatResult(const Comdat *SrcC,
1018                                    Comdat::SelectionKind &Result,
1019                                    bool &LinkFromSrc) {
1020   Comdat::SelectionKind SSK = SrcC->getSelectionKind();
1021   StringRef ComdatName = SrcC->getName();
1022   Module::ComdatSymTabType &ComdatSymTab = DstM->getComdatSymbolTable();
1023   Module::ComdatSymTabType::iterator DstCI = ComdatSymTab.find(ComdatName);
1024
1025   if (DstCI == ComdatSymTab.end()) {
1026     // Use the comdat if it is only available in one of the modules.
1027     LinkFromSrc = true;
1028     Result = SSK;
1029     return false;
1030   }
1031
1032   const Comdat *DstC = &DstCI->second;
1033   Comdat::SelectionKind DSK = DstC->getSelectionKind();
1034   return computeResultingSelectionKind(ComdatName, SSK, DSK, Result,
1035                                        LinkFromSrc);
1036 }
1037
1038 bool ModuleLinker::shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc,
1039                                         const GlobalValue &Dest,
1040                                         const GlobalValue &Src) {
1041   // Should we unconditionally use the Src?
1042   if (shouldOverrideFromSrc()) {
1043     LinkFromSrc = true;
1044     return false;
1045   }
1046
1047   // We always have to add Src if it has appending linkage.
1048   if (Src.hasAppendingLinkage()) {
1049     // Caller should have already determined that we can't link from source
1050     // when importing (see comments in linkGlobalValueProto).
1051     assert(!isPerformingImport());
1052     LinkFromSrc = true;
1053     return false;
1054   }
1055
1056   bool SrcIsDeclaration = Src.isDeclarationForLinker();
1057   bool DestIsDeclaration = Dest.isDeclarationForLinker();
1058
1059   if (isPerformingImport()) {
1060     if (isa<Function>(&Src)) {
1061       // For functions, LinkFromSrc iff this is the function requested
1062       // for importing. For variables, decide below normally.
1063       LinkFromSrc = (&Src == ImportFunction);
1064       return false;
1065     }
1066
1067     // Check if this is an alias with an already existing definition
1068     // in Dest, which must have come from a prior importing pass from
1069     // the same Src module. Unlike imported function and variable
1070     // definitions, which are imported as available_externally and are
1071     // not definitions for the linker, that is not a valid linkage for
1072     // imported aliases which must be definitions. Simply use the existing
1073     // Dest copy.
1074     if (isa<GlobalAlias>(&Src) && !DestIsDeclaration) {
1075       assert(isa<GlobalAlias>(&Dest));
1076       LinkFromSrc = false;
1077       return false;
1078     }
1079   }
1080
1081   if (SrcIsDeclaration) {
1082     // If Src is external or if both Src & Dest are external..  Just link the
1083     // external globals, we aren't adding anything.
1084     if (Src.hasDLLImportStorageClass()) {
1085       // If one of GVs is marked as DLLImport, result should be dllimport'ed.
1086       LinkFromSrc = DestIsDeclaration;
1087       return false;
1088     }
1089     // If the Dest is weak, use the source linkage.
1090     LinkFromSrc = Dest.hasExternalWeakLinkage();
1091     return false;
1092   }
1093
1094   if (DestIsDeclaration) {
1095     // If Dest is external but Src is not:
1096     LinkFromSrc = true;
1097     return false;
1098   }
1099
1100   if (Src.hasCommonLinkage()) {
1101     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() || Dest.hasWeakLinkage()) {
1102       LinkFromSrc = true;
1103       return false;
1104     }
1105
1106     if (!Dest.hasCommonLinkage()) {
1107       LinkFromSrc = false;
1108       return false;
1109     }
1110
1111     const DataLayout &DL = Dest.getParent()->getDataLayout();
1112     uint64_t DestSize = DL.getTypeAllocSize(Dest.getType()->getElementType());
1113     uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(Src.getType()->getElementType());
1114     LinkFromSrc = SrcSize > DestSize;
1115     return false;
1116   }
1117
1118   if (Src.isWeakForLinker()) {
1119     assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1120     assert(!Dest.hasAvailableExternallyLinkage());
1121
1122     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() && Src.hasWeakLinkage()) {
1123       LinkFromSrc = true;
1124       return false;
1125     }
1126
1127     LinkFromSrc = false;
1128     return false;
1129   }
1130
1131   if (Dest.isWeakForLinker()) {
1132     assert(Src.hasExternalLinkage());
1133     LinkFromSrc = true;
1134     return false;
1135   }
1136
1137   assert(!Src.hasExternalWeakLinkage());
1138   assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1139   assert(Dest.hasExternalLinkage() && Src.hasExternalLinkage() &&
1140          "Unexpected linkage type!");
1141   return emitError("Linking globals named '" + Src.getName() +
1142                    "': symbol multiply defined!");
1143 }
1144
1145 /// Loop over all of the linked values to compute type mappings.  For example,
1146 /// if we link "extern Foo *x" and "Foo *x = NULL", then we have two struct
1147 /// types 'Foo' but one got renamed when the module was loaded into the same
1148 /// LLVMContext.
1149 void ModuleLinker::computeTypeMapping() {
1150   for (GlobalValue &SGV : SrcM->globals()) {
1151     GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV);
1152     if (!DGV)
1153       continue;
1154
1155     if (!DGV->hasAppendingLinkage() || !SGV.hasAppendingLinkage()) {
1156       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1157       continue;
1158     }
1159
1160     // Unify the element type of appending arrays.
1161     ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DGV->getType()->getElementType());
1162     ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SGV.getType()->getElementType());
1163     TypeMap.addTypeMapping(DAT->getElementType(), SAT->getElementType());
1164   }
1165
1166   for (GlobalValue &SGV : *SrcM) {
1167     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1168       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1169   }
1170
1171   for (GlobalValue &SGV : SrcM->aliases()) {
1172     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1173       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1174   }
1175
1176   // Incorporate types by name, scanning all the types in the source module.
1177   // At this point, the destination module may have a type "%foo = { i32 }" for
1178   // example.  When the source module got loaded into the same LLVMContext, if
1179   // it had the same type, it would have been renamed to "%foo.42 = { i32 }".
1180   std::vector<StructType *> Types = SrcM->getIdentifiedStructTypes();
1181   for (StructType *ST : Types) {
1182     if (!ST->hasName())
1183       continue;
1184
1185     // Check to see if there is a dot in the name followed by a digit.
1186     size_t DotPos = ST->getName().rfind('.');
1187     if (DotPos == 0 || DotPos == StringRef::npos ||
1188         ST->getName().back() == '.' ||
1189         !isdigit(static_cast<unsigned char>(ST->getName()[DotPos + 1])))
1190       continue;
1191
1192     // Check to see if the destination module has a struct with the prefix name.
1193     StructType *DST = DstM->getTypeByName(ST->getName().substr(0, DotPos));
1194     if (!DST)
1195       continue;
1196
1197     // Don't use it if this actually came from the source module. They're in
1198     // the same LLVMContext after all. Also don't use it unless the type is
1199     // actually used in the destination module. This can happen in situations
1200     // like this:
1201     //
1202     //      Module A                         Module B
1203     //      --------                         --------
1204     //   %Z = type { %A }                %B = type { %C.1 }
1205     //   %A = type { %B.1, [7 x i8] }    %C.1 = type { i8* }
1206     //   %B.1 = type { %C }              %A.2 = type { %B.3, [5 x i8] }
1207     //   %C = type { i8* }               %B.3 = type { %C.1 }
1208     //
1209     // When we link Module B with Module A, the '%B' in Module B is
1210     // used. However, that would then use '%C.1'. But when we process '%C.1',
1211     // we prefer to take the '%C' version. So we are then left with both
1212     // '%C.1' and '%C' being used for the same types. This leads to some
1213     // variables using one type and some using the other.
1214     if (TypeMap.DstStructTypesSet.hasType(DST))
1215       TypeMap.addTypeMapping(DST, ST);
1216   }
1217
1218   // Now that we have discovered all of the type equivalences, get a body for
1219   // any 'opaque' types in the dest module that are now resolved.
1220   TypeMap.linkDefinedTypeBodies();
1221 }
1222
1223 static void upgradeGlobalArray(GlobalVariable *GV) {
1224   ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(GV->getType()->getElementType());
1225   StructType *OldTy = cast<StructType>(ATy->getElementType());
1226   assert(OldTy->getNumElements() == 2 && "Expected to upgrade from 2 elements");
1227
1228   // Get the upgraded 3 element type.
1229   PointerType *VoidPtrTy = Type::getInt8Ty(GV->getContext())->getPointerTo();
1230   Type *Tys[3] = {OldTy->getElementType(0), OldTy->getElementType(1),
1231                   VoidPtrTy};
1232   StructType *NewTy = StructType::get(GV->getContext(), Tys, false);
1233
1234   // Build new constants with a null third field filled in.
1235   Constant *OldInitC = GV->getInitializer();
1236   ConstantArray *OldInit = dyn_cast<ConstantArray>(OldInitC);
1237   if (!OldInit && !isa<ConstantAggregateZero>(OldInitC))
1238     // Invalid initializer; give up.
1239     return;
1240   std::vector<Constant *> Initializers;
1241   if (OldInit && OldInit->getNumOperands()) {
1242     Value *Null = Constant::getNullValue(VoidPtrTy);
1243     for (Use &U : OldInit->operands()) {
1244       ConstantStruct *Init = cast<ConstantStruct>(U.get());
1245       Initializers.push_back(ConstantStruct::get(
1246           NewTy, Init->getOperand(0), Init->getOperand(1), Null, nullptr));
1247     }
1248   }
1249   assert(Initializers.size() == ATy->getNumElements() &&
1250          "Failed to copy all array elements");
1251
1252   // Replace the old GV with a new one.
1253   ATy = ArrayType::get(NewTy, Initializers.size());
1254   Constant *NewInit = ConstantArray::get(ATy, Initializers);
1255   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(
1256       *GV->getParent(), ATy, GV->isConstant(), GV->getLinkage(), NewInit, "",
1257       GV, GV->getThreadLocalMode(), GV->getType()->getAddressSpace(),
1258       GV->isExternallyInitialized());
1259   NewGV->copyAttributesFrom(GV);
1260   NewGV->takeName(GV);
1261   assert(GV->use_empty() && "program cannot use initializer list");
1262   GV->eraseFromParent();
1263 }
1264
1265 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name) {
1266   // Look for the global arrays.
1267   auto *DstGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DstM->getNamedValue(Name));
1268   if (!DstGV)
1269     return;
1270   auto *SrcGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(SrcM->getNamedValue(Name));
1271   if (!SrcGV)
1272     return;
1273
1274   // Check if the types already match.
1275   auto *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1276   auto *SrcTy =
1277       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1278   if (DstTy == SrcTy)
1279     return;
1280
1281   // Grab the element types.  We can only upgrade an array of a two-field
1282   // struct.  Only bother if the other one has three-fields.
1283   auto *DstEltTy = cast<StructType>(DstTy->getElementType());
1284   auto *SrcEltTy = cast<StructType>(SrcTy->getElementType());
1285   if (DstEltTy->getNumElements() == 2 && SrcEltTy->getNumElements() == 3) {
1286     upgradeGlobalArray(DstGV);
1287     return;
1288   }
1289   if (DstEltTy->getNumElements() == 3 && SrcEltTy->getNumElements() == 2)
1290     upgradeGlobalArray(SrcGV);
1291
1292   // We can't upgrade any other differences.
1293 }
1294
1295 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobals() {
1296   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_ctors");
1297   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_dtors");
1298 }
1299
1300 /// If there were any appending global variables, link them together now.
1301 /// Return true on error.
1302 bool ModuleLinker::linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
1303                                          const GlobalVariable *SrcGV) {
1304
1305   if (!SrcGV->hasAppendingLinkage() || !DstGV->hasAppendingLinkage())
1306     return emitError("Linking globals named '" + SrcGV->getName() +
1307            "': can only link appending global with another appending global!");
1308
1309   ArrayType *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1310   ArrayType *SrcTy =
1311     cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1312   Type *EltTy = DstTy->getElementType();
1313
1314   // Check to see that they two arrays agree on type.
1315   if (EltTy != SrcTy->getElementType())
1316     return emitError("Appending variables with different element types!");
1317   if (DstGV->isConstant() != SrcGV->isConstant())
1318     return emitError("Appending variables linked with different const'ness!");
1319
1320   if (DstGV->getAlignment() != SrcGV->getAlignment())
1321     return emitError(
1322              "Appending variables with different alignment need to be linked!");
1323
1324   if (DstGV->getVisibility() != SrcGV->getVisibility())
1325     return emitError(
1326             "Appending variables with different visibility need to be linked!");
1327
1328   if (DstGV->hasUnnamedAddr() != SrcGV->hasUnnamedAddr())
1329     return emitError(
1330         "Appending variables with different unnamed_addr need to be linked!");
1331
1332   if (StringRef(DstGV->getSection()) != SrcGV->getSection())
1333     return emitError(
1334           "Appending variables with different section name need to be linked!");
1335
1336   uint64_t NewSize = DstTy->getNumElements() + SrcTy->getNumElements();
1337   ArrayType *NewType = ArrayType::get(EltTy, NewSize);
1338
1339   // Create the new global variable.
1340   GlobalVariable *NG =
1341     new GlobalVariable(*DstGV->getParent(), NewType, SrcGV->isConstant(),
1342                        DstGV->getLinkage(), /*init*/nullptr, /*name*/"", DstGV,
1343                        DstGV->getThreadLocalMode(),
1344                        DstGV->getType()->getAddressSpace());
1345
1346   // Propagate alignment, visibility and section info.
1347   copyGVAttributes(NG, DstGV);
1348
1349   AppendingVarInfo AVI;
1350   AVI.NewGV = NG;
1351   AVI.DstInit = DstGV->getInitializer();
1352   AVI.SrcInit = SrcGV->getInitializer();
1353   AppendingVars.push_back(AVI);
1354
1355   // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
1356   // global.
1357   ValueMap[SrcGV] = ConstantExpr::getBitCast(NG, TypeMap.get(SrcGV->getType()));
1358
1359   DstGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, DstGV->getType()));
1360   DstGV->eraseFromParent();
1361
1362   // Track the source variable so we don't try to link it.
1363   DoNotLinkFromSource.insert(SrcGV);
1364
1365   return false;
1366 }
1367
1368 bool ModuleLinker::linkGlobalValueProto(GlobalValue *SGV) {
1369   GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(SGV);
1370
1371   // Handle the ultra special appending linkage case first.
1372   assert(!DGV || SGV->hasAppendingLinkage() == DGV->hasAppendingLinkage());
1373   if (SGV->hasAppendingLinkage() && isPerformingImport()) {
1374     // Don't want to append to global_ctors list, for example, when we
1375     // are importing for ThinLTO, otherwise the global ctors and dtors
1376     // get executed multiple times for local variables (the latter causing
1377     // double frees).
1378     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1379     return false;
1380   }
1381   if (DGV && DGV->hasAppendingLinkage())
1382     return linkAppendingVarProto(cast<GlobalVariable>(DGV),
1383                                  cast<GlobalVariable>(SGV));
1384
1385   bool LinkFromSrc = true;
1386   Comdat *C = nullptr;
1387   bool HasUnnamedAddr = SGV->hasUnnamedAddr();
1388
1389   if (const Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
1390     Comdat::SelectionKind SK;
1391     std::tie(SK, LinkFromSrc) = ComdatsChosen[SC];
1392     C = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
1393     C->setSelectionKind(SK);
1394     ComdatMembers[SC].push_back(SGV);
1395   } else if (DGV) {
1396     if (shouldLinkFromSource(LinkFromSrc, *DGV, *SGV))
1397       return true;
1398   }
1399
1400   if (!LinkFromSrc) {
1401     // Track the source global so that we don't attempt to copy it over when
1402     // processing global initializers.
1403     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1404
1405     if (DGV)
1406       // Make sure to remember this mapping.
1407       ValueMap[SGV] =
1408           ConstantExpr::getBitCast(DGV, TypeMap.get(SGV->getType()));
1409   }
1410
1411   if (DGV)
1412     HasUnnamedAddr = HasUnnamedAddr && DGV->hasUnnamedAddr();
1413
1414   if (!LinkFromSrc && !DGV)
1415     return false;
1416
1417   GlobalValue *NewGV;
1418   if (!LinkFromSrc) {
1419     NewGV = DGV;
1420     // When linking from source we setVisibility from copyGlobalValueProto.
1421     setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
1422   } else {
1423     // If the GV is to be lazily linked, don't create it just yet.
1424     // The ValueMaterializerTy will deal with creating it if it's used.
1425     if (!DGV && !shouldOverrideFromSrc() && SGV != ImportFunction &&
1426         (SGV->hasLocalLinkage() || SGV->hasLinkOnceLinkage() ||
1427          SGV->hasAvailableExternallyLinkage())) {
1428       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1429       return false;
1430     }
1431
1432     // When we only want to link in unresolved dependencies, blacklist
1433     // the symbol unless unless DestM has a matching declaration (DGV).
1434     if (shouldLinkOnlyNeeded() && !(DGV && DGV->isDeclaration())) {
1435       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1436       return false;
1437     }
1438
1439     NewGV = copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV, DGV);
1440
1441     if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGV))
1442       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1443   }
1444
1445   NewGV->setUnnamedAddr(HasUnnamedAddr);
1446
1447   if (auto *NewGO = dyn_cast<GlobalObject>(NewGV)) {
1448     if (C)
1449       NewGO->setComdat(C);
1450
1451     if (DGV && DGV->hasCommonLinkage() && SGV->hasCommonLinkage())
1452       NewGO->setAlignment(std::max(DGV->getAlignment(), SGV->getAlignment()));
1453   }
1454
1455   if (auto *NewGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(NewGV)) {
1456     auto *DGVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DGV);
1457     auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
1458     if (DGVar && SGVar && DGVar->isDeclaration() && SGVar->isDeclaration() &&
1459         (!DGVar->isConstant() || !SGVar->isConstant()))
1460       NewGVar->setConstant(false);
1461   }
1462
1463   // Make sure to remember this mapping.
1464   if (NewGV != DGV) {
1465     if (DGV) {
1466       DGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NewGV, DGV->getType()));
1467       DGV->eraseFromParent();
1468     }
1469     ValueMap[SGV] = NewGV;
1470   }
1471
1472   return false;
1473 }
1474
1475 static void getArrayElements(const Constant *C,
1476                              SmallVectorImpl<Constant *> &Dest) {
1477   unsigned NumElements = cast<ArrayType>(C->getType())->getNumElements();
1478
1479   for (unsigned i = 0; i != NumElements; ++i)
1480     Dest.push_back(C->getAggregateElement(i));
1481 }
1482
1483 void ModuleLinker::linkAppendingVarInit(const AppendingVarInfo &AVI) {
1484   // Merge the initializer.
1485   SmallVector<Constant *, 16> DstElements;
1486   getArrayElements(AVI.DstInit, DstElements);
1487
1488   SmallVector<Constant *, 16> SrcElements;
1489   getArrayElements(AVI.SrcInit, SrcElements);
1490
1491   ArrayType *NewType = cast<ArrayType>(AVI.NewGV->getType()->getElementType());
1492
1493   StringRef Name = AVI.NewGV->getName();
1494   bool IsNewStructor =
1495       (Name == "llvm.global_ctors" || Name == "llvm.global_dtors") &&
1496       cast<StructType>(NewType->getElementType())->getNumElements() == 3;
1497
1498   for (auto *V : SrcElements) {
1499     if (IsNewStructor) {
1500       Constant *Key = V->getAggregateElement(2);
1501       if (DoNotLinkFromSource.count(Key))
1502         continue;
1503     }
1504     DstElements.push_back(
1505         MapValue(V, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1506   }
1507   if (IsNewStructor) {
1508     NewType = ArrayType::get(NewType->getElementType(), DstElements.size());
1509     AVI.NewGV->mutateType(PointerType::get(NewType, 0));
1510   }
1511
1512   AVI.NewGV->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, DstElements));
1513 }
1514
1515 /// Update the initializers in the Dest module now that all globals that may be
1516 /// referenced are in Dest.
1517 void ModuleLinker::linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src) {
1518   // Figure out what the initializer looks like in the dest module.
1519   Dst.setInitializer(MapValue(Src.getInitializer(), ValueMap,
1520                               RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1521 }
1522
1523 /// Copy the source function over into the dest function and fix up references
1524 /// to values. At this point we know that Dest is an external function, and
1525 /// that Src is not.
1526 bool ModuleLinker::linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src) {
1527   assert(Dst.isDeclaration() && !Src.isDeclaration());
1528
1529   // Materialize if needed.
1530   if (std::error_code EC = Src.materialize())
1531     return emitError(EC.message());
1532
1533   // Link in the prefix data.
1534   if (Src.hasPrefixData())
1535     Dst.setPrefixData(MapValue(Src.getPrefixData(), ValueMap,
1536                                RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1537
1538   // Link in the prologue data.
1539   if (Src.hasPrologueData())
1540     Dst.setPrologueData(MapValue(Src.getPrologueData(), ValueMap,
1541                                  RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1542                                  &ValMaterializer));
1543
1544   // Link in the personality function.
1545   if (Src.hasPersonalityFn())
1546     Dst.setPersonalityFn(MapValue(Src.getPersonalityFn(), ValueMap,
1547                                   RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1548                                   &ValMaterializer));
1549
1550   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
1551   Function::arg_iterator DI = Dst.arg_begin();
1552   for (Argument &Arg : Src.args()) {
1553     DI->setName(Arg.getName());  // Copy the name over.
1554
1555     // Add a mapping to our mapping.
1556     ValueMap[&Arg] = &*DI;
1557     ++DI;
1558   }
1559
1560   // Copy over the metadata attachments.
1561   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 8> MDs;
1562   Src.getAllMetadata(MDs);
1563   for (const auto &I : MDs)
1564     Dst.setMetadata(I.first, MapMetadata(I.second, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs,
1565                                          &TypeMap, &ValMaterializer));
1566
1567   // Splice the body of the source function into the dest function.
1568   Dst.getBasicBlockList().splice(Dst.end(), Src.getBasicBlockList());
1569
1570   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
1571   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
1572   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
1573   // functions and patch them up to point to the local versions.
1574   for (BasicBlock &BB : Dst)
1575     for (Instruction &I : BB)
1576       RemapInstruction(&I, ValueMap,
1577                        RF_IgnoreMissingEntries | RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1578                        &ValMaterializer);
1579
1580   // There is no need to map the arguments anymore.
1581   for (Argument &Arg : Src.args())
1582     ValueMap.erase(&Arg);
1583
1584   Src.dematerialize();
1585   return false;
1586 }
1587
1588 void ModuleLinker::linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src) {
1589   Constant *Aliasee = Src.getAliasee();
1590   Constant *Val = MapValue(Aliasee, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1591                            &ValMaterializer);
1592   Dst.setAliasee(Val);
1593 }
1594
1595 bool ModuleLinker::linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src) {
1596   Value *Dst = ValueMap[&Src];
1597   assert(Dst);
1598   if (const Comdat *SC = Src.getComdat()) {
1599     // To ensure that we don't generate an incomplete comdat group,
1600     // we must materialize and map in any other members that are not
1601     // yet materialized in Dst, which also ensures their definitions
1602     // are linked in. Otherwise, linkonce and other lazy linked GVs will
1603     // not be materialized if they aren't referenced.
1604     for (auto *SGV : ComdatMembers[SC]) {
1605       if (ValueMap[SGV])
1606         continue;
1607       Value *NewV = ValMaterializer.materializeValueFor(SGV);
1608       ValueMap[SGV] = NewV;
1609     }
1610   }
1611   if (shouldInternalizeLinkedSymbols())
1612     if (auto *DGV = dyn_cast<GlobalValue>(Dst))
1613       DGV->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
1614   if (auto *F = dyn_cast<Function>(&Src))
1615     return linkFunctionBody(cast<Function>(*Dst), *F);
1616   if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&Src)) {
1617     linkGlobalInit(cast<GlobalVariable>(*Dst), *GVar);
1618     return false;
1619   }
1620   linkAliasBody(cast<GlobalAlias>(*Dst), cast<GlobalAlias>(Src));
1621   return false;
1622 }
1623
1624 /// Insert all of the named MDNodes in Src into the Dest module.
1625 void ModuleLinker::linkNamedMDNodes() {
1626   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1627   for (const NamedMDNode &NMD : SrcM->named_metadata()) {
1628     // Don't link module flags here. Do them separately.
1629     if (&NMD == SrcModFlags)
1630       continue;
1631     NamedMDNode *DestNMD = DstM->getOrInsertNamedMetadata(NMD.getName());
1632     // Add Src elements into Dest node.
1633     for (const MDNode *op : NMD.operands())
1634       DestNMD->addOperand(MapMetadata(
1635           op, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs | RF_NullMapMissingGlobalValues,
1636           &TypeMap, &ValMaterializer));
1637   }
1638 }
1639
1640 /// Merge the linker flags in Src into the Dest module.
1641 bool ModuleLinker::linkModuleFlagsMetadata() {
1642   // If the source module has no module flags, we are done.
1643   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1644   if (!SrcModFlags) return false;
1645
1646   // If the destination module doesn't have module flags yet, then just copy
1647   // over the source module's flags.
1648   NamedMDNode *DstModFlags = DstM->getOrInsertModuleFlagsMetadata();
1649   if (DstModFlags->getNumOperands() == 0) {
1650     for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I)
1651       DstModFlags->addOperand(SrcModFlags->getOperand(I));
1652
1653     return false;
1654   }
1655
1656   // First build a map of the existing module flags and requirements.
1657   DenseMap<MDString *, std::pair<MDNode *, unsigned>> Flags;
1658   SmallSetVector<MDNode*, 16> Requirements;
1659   for (unsigned I = 0, E = DstModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1660     MDNode *Op = DstModFlags->getOperand(I);
1661     ConstantInt *Behavior = mdconst::extract<ConstantInt>(Op->getOperand(0));
1662     MDString *ID = cast<MDString>(Op->getOperand(1));
1663
1664     if (Behavior->getZExtValue() == Module::Require) {
1665       Requirements.insert(cast<MDNode>(Op->getOperand(2)));
1666     } else {
1667       Flags[ID] = std::make_pair(Op, I);
1668     }
1669   }
1670
1671   // Merge in the flags from the source module, and also collect its set of
1672   // requirements.
1673   bool HasErr = false;
1674   for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1675     MDNode *SrcOp = SrcModFlags->getOperand(I);
1676     ConstantInt *SrcBehavior =
1677         mdconst::extract<ConstantInt>(SrcOp->getOperand(0));
1678     MDString *ID = cast<MDString>(SrcOp->getOperand(1));
1679     MDNode *DstOp;
1680     unsigned DstIndex;
1681     std::tie(DstOp, DstIndex) = Flags.lookup(ID);
1682     unsigned SrcBehaviorValue = SrcBehavior->getZExtValue();
1683
1684     // If this is a requirement, add it and continue.
1685     if (SrcBehaviorValue == Module::Require) {
1686       // If the destination module does not already have this requirement, add
1687       // it.
1688       if (Requirements.insert(cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2)))) {
1689         DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1690       }
1691       continue;
1692     }
1693
1694     // If there is no existing flag with this ID, just add it.
1695     if (!DstOp) {
1696       Flags[ID] = std::make_pair(SrcOp, DstModFlags->getNumOperands());
1697       DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1698       continue;
1699     }
1700
1701     // Otherwise, perform a merge.
1702     ConstantInt *DstBehavior =
1703         mdconst::extract<ConstantInt>(DstOp->getOperand(0));
1704     unsigned DstBehaviorValue = DstBehavior->getZExtValue();
1705
1706     // If either flag has override behavior, handle it first.
1707     if (DstBehaviorValue == Module::Override) {
1708       // Diagnose inconsistent flags which both have override behavior.
1709       if (SrcBehaviorValue == Module::Override &&
1710           SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1711         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1712                             "': IDs have conflicting override values");
1713       }
1714       continue;
1715     } else if (SrcBehaviorValue == Module::Override) {
1716       // Update the destination flag to that of the source.
1717       DstModFlags->setOperand(DstIndex, SrcOp);
1718       Flags[ID].first = SrcOp;
1719       continue;
1720     }
1721
1722     // Diagnose inconsistent merge behavior types.
1723     if (SrcBehaviorValue != DstBehaviorValue) {
1724       HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1725                           "': IDs have conflicting behaviors");
1726       continue;
1727     }
1728
1729     auto replaceDstValue = [&](MDNode *New) {
1730       Metadata *FlagOps[] = {DstOp->getOperand(0), ID, New};
1731       MDNode *Flag = MDNode::get(DstM->getContext(), FlagOps);
1732       DstModFlags->setOperand(DstIndex, Flag);
1733       Flags[ID].first = Flag;
1734     };
1735
1736     // Perform the merge for standard behavior types.
1737     switch (SrcBehaviorValue) {
1738     case Module::Require:
1739     case Module::Override: llvm_unreachable("not possible");
1740     case Module::Error: {
1741       // Emit an error if the values differ.
1742       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1743         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1744                             "': IDs have conflicting values");
1745       }
1746       continue;
1747     }
1748     case Module::Warning: {
1749       // Emit a warning if the values differ.
1750       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1751         emitWarning("linking module flags '" + ID->getString() +
1752                     "': IDs have conflicting values");
1753       }
1754       continue;
1755     }
1756     case Module::Append: {
1757       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1758       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1759       SmallVector<Metadata *, 8> MDs;
1760       MDs.reserve(DstValue->getNumOperands() + SrcValue->getNumOperands());
1761       MDs.append(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1762       MDs.append(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1763
1764       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(), MDs));
1765       break;
1766     }
1767     case Module::AppendUnique: {
1768       SmallSetVector<Metadata *, 16> Elts;
1769       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1770       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1771       Elts.insert(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1772       Elts.insert(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1773
1774       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(),
1775                                   makeArrayRef(Elts.begin(), Elts.end())));
1776       break;
1777     }
1778     }
1779   }
1780
1781   // Check all of the requirements.
1782   for (unsigned I = 0, E = Requirements.size(); I != E; ++I) {
1783     MDNode *Requirement = Requirements[I];
1784     MDString *Flag = cast<MDString>(Requirement->getOperand(0));
1785     Metadata *ReqValue = Requirement->getOperand(1);
1786
1787     MDNode *Op = Flags[Flag].first;
1788     if (!Op || Op->getOperand(2) != ReqValue) {
1789       HasErr |= emitError("linking module flags '" + Flag->getString() +
1790                           "': does not have the required value");
1791       continue;
1792     }
1793   }
1794
1795   return HasErr;
1796 }
1797
1798 // This function returns true if the triples match.
1799 static bool triplesMatch(const Triple &T0, const Triple &T1) {
1800   // If vendor is apple, ignore the version number.
1801   if (T0.getVendor() == Triple::Apple)
1802     return T0.getArch() == T1.getArch() &&
1803            T0.getSubArch() == T1.getSubArch() &&
1804            T0.getVendor() == T1.getVendor() &&
1805            T0.getOS() == T1.getOS();
1806
1807   return T0 == T1;
1808 }
1809
1810 // This function returns the merged triple.
1811 static std::string mergeTriples(const Triple &SrcTriple, const Triple &DstTriple) {
1812   // If vendor is apple, pick the triple with the larger version number.
1813   if (SrcTriple.getVendor() == Triple::Apple)
1814     if (DstTriple.isOSVersionLT(SrcTriple))
1815       return SrcTriple.str();
1816
1817   return DstTriple.str();
1818 }
1819
1820 bool ModuleLinker::run() {
1821   assert(DstM && "Null destination module");
1822   assert(SrcM && "Null source module");
1823
1824   // Inherit the target data from the source module if the destination module
1825   // doesn't have one already.
1826   if (DstM->getDataLayout().isDefault())
1827     DstM->setDataLayout(SrcM->getDataLayout());
1828
1829   if (SrcM->getDataLayout() != DstM->getDataLayout()) {
1830     emitWarning("Linking two modules of different data layouts: '" +
1831                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1832                 SrcM->getDataLayoutStr() + "' whereas '" +
1833                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1834                 DstM->getDataLayoutStr() + "'\n");
1835   }
1836
1837   // Copy the target triple from the source to dest if the dest's is empty.
1838   if (DstM->getTargetTriple().empty() && !SrcM->getTargetTriple().empty())
1839     DstM->setTargetTriple(SrcM->getTargetTriple());
1840
1841   Triple SrcTriple(SrcM->getTargetTriple()), DstTriple(DstM->getTargetTriple());
1842
1843   if (!SrcM->getTargetTriple().empty() && !triplesMatch(SrcTriple, DstTriple))
1844     emitWarning("Linking two modules of different target triples: " +
1845                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1846                 SrcM->getTargetTriple() + "' whereas '" +
1847                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1848                 DstM->getTargetTriple() + "'\n");
1849
1850   DstM->setTargetTriple(mergeTriples(SrcTriple, DstTriple));
1851
1852   // Append the module inline asm string.
1853   if (!SrcM->getModuleInlineAsm().empty()) {
1854     if (DstM->getModuleInlineAsm().empty())
1855       DstM->setModuleInlineAsm(SrcM->getModuleInlineAsm());
1856     else
1857       DstM->setModuleInlineAsm(DstM->getModuleInlineAsm()+"\n"+
1858                                SrcM->getModuleInlineAsm());
1859   }
1860
1861   // Loop over all of the linked values to compute type mappings.
1862   computeTypeMapping();
1863
1864   ComdatsChosen.clear();
1865   for (const auto &SMEC : SrcM->getComdatSymbolTable()) {
1866     const Comdat &C = SMEC.getValue();
1867     if (ComdatsChosen.count(&C))
1868       continue;
1869     Comdat::SelectionKind SK;
1870     bool LinkFromSrc;
1871     if (getComdatResult(&C, SK, LinkFromSrc))
1872       return true;
1873     ComdatsChosen[&C] = std::make_pair(SK, LinkFromSrc);
1874   }
1875
1876   // Upgrade mismatched global arrays.
1877   upgradeMismatchedGlobals();
1878
1879   // Insert all of the globals in src into the DstM module... without linking
1880   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
1881   for (GlobalVariable &GV : SrcM->globals())
1882     if (linkGlobalValueProto(&GV))
1883       return true;
1884
1885   // Link the functions together between the two modules, without doing function
1886   // bodies... this just adds external function prototypes to the DstM
1887   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
1888   // all of the global values that may be referenced are available in our
1889   // ValueMap.
1890   for (Function &F :*SrcM)
1891     if (linkGlobalValueProto(&F))
1892       return true;
1893
1894   // If there were any aliases, link them now.
1895   for (GlobalAlias &GA : SrcM->aliases())
1896     if (linkGlobalValueProto(&GA))
1897       return true;
1898
1899   for (const AppendingVarInfo &AppendingVar : AppendingVars)
1900     linkAppendingVarInit(AppendingVar);
1901
1902   for (const auto &Entry : DstM->getComdatSymbolTable()) {
1903     const Comdat &C = Entry.getValue();
1904     if (C.getSelectionKind() == Comdat::Any)
1905       continue;
1906     const GlobalValue *GV = SrcM->getNamedValue(C.getName());
1907     if (GV)
1908       MapValue(GV, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer);
1909   }
1910
1911   // Link in the function bodies that are defined in the source module into
1912   // DstM.
1913   for (Function &SF : *SrcM) {
1914     // Skip if no body (function is external).
1915     if (SF.isDeclaration())
1916       continue;
1917
1918     // Skip if not linking from source.
1919     if (DoNotLinkFromSource.count(&SF))
1920       continue;
1921
1922     if (linkGlobalValueBody(SF))
1923       return true;
1924   }
1925
1926   // Resolve all uses of aliases with aliasees.
1927   for (GlobalAlias &Src : SrcM->aliases()) {
1928     if (DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1929       continue;
1930     linkGlobalValueBody(Src);
1931   }
1932
1933   // Update the initializers in the DstM module now that all globals that may
1934   // be referenced are in DstM.
1935   for (GlobalVariable &Src : SrcM->globals()) {
1936     // Only process initialized GV's or ones not already in dest.
1937     if (!Src.hasInitializer() || DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1938       continue;
1939     linkGlobalValueBody(Src);
1940   }
1941
1942   // Process vector of lazily linked in functions.
1943   while (!LazilyLinkGlobalValues.empty()) {
1944     GlobalValue *SGV = LazilyLinkGlobalValues.back();
1945     LazilyLinkGlobalValues.pop_back();
1946     if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGV))
1947       continue;
1948
1949     // Skip declarations that ValueMaterializer may have created in
1950     // case we link in only some of SrcM.
1951     if (shouldLinkOnlyNeeded() && SGV->isDeclaration())
1952       continue;
1953
1954     assert(!SGV->isDeclaration() && "users should not pass down decls");
1955     if (linkGlobalValueBody(*SGV))
1956       return true;
1957   }
1958
1959   // Note that we are done linking global value bodies. This prevents
1960   // metadata linking from creating new references.
1961   DoneLinkingBodies = true;
1962
1963   // Remap all of the named MDNodes in Src into the DstM module. We do this
1964   // after linking GlobalValues so that MDNodes that reference GlobalValues
1965   // are properly remapped.
1966   linkNamedMDNodes();
1967
1968   // Merge the module flags into the DstM module.
1969   if (linkModuleFlagsMetadata())
1970     return true;
1971
1972   return false;
1973 }
1974
1975 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(ArrayRef<Type *> E, bool P)
1976     : ETypes(E), IsPacked(P) {}
1977
1978 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(const StructType *ST)
1979     : ETypes(ST->elements()), IsPacked(ST->isPacked()) {}
1980
1981 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator==(const KeyTy &That) const {
1982   if (IsPacked != That.IsPacked)
1983     return false;
1984   if (ETypes != That.ETypes)
1985     return false;
1986   return true;
1987 }
1988
1989 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator!=(const KeyTy &That) const {
1990   return !this->operator==(That);
1991 }
1992
1993 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getEmptyKey() {
1994   return DenseMapInfo<StructType *>::getEmptyKey();
1995 }
1996
1997 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getTombstoneKey() {
1998   return DenseMapInfo<StructType *>::getTombstoneKey();
1999 }
2000
2001 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const KeyTy &Key) {
2002   return hash_combine(hash_combine_range(Key.ETypes.begin(), Key.ETypes.end()),
2003                       Key.IsPacked);
2004 }
2005
2006 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const StructType *ST) {
2007   return getHashValue(KeyTy(ST));
2008 }
2009
2010 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const KeyTy &LHS,
2011                                         const StructType *RHS) {
2012   if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
2013     return false;
2014   return LHS == KeyTy(RHS);
2015 }
2016
2017 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const StructType *LHS,
2018                                         const StructType *RHS) {
2019   if (RHS == getEmptyKey())
2020     return LHS == getEmptyKey();
2021
2022   if (RHS == getTombstoneKey())
2023     return LHS == getTombstoneKey();
2024
2025   return KeyTy(LHS) == KeyTy(RHS);
2026 }
2027
2028 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addNonOpaque(StructType *Ty) {
2029   assert(!Ty->isOpaque());
2030   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2031 }
2032
2033 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::switchToNonOpaque(StructType *Ty) {
2034   assert(!Ty->isOpaque());
2035   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2036   bool Removed = OpaqueStructTypes.erase(Ty);
2037   (void)Removed;
2038   assert(Removed);
2039 }
2040
2041 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addOpaque(StructType *Ty) {
2042   assert(Ty->isOpaque());
2043   OpaqueStructTypes.insert(Ty);
2044 }
2045
2046 StructType *
2047 Linker::IdentifiedStructTypeSet::findNonOpaque(ArrayRef<Type *> ETypes,
2048                                                bool IsPacked) {
2049   Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy Key(ETypes, IsPacked);
2050   auto I = NonOpaqueStructTypes.find_as(Key);
2051   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2052     return nullptr;
2053   return *I;
2054 }
2055
2056 bool Linker::IdentifiedStructTypeSet::hasType(StructType *Ty) {
2057   if (Ty->isOpaque())
2058     return OpaqueStructTypes.count(Ty);
2059   auto I = NonOpaqueStructTypes.find(Ty);
2060   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2061     return false;
2062   return *I == Ty;
2063 }
2064
2065 void Linker::init(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2066   this->Composite = M;
2067   this->DiagnosticHandler = DiagnosticHandler;
2068
2069   TypeFinder StructTypes;
2070   StructTypes.run(*M, true);
2071   for (StructType *Ty : StructTypes) {
2072     if (Ty->isOpaque())
2073       IdentifiedStructTypes.addOpaque(Ty);
2074     else
2075       IdentifiedStructTypes.addNonOpaque(Ty);
2076   }
2077 }
2078
2079 Linker::Linker(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2080   init(M, DiagnosticHandler);
2081 }
2082
2083 Linker::Linker(Module *M) {
2084   init(M, [this](const DiagnosticInfo &DI) {
2085     Composite->getContext().diagnose(DI);
2086   });
2087 }
2088
2089 void Linker::deleteModule() {
2090   delete Composite;
2091   Composite = nullptr;
2092 }
2093
2094 bool Linker::linkInModule(Module *Src, unsigned Flags,
2095                           const FunctionInfoIndex *Index,
2096                           Function *FuncToImport) {
2097   ModuleLinker TheLinker(Composite, IdentifiedStructTypes, Src,
2098                          DiagnosticHandler, Flags, Index, FuncToImport);
2099   bool RetCode = TheLinker.run();
2100   Composite->dropTriviallyDeadConstantArrays();
2101   return RetCode;
2102 }
2103
2104 void Linker::setModule(Module *Dst) {
2105   init(Dst, DiagnosticHandler);
2106 }
2107
2108 //===----------------------------------------------------------------------===//
2109 // LinkModules entrypoint.
2110 //===----------------------------------------------------------------------===//
2111
2112 /// This function links two modules together, with the resulting Dest module
2113 /// modified to be the composite of the two input modules. If an error occurs,
2114 /// true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate the problem.
2115 /// Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and shouldn't be
2116 /// relied on to be consistent.
2117 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src,
2118                          DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler,
2119                          unsigned Flags) {
2120   Linker L(Dest, DiagnosticHandler);
2121   return L.linkInModule(Src, Flags);
2122 }
2123
2124 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, unsigned Flags) {
2125   Linker L(Dest);
2126   return L.linkInModule(Src, Flags);
2127 }
2128
2129 //===----------------------------------------------------------------------===//
2130 // C API.
2131 //===----------------------------------------------------------------------===//
2132
2133 LLVMBool LLVMLinkModules(LLVMModuleRef Dest, LLVMModuleRef Src,
2134                          LLVMLinkerMode Unused, char **OutMessages) {
2135   Module *D = unwrap(Dest);
2136   std::string Message;
2137   raw_string_ostream Stream(Message);
2138   DiagnosticPrinterRawOStream DP(Stream);
2139
2140   LLVMBool Result = Linker::LinkModules(
2141       D, unwrap(Src), [&](const DiagnosticInfo &DI) { DI.print(DP); });
2142
2143   if (OutMessages && Result) {
2144     Stream.flush();
2145     *OutMessages = strdup(Message.c_str());
2146   }
2147   return Result;
2148 }