cdf1decc81319acd1f94a519590794f2e52858de
[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   ModuleLinker *ModLinker;
370
371 public:
372   ValueMaterializerTy(ModuleLinker *ModLinker) : ModLinker(ModLinker) {}
373
374   Value *materializeDeclFor(Value *V) override;
375   void materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old) override;
376 };
377
378 class LinkDiagnosticInfo : public DiagnosticInfo {
379   const Twine &Msg;
380
381 public:
382   LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity, const Twine &Msg);
383   void print(DiagnosticPrinter &DP) const override;
384 };
385 LinkDiagnosticInfo::LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity,
386                                        const Twine &Msg)
387     : DiagnosticInfo(DK_Linker, Severity), Msg(Msg) {}
388 void LinkDiagnosticInfo::print(DiagnosticPrinter &DP) const { DP << Msg; }
389
390 /// This is an implementation class for the LinkModules function, which is the
391 /// entrypoint for this file.
392 class ModuleLinker {
393   Module *DstM, *SrcM;
394
395   TypeMapTy TypeMap;
396   ValueMaterializerTy ValMaterializer;
397
398   /// Mapping of values from what they used to be in Src, to what they are now
399   /// in DstM.  ValueToValueMapTy is a ValueMap, which involves some overhead
400   /// due to the use of Value handles which the Linker doesn't actually need,
401   /// but this allows us to reuse the ValueMapper code.
402   ValueToValueMapTy ValueMap;
403
404   struct AppendingVarInfo {
405     GlobalVariable *NewGV;   // New aggregate global in dest module.
406     const Constant *DstInit; // Old initializer from dest module.
407     const Constant *SrcInit; // Old initializer from src module.
408   };
409
410   std::vector<AppendingVarInfo> AppendingVars;
411
412   // Set of items not to link in from source.
413   SmallPtrSet<const GlobalValue *, 16> DoNotLinkFromSource;
414
415   DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler;
416
417   /// For symbol clashes, prefer those from Src.
418   unsigned Flags;
419
420   /// Function index passed into ModuleLinker for using in function
421   /// importing/exporting handling.
422   const FunctionInfoIndex *ImportIndex;
423
424   /// Function to import from source module, all other functions are
425   /// imported as declarations instead of definitions.
426   Function *ImportFunction;
427
428   /// Set to true if the given FunctionInfoIndex contains any functions
429   /// from this source module, in which case we must conservatively assume
430   /// that any of its functions may be imported into another module
431   /// as part of a different backend compilation process.
432   bool HasExportedFunctions;
433
434   /// Set to true when all global value body linking is complete (including
435   /// lazy linking). Used to prevent metadata linking from creating new
436   /// references.
437   bool DoneLinkingBodies;
438
439 public:
440   ModuleLinker(Module *dstM, Linker::IdentifiedStructTypeSet &Set, Module *srcM,
441                DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler, unsigned Flags,
442                const FunctionInfoIndex *Index = nullptr,
443                Function *FuncToImport = nullptr)
444       : DstM(dstM), SrcM(srcM), TypeMap(Set), ValMaterializer(this),
445         DiagnosticHandler(DiagnosticHandler), Flags(Flags), ImportIndex(Index),
446         ImportFunction(FuncToImport), HasExportedFunctions(false),
447         DoneLinkingBodies(false) {
448     assert((ImportIndex || !ImportFunction) &&
449            "Expect a FunctionInfoIndex when importing");
450     // If we have a FunctionInfoIndex but no function to import,
451     // then this is the primary module being compiled in a ThinLTO
452     // backend compilation, and we need to see if it has functions that
453     // may be exported to another backend compilation.
454     if (ImportIndex && !ImportFunction)
455       HasExportedFunctions = ImportIndex->hasExportedFunctions(SrcM);
456   }
457
458   bool run();
459   Value *materializeDeclFor(Value *V);
460   void materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old);
461
462 private:
463   bool shouldOverrideFromSrc() { return Flags & Linker::OverrideFromSrc; }
464   bool shouldLinkOnlyNeeded() { return Flags & Linker::LinkOnlyNeeded; }
465   bool shouldInternalizeLinkedSymbols() {
466     return Flags & Linker::InternalizeLinkedSymbols;
467   }
468
469   /// Handles cloning of a global values from the source module into
470   /// the destination module, including setting the attributes and visibility.
471   GlobalValue *copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalValue *SGV,
472                                     const GlobalValue *DGV = nullptr);
473
474   /// Check if we should promote the given local value to global scope.
475   bool doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV);
476
477   /// Check if all global value body linking is complete.
478   bool doneLinkingBodies() { return DoneLinkingBodies; }
479
480   bool shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc, const GlobalValue &Dest,
481                             const GlobalValue &Src);
482
483   /// Helper method for setting a message and returning an error code.
484   bool emitError(const Twine &Message) {
485     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Error, Message));
486     return true;
487   }
488
489   void emitWarning(const Twine &Message) {
490     DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Warning, Message));
491   }
492
493   bool getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
494                        const GlobalVariable *&GVar);
495   bool computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
496                                      Comdat::SelectionKind Src,
497                                      Comdat::SelectionKind Dst,
498                                      Comdat::SelectionKind &Result,
499                                      bool &LinkFromSrc);
500   std::map<const Comdat *, std::pair<Comdat::SelectionKind, bool>>
501       ComdatsChosen;
502   bool getComdatResult(const Comdat *SrcC, Comdat::SelectionKind &SK,
503                        bool &LinkFromSrc);
504   // Keep track of the global value members of each comdat in source.
505   DenseMap<const Comdat *, std::vector<GlobalValue *>> ComdatMembers;
506
507   /// Given a global in the source module, return the global in the
508   /// destination module that is being linked to, if any.
509   GlobalValue *getLinkedToGlobal(const GlobalValue *SrcGV) {
510     // If the source has no name it can't link.  If it has local linkage,
511     // there is no name match-up going on.
512     if (!SrcGV->hasName() || GlobalValue::isLocalLinkage(getLinkage(SrcGV)))
513       return nullptr;
514
515     // Otherwise see if we have a match in the destination module's symtab.
516     GlobalValue *DGV = DstM->getNamedValue(getName(SrcGV));
517     if (!DGV)
518       return nullptr;
519
520     // If we found a global with the same name in the dest module, but it has
521     // internal linkage, we are really not doing any linkage here.
522     if (DGV->hasLocalLinkage())
523       return nullptr;
524
525     // Otherwise, we do in fact link to the destination global.
526     return DGV;
527   }
528
529   void computeTypeMapping();
530
531   void upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name);
532   void upgradeMismatchedGlobals();
533
534   bool linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
535                              const GlobalVariable *SrcGV);
536
537   bool linkGlobalValueProto(GlobalValue *GV);
538   bool linkModuleFlagsMetadata();
539
540   void linkAppendingVarInit(AppendingVarInfo &AVI);
541
542   void linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src);
543   bool linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src);
544   void linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src);
545   bool linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src);
546
547   /// Functions that take care of cloning a specific global value type
548   /// into the destination module.
549   GlobalVariable *copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
550                                           const GlobalVariable *SGVar);
551   Function *copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap, const Function *SF);
552   GlobalValue *copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap, const GlobalAlias *SGA);
553
554   /// Helper methods to check if we are importing from or potentially
555   /// exporting from the current source module.
556   bool isPerformingImport() { return ImportFunction != nullptr; }
557   bool isModuleExporting() { return HasExportedFunctions; }
558
559   /// If we are importing from the source module, checks if we should
560   /// import SGV as a definition, otherwise import as a declaration.
561   bool doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV);
562
563   /// Get the name for SGV that should be used in the linked destination
564   /// module. Specifically, this handles the case where we need to rename
565   /// a local that is being promoted to global scope.
566   std::string getName(const GlobalValue *SGV);
567
568   /// Get the new linkage for SGV that should be used in the linked destination
569   /// module. Specifically, for ThinLTO importing or exporting it may need
570   /// to be adjusted.
571   GlobalValue::LinkageTypes getLinkage(const GlobalValue *SGV);
572
573   /// Copies the necessary global value attributes and name from the source
574   /// to the newly cloned global value.
575   void copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SrcGV);
576
577   /// Updates the visibility for the new global cloned from the source
578   /// and, if applicable, linked with an existing destination global.
579   /// Handles visibility change required for promoted locals.
580   void setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
581                      const GlobalValue *DGV = nullptr);
582
583   void linkNamedMDNodes();
584 };
585 }
586
587 /// The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict in the symbol
588 /// table. This is good for all clients except for us. Go through the trouble
589 /// to force this back.
590 static void forceRenaming(GlobalValue *GV, StringRef Name) {
591   // If the global doesn't force its name or if it already has the right name,
592   // there is nothing for us to do.
593   // Note that any required local to global promotion should already be done,
594   // so promoted locals will not skip this handling as their linkage is no
595   // longer local.
596   if (GV->hasLocalLinkage() || GV->getName() == Name)
597     return;
598
599   Module *M = GV->getParent();
600
601   // If there is a conflict, rename the conflict.
602   if (GlobalValue *ConflictGV = M->getNamedValue(Name)) {
603     GV->takeName(ConflictGV);
604     ConflictGV->setName(Name);    // This will cause ConflictGV to get renamed
605     assert(ConflictGV->getName() != Name && "forceRenaming didn't work");
606   } else {
607     GV->setName(Name);              // Force the name back
608   }
609 }
610
611 /// copy additional attributes (those not needed to construct a GlobalValue)
612 /// from the SrcGV to the DestGV.
613 void ModuleLinker::copyGVAttributes(GlobalValue *NewGV,
614                                     const GlobalValue *SrcGV) {
615   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SrcGV);
616   // Check for the special case of converting an alias (definition) to a
617   // non-alias (declaration). This can happen when we are importing and
618   // encounter a weak_any alias (weak_any defs may not be imported, see
619   // comments in ModuleLinker::getLinkage) or an alias whose base object is
620   // being imported as a declaration. In that case copy the attributes from the
621   // base object.
622   if (GA && !dyn_cast<GlobalAlias>(NewGV)) {
623     assert(isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(GA));
624     NewGV->copyAttributesFrom(GA->getBaseObject());
625   } else
626     NewGV->copyAttributesFrom(SrcGV);
627   forceRenaming(NewGV, getName(SrcGV));
628 }
629
630 bool ModuleLinker::doImportAsDefinition(const GlobalValue *SGV) {
631   if (!isPerformingImport())
632     return false;
633   auto *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(SGV);
634   if (GA) {
635     if (GA->hasWeakAnyLinkage())
636       return false;
637     const GlobalObject *GO = GA->getBaseObject();
638     if (!GO->hasLinkOnceODRLinkage())
639       return false;
640     return doImportAsDefinition(GO);
641   }
642   // Always import GlobalVariable definitions, except for the special
643   // case of WeakAny which are imported as ExternalWeak declarations
644   // (see comments in ModuleLinker::getLinkage). The linkage changes
645   // described in ModuleLinker::getLinkage ensure the correct behavior (e.g.
646   // global variables with external linkage are transformed to
647   // available_externally definitions, which are ultimately turned into
648   // declarations after the EliminateAvailableExternally pass).
649   if (isa<GlobalVariable>(SGV) && !SGV->isDeclaration() &&
650       !SGV->hasWeakAnyLinkage())
651     return true;
652   // Only import the function requested for importing.
653   auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV);
654   if (SF && SF == ImportFunction)
655     return true;
656   // Otherwise no.
657   return false;
658 }
659
660 bool ModuleLinker::doPromoteLocalToGlobal(const GlobalValue *SGV) {
661   assert(SGV->hasLocalLinkage());
662   // Both the imported references and the original local variable must
663   // be promoted.
664   if (!isPerformingImport() && !isModuleExporting())
665     return false;
666
667   // Local const variables never need to be promoted unless they are address
668   // taken. The imported uses can simply use the clone created in this module.
669   // For now we are conservative in determining which variables are not
670   // address taken by checking the unnamed addr flag. To be more aggressive,
671   // the address taken information must be checked earlier during parsing
672   // of the module and recorded in the function index for use when importing
673   // from that module.
674   auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
675   if (GVar && GVar->isConstant() && GVar->hasUnnamedAddr())
676     return false;
677
678   // Eventually we only need to promote functions in the exporting module that
679   // are referenced by a potentially exported function (i.e. one that is in the
680   // function index).
681   return true;
682 }
683
684 std::string ModuleLinker::getName(const GlobalValue *SGV) {
685   // For locals that must be promoted to global scope, ensure that
686   // the promoted name uniquely identifies the copy in the original module,
687   // using the ID assigned during combined index creation. When importing,
688   // we rename all locals (not just those that are promoted) in order to
689   // avoid naming conflicts between locals imported from different modules.
690   if (SGV->hasLocalLinkage() &&
691       (doPromoteLocalToGlobal(SGV) || isPerformingImport()))
692     return FunctionInfoIndex::getGlobalNameForLocal(
693         SGV->getName(),
694         ImportIndex->getModuleId(SGV->getParent()->getModuleIdentifier()));
695   return SGV->getName();
696 }
697
698 GlobalValue::LinkageTypes ModuleLinker::getLinkage(const GlobalValue *SGV) {
699   // Any local variable that is referenced by an exported function needs
700   // to be promoted to global scope. Since we don't currently know which
701   // functions reference which local variables/functions, we must treat
702   // all as potentially exported if this module is exporting anything.
703   if (isModuleExporting()) {
704     if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
705       return GlobalValue::ExternalLinkage;
706     return SGV->getLinkage();
707   }
708
709   // Otherwise, if we aren't importing, no linkage change is needed.
710   if (!isPerformingImport())
711     return SGV->getLinkage();
712
713   switch (SGV->getLinkage()) {
714   case GlobalValue::ExternalLinkage:
715     // External defnitions are converted to available_externally
716     // definitions upon import, so that they are available for inlining
717     // and/or optimization, but are turned into declarations later
718     // during the EliminateAvailableExternally pass.
719     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
720       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
721     // An imported external declaration stays external.
722     return SGV->getLinkage();
723
724   case GlobalValue::AvailableExternallyLinkage:
725     // An imported available_externally definition converts
726     // to external if imported as a declaration.
727     if (!doImportAsDefinition(SGV))
728       return GlobalValue::ExternalLinkage;
729     // An imported available_externally declaration stays that way.
730     return SGV->getLinkage();
731
732   case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
733   case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
734     // These both stay the same when importing the definition.
735     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
736     return SGV->getLinkage();
737
738   case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
739     // Can't import weak_any definitions correctly, or we might change the
740     // program semantics, since the linker will pick the first weak_any
741     // definition and importing would change the order they are seen by the
742     // linker. The module linking caller needs to enforce this.
743     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
744     // If imported as a declaration, it becomes external_weak.
745     return GlobalValue::ExternalWeakLinkage;
746
747   case GlobalValue::WeakODRLinkage:
748     // For weak_odr linkage, there is a guarantee that all copies will be
749     // equivalent, so the issue described above for weak_any does not exist,
750     // and the definition can be imported. It can be treated similarly
751     // to an imported externally visible global value.
752     if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
753       return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
754     else
755       return GlobalValue::ExternalLinkage;
756
757   case GlobalValue::AppendingLinkage:
758     // It would be incorrect to import an appending linkage variable,
759     // since it would cause global constructors/destructors to be
760     // executed multiple times. This should have already been handled
761     // by linkGlobalValueProto.
762     llvm_unreachable("Cannot import appending linkage variable");
763
764   case GlobalValue::InternalLinkage:
765   case GlobalValue::PrivateLinkage:
766     // If we are promoting the local to global scope, it is handled
767     // similarly to a normal externally visible global.
768     if (doPromoteLocalToGlobal(SGV)) {
769       if (doImportAsDefinition(SGV) && !dyn_cast<GlobalAlias>(SGV))
770         return GlobalValue::AvailableExternallyLinkage;
771       else
772         return GlobalValue::ExternalLinkage;
773     }
774     // A non-promoted imported local definition stays local.
775     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
776     return SGV->getLinkage();
777
778   case GlobalValue::ExternalWeakLinkage:
779     // External weak doesn't apply to definitions, must be a declaration.
780     assert(!doImportAsDefinition(SGV));
781     // Linkage stays external_weak.
782     return SGV->getLinkage();
783
784   case GlobalValue::CommonLinkage:
785     // Linkage stays common on definitions.
786     // The ThinLTO pass will eventually force-import their definitions.
787     return SGV->getLinkage();
788   }
789
790   llvm_unreachable("unknown linkage type");
791 }
792
793 /// Loop through the global variables in the src module and merge them into the
794 /// dest module.
795 GlobalVariable *
796 ModuleLinker::copyGlobalVariableProto(TypeMapTy &TypeMap,
797                                       const GlobalVariable *SGVar) {
798   // No linking to be performed or linking from the source: simply create an
799   // identical version of the symbol over in the dest module... the
800   // initializer will be filled in later by LinkGlobalInits.
801   GlobalVariable *NewDGV = new GlobalVariable(
802       *DstM, TypeMap.get(SGVar->getType()->getElementType()),
803       SGVar->isConstant(), getLinkage(SGVar), /*init*/ nullptr, getName(SGVar),
804       /*insertbefore*/ nullptr, SGVar->getThreadLocalMode(),
805       SGVar->getType()->getAddressSpace());
806
807   return NewDGV;
808 }
809
810 /// Link the function in the source module into the destination module if
811 /// needed, setting up mapping information.
812 Function *ModuleLinker::copyFunctionProto(TypeMapTy &TypeMap,
813                                           const Function *SF) {
814   // If there is no linkage to be performed or we are linking from the source,
815   // bring SF over.
816   return Function::Create(TypeMap.get(SF->getFunctionType()), getLinkage(SF),
817                           getName(SF), DstM);
818 }
819
820 /// Set up prototypes for any aliases that come over from the source module.
821 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalAliasProto(TypeMapTy &TypeMap,
822                                                 const GlobalAlias *SGA) {
823   // If we are importing and encounter a weak_any alias, or an alias to
824   // an object being imported as a declaration, we must import the alias
825   // as a declaration as well, which involves converting it to a non-alias.
826   // See comments in ModuleLinker::getLinkage for why we cannot import
827   // weak_any defintions.
828   if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGA)) {
829     // Need to convert to declaration. All aliases must be definitions.
830     const GlobalValue *GVal = SGA->getBaseObject();
831     GlobalValue *NewGV;
832     if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GVal))
833       NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, GVar);
834     else {
835       auto *F = dyn_cast<Function>(GVal);
836       assert(F);
837       NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, F);
838     }
839     // Set the linkage to External or ExternalWeak (see comments in
840     // ModuleLinker::getLinkage for why WeakAny is converted to ExternalWeak).
841     if (SGA->hasWeakAnyLinkage())
842       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
843     else
844       NewGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
845     return NewGV;
846   }
847   // If there is no linkage to be performed or we're linking from the source,
848   // bring over SGA.
849   auto *Ty = TypeMap.get(SGA->getValueType());
850   return GlobalAlias::create(Ty, SGA->getType()->getPointerAddressSpace(),
851                              getLinkage(SGA), getName(SGA), DstM);
852 }
853
854 static GlobalValue::VisibilityTypes
855 getMinVisibility(GlobalValue::VisibilityTypes A,
856                  GlobalValue::VisibilityTypes B) {
857   if (A == GlobalValue::HiddenVisibility || B == GlobalValue::HiddenVisibility)
858     return GlobalValue::HiddenVisibility;
859   if (A == GlobalValue::ProtectedVisibility ||
860       B == GlobalValue::ProtectedVisibility)
861     return GlobalValue::ProtectedVisibility;
862   return GlobalValue::DefaultVisibility;
863 }
864
865 void ModuleLinker::setVisibility(GlobalValue *NewGV, const GlobalValue *SGV,
866                                  const GlobalValue *DGV) {
867   GlobalValue::VisibilityTypes Visibility = SGV->getVisibility();
868   if (DGV)
869     Visibility = getMinVisibility(DGV->getVisibility(), Visibility);
870   // For promoted locals, mark them hidden so that they can later be
871   // stripped from the symbol table to reduce bloat.
872   if (SGV->hasLocalLinkage() && doPromoteLocalToGlobal(SGV))
873     Visibility = GlobalValue::HiddenVisibility;
874   NewGV->setVisibility(Visibility);
875 }
876
877 GlobalValue *ModuleLinker::copyGlobalValueProto(TypeMapTy &TypeMap,
878                                                 const GlobalValue *SGV,
879                                                 const GlobalValue *DGV) {
880   GlobalValue *NewGV;
881   if (auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV))
882     NewGV = copyGlobalVariableProto(TypeMap, SGVar);
883   else if (auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV))
884     NewGV = copyFunctionProto(TypeMap, SF);
885   else
886     NewGV = copyGlobalAliasProto(TypeMap, cast<GlobalAlias>(SGV));
887   copyGVAttributes(NewGV, SGV);
888   setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
889   return NewGV;
890 }
891
892 Value *ValueMaterializerTy::materializeDeclFor(Value *V) {
893   return ModLinker->materializeDeclFor(V);
894 }
895
896 Value *ModuleLinker::materializeDeclFor(Value *V) {
897   auto *SGV = dyn_cast<GlobalValue>(V);
898   if (!SGV)
899     return nullptr;
900
901   // If we are done linking global value bodies (i.e. we are performing
902   // metadata linking), don't link in the global value due to this
903   // reference, simply map it to null.
904   if (doneLinkingBodies())
905     return nullptr;
906
907   GlobalValue *DGV = copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV);
908
909   if (Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
910     if (auto *DGO = dyn_cast<GlobalObject>(DGV)) {
911       Comdat *DC = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
912       DGO->setComdat(DC);
913     }
914   }
915
916   return DGV;
917 }
918
919 void ValueMaterializerTy::materializeInitFor(GlobalValue *New,
920                                              GlobalValue *Old) {
921   return ModLinker->materializeInitFor(New, Old);
922 }
923
924 void ModuleLinker::materializeInitFor(GlobalValue *New, GlobalValue *Old) {
925   if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(Old))
926     return;
927
928   // Skip declarations that ValueMaterializer may have created in
929   // case we link in only some of SrcM.
930   if (shouldLinkOnlyNeeded() && Old->isDeclaration())
931     return;
932
933   assert(!Old->isDeclaration() && "users should not pass down decls");
934   linkGlobalValueBody(*Old);
935 }
936
937 bool ModuleLinker::getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
938                                    const GlobalVariable *&GVar) {
939   const GlobalValue *GVal = M->getNamedValue(ComdatName);
940   if (const auto *GA = dyn_cast_or_null<GlobalAlias>(GVal)) {
941     GVal = GA->getBaseObject();
942     if (!GVal)
943       // We cannot resolve the size of the aliasee yet.
944       return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
945                        "': COMDAT key involves incomputable alias size.");
946   }
947
948   GVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(GVal);
949   if (!GVar)
950     return emitError(
951         "Linking COMDATs named '" + ComdatName +
952         "': GlobalVariable required for data dependent selection!");
953
954   return false;
955 }
956
957 bool ModuleLinker::computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
958                                                  Comdat::SelectionKind Src,
959                                                  Comdat::SelectionKind Dst,
960                                                  Comdat::SelectionKind &Result,
961                                                  bool &LinkFromSrc) {
962   // The ability to mix Comdat::SelectionKind::Any with
963   // Comdat::SelectionKind::Largest is a behavior that comes from COFF.
964   bool DstAnyOrLargest = Dst == Comdat::SelectionKind::Any ||
965                          Dst == Comdat::SelectionKind::Largest;
966   bool SrcAnyOrLargest = Src == Comdat::SelectionKind::Any ||
967                          Src == Comdat::SelectionKind::Largest;
968   if (DstAnyOrLargest && SrcAnyOrLargest) {
969     if (Dst == Comdat::SelectionKind::Largest ||
970         Src == Comdat::SelectionKind::Largest)
971       Result = Comdat::SelectionKind::Largest;
972     else
973       Result = Comdat::SelectionKind::Any;
974   } else if (Src == Dst) {
975     Result = Dst;
976   } else {
977     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
978                      "': invalid selection kinds!");
979   }
980
981   switch (Result) {
982   case Comdat::SelectionKind::Any:
983     // Go with Dst.
984     LinkFromSrc = false;
985     break;
986   case Comdat::SelectionKind::NoDuplicates:
987     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
988                      "': noduplicates has been violated!");
989   case Comdat::SelectionKind::ExactMatch:
990   case Comdat::SelectionKind::Largest:
991   case Comdat::SelectionKind::SameSize: {
992     const GlobalVariable *DstGV;
993     const GlobalVariable *SrcGV;
994     if (getComdatLeader(DstM, ComdatName, DstGV) ||
995         getComdatLeader(SrcM, ComdatName, SrcGV))
996       return true;
997
998     const DataLayout &DstDL = DstM->getDataLayout();
999     const DataLayout &SrcDL = SrcM->getDataLayout();
1000     uint64_t DstSize =
1001         DstDL.getTypeAllocSize(DstGV->getType()->getPointerElementType());
1002     uint64_t SrcSize =
1003         SrcDL.getTypeAllocSize(SrcGV->getType()->getPointerElementType());
1004     if (Result == Comdat::SelectionKind::ExactMatch) {
1005       if (SrcGV->getInitializer() != DstGV->getInitializer())
1006         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
1007                          "': ExactMatch violated!");
1008       LinkFromSrc = false;
1009     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::Largest) {
1010       LinkFromSrc = SrcSize > DstSize;
1011     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::SameSize) {
1012       if (SrcSize != DstSize)
1013         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
1014                          "': SameSize violated!");
1015       LinkFromSrc = false;
1016     } else {
1017       llvm_unreachable("unknown selection kind");
1018     }
1019     break;
1020   }
1021   }
1022
1023   return false;
1024 }
1025
1026 bool ModuleLinker::getComdatResult(const Comdat *SrcC,
1027                                    Comdat::SelectionKind &Result,
1028                                    bool &LinkFromSrc) {
1029   Comdat::SelectionKind SSK = SrcC->getSelectionKind();
1030   StringRef ComdatName = SrcC->getName();
1031   Module::ComdatSymTabType &ComdatSymTab = DstM->getComdatSymbolTable();
1032   Module::ComdatSymTabType::iterator DstCI = ComdatSymTab.find(ComdatName);
1033
1034   if (DstCI == ComdatSymTab.end()) {
1035     // Use the comdat if it is only available in one of the modules.
1036     LinkFromSrc = true;
1037     Result = SSK;
1038     return false;
1039   }
1040
1041   const Comdat *DstC = &DstCI->second;
1042   Comdat::SelectionKind DSK = DstC->getSelectionKind();
1043   return computeResultingSelectionKind(ComdatName, SSK, DSK, Result,
1044                                        LinkFromSrc);
1045 }
1046
1047 bool ModuleLinker::shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc,
1048                                         const GlobalValue &Dest,
1049                                         const GlobalValue &Src) {
1050   // Should we unconditionally use the Src?
1051   if (shouldOverrideFromSrc()) {
1052     LinkFromSrc = true;
1053     return false;
1054   }
1055
1056   // We always have to add Src if it has appending linkage.
1057   if (Src.hasAppendingLinkage()) {
1058     // Caller should have already determined that we can't link from source
1059     // when importing (see comments in linkGlobalValueProto).
1060     assert(!isPerformingImport());
1061     LinkFromSrc = true;
1062     return false;
1063   }
1064
1065   bool SrcIsDeclaration = Src.isDeclarationForLinker();
1066   bool DestIsDeclaration = Dest.isDeclarationForLinker();
1067
1068   if (isPerformingImport()) {
1069     if (isa<Function>(&Src)) {
1070       // For functions, LinkFromSrc iff this is the function requested
1071       // for importing. For variables, decide below normally.
1072       LinkFromSrc = (&Src == ImportFunction);
1073       return false;
1074     }
1075
1076     // Check if this is an alias with an already existing definition
1077     // in Dest, which must have come from a prior importing pass from
1078     // the same Src module. Unlike imported function and variable
1079     // definitions, which are imported as available_externally and are
1080     // not definitions for the linker, that is not a valid linkage for
1081     // imported aliases which must be definitions. Simply use the existing
1082     // Dest copy.
1083     if (isa<GlobalAlias>(&Src) && !DestIsDeclaration) {
1084       assert(isa<GlobalAlias>(&Dest));
1085       LinkFromSrc = false;
1086       return false;
1087     }
1088   }
1089
1090   if (SrcIsDeclaration) {
1091     // If Src is external or if both Src & Dest are external..  Just link the
1092     // external globals, we aren't adding anything.
1093     if (Src.hasDLLImportStorageClass()) {
1094       // If one of GVs is marked as DLLImport, result should be dllimport'ed.
1095       LinkFromSrc = DestIsDeclaration;
1096       return false;
1097     }
1098     // If the Dest is weak, use the source linkage.
1099     LinkFromSrc = Dest.hasExternalWeakLinkage();
1100     return false;
1101   }
1102
1103   if (DestIsDeclaration) {
1104     // If Dest is external but Src is not:
1105     LinkFromSrc = true;
1106     return false;
1107   }
1108
1109   if (Src.hasCommonLinkage()) {
1110     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() || Dest.hasWeakLinkage()) {
1111       LinkFromSrc = true;
1112       return false;
1113     }
1114
1115     if (!Dest.hasCommonLinkage()) {
1116       LinkFromSrc = false;
1117       return false;
1118     }
1119
1120     const DataLayout &DL = Dest.getParent()->getDataLayout();
1121     uint64_t DestSize = DL.getTypeAllocSize(Dest.getType()->getElementType());
1122     uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(Src.getType()->getElementType());
1123     LinkFromSrc = SrcSize > DestSize;
1124     return false;
1125   }
1126
1127   if (Src.isWeakForLinker()) {
1128     assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1129     assert(!Dest.hasAvailableExternallyLinkage());
1130
1131     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() && Src.hasWeakLinkage()) {
1132       LinkFromSrc = true;
1133       return false;
1134     }
1135
1136     LinkFromSrc = false;
1137     return false;
1138   }
1139
1140   if (Dest.isWeakForLinker()) {
1141     assert(Src.hasExternalLinkage());
1142     LinkFromSrc = true;
1143     return false;
1144   }
1145
1146   assert(!Src.hasExternalWeakLinkage());
1147   assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
1148   assert(Dest.hasExternalLinkage() && Src.hasExternalLinkage() &&
1149          "Unexpected linkage type!");
1150   return emitError("Linking globals named '" + Src.getName() +
1151                    "': symbol multiply defined!");
1152 }
1153
1154 /// Loop over all of the linked values to compute type mappings.  For example,
1155 /// if we link "extern Foo *x" and "Foo *x = NULL", then we have two struct
1156 /// types 'Foo' but one got renamed when the module was loaded into the same
1157 /// LLVMContext.
1158 void ModuleLinker::computeTypeMapping() {
1159   for (GlobalValue &SGV : SrcM->globals()) {
1160     GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV);
1161     if (!DGV)
1162       continue;
1163
1164     if (!DGV->hasAppendingLinkage() || !SGV.hasAppendingLinkage()) {
1165       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1166       continue;
1167     }
1168
1169     // Unify the element type of appending arrays.
1170     ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DGV->getType()->getElementType());
1171     ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SGV.getType()->getElementType());
1172     TypeMap.addTypeMapping(DAT->getElementType(), SAT->getElementType());
1173   }
1174
1175   for (GlobalValue &SGV : *SrcM) {
1176     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1177       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1178   }
1179
1180   for (GlobalValue &SGV : SrcM->aliases()) {
1181     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(&SGV))
1182       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), SGV.getType());
1183   }
1184
1185   // Incorporate types by name, scanning all the types in the source module.
1186   // At this point, the destination module may have a type "%foo = { i32 }" for
1187   // example.  When the source module got loaded into the same LLVMContext, if
1188   // it had the same type, it would have been renamed to "%foo.42 = { i32 }".
1189   std::vector<StructType *> Types = SrcM->getIdentifiedStructTypes();
1190   for (StructType *ST : Types) {
1191     if (!ST->hasName())
1192       continue;
1193
1194     // Check to see if there is a dot in the name followed by a digit.
1195     size_t DotPos = ST->getName().rfind('.');
1196     if (DotPos == 0 || DotPos == StringRef::npos ||
1197         ST->getName().back() == '.' ||
1198         !isdigit(static_cast<unsigned char>(ST->getName()[DotPos + 1])))
1199       continue;
1200
1201     // Check to see if the destination module has a struct with the prefix name.
1202     StructType *DST = DstM->getTypeByName(ST->getName().substr(0, DotPos));
1203     if (!DST)
1204       continue;
1205
1206     // Don't use it if this actually came from the source module. They're in
1207     // the same LLVMContext after all. Also don't use it unless the type is
1208     // actually used in the destination module. This can happen in situations
1209     // like this:
1210     //
1211     //      Module A                         Module B
1212     //      --------                         --------
1213     //   %Z = type { %A }                %B = type { %C.1 }
1214     //   %A = type { %B.1, [7 x i8] }    %C.1 = type { i8* }
1215     //   %B.1 = type { %C }              %A.2 = type { %B.3, [5 x i8] }
1216     //   %C = type { i8* }               %B.3 = type { %C.1 }
1217     //
1218     // When we link Module B with Module A, the '%B' in Module B is
1219     // used. However, that would then use '%C.1'. But when we process '%C.1',
1220     // we prefer to take the '%C' version. So we are then left with both
1221     // '%C.1' and '%C' being used for the same types. This leads to some
1222     // variables using one type and some using the other.
1223     if (TypeMap.DstStructTypesSet.hasType(DST))
1224       TypeMap.addTypeMapping(DST, ST);
1225   }
1226
1227   // Now that we have discovered all of the type equivalences, get a body for
1228   // any 'opaque' types in the dest module that are now resolved.
1229   TypeMap.linkDefinedTypeBodies();
1230 }
1231
1232 static void upgradeGlobalArray(GlobalVariable *GV) {
1233   ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(GV->getType()->getElementType());
1234   StructType *OldTy = cast<StructType>(ATy->getElementType());
1235   assert(OldTy->getNumElements() == 2 && "Expected to upgrade from 2 elements");
1236
1237   // Get the upgraded 3 element type.
1238   PointerType *VoidPtrTy = Type::getInt8Ty(GV->getContext())->getPointerTo();
1239   Type *Tys[3] = {OldTy->getElementType(0), OldTy->getElementType(1),
1240                   VoidPtrTy};
1241   StructType *NewTy = StructType::get(GV->getContext(), Tys, false);
1242
1243   // Build new constants with a null third field filled in.
1244   Constant *OldInitC = GV->getInitializer();
1245   ConstantArray *OldInit = dyn_cast<ConstantArray>(OldInitC);
1246   if (!OldInit && !isa<ConstantAggregateZero>(OldInitC))
1247     // Invalid initializer; give up.
1248     return;
1249   std::vector<Constant *> Initializers;
1250   if (OldInit && OldInit->getNumOperands()) {
1251     Value *Null = Constant::getNullValue(VoidPtrTy);
1252     for (Use &U : OldInit->operands()) {
1253       ConstantStruct *Init = cast<ConstantStruct>(U.get());
1254       Initializers.push_back(ConstantStruct::get(
1255           NewTy, Init->getOperand(0), Init->getOperand(1), Null, nullptr));
1256     }
1257   }
1258   assert(Initializers.size() == ATy->getNumElements() &&
1259          "Failed to copy all array elements");
1260
1261   // Replace the old GV with a new one.
1262   ATy = ArrayType::get(NewTy, Initializers.size());
1263   Constant *NewInit = ConstantArray::get(ATy, Initializers);
1264   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(
1265       *GV->getParent(), ATy, GV->isConstant(), GV->getLinkage(), NewInit, "",
1266       GV, GV->getThreadLocalMode(), GV->getType()->getAddressSpace(),
1267       GV->isExternallyInitialized());
1268   NewGV->copyAttributesFrom(GV);
1269   NewGV->takeName(GV);
1270   assert(GV->use_empty() && "program cannot use initializer list");
1271   GV->eraseFromParent();
1272 }
1273
1274 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name) {
1275   // Look for the global arrays.
1276   auto *DstGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DstM->getNamedValue(Name));
1277   if (!DstGV)
1278     return;
1279   auto *SrcGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(SrcM->getNamedValue(Name));
1280   if (!SrcGV)
1281     return;
1282
1283   // Check if the types already match.
1284   auto *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1285   auto *SrcTy =
1286       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1287   if (DstTy == SrcTy)
1288     return;
1289
1290   // Grab the element types.  We can only upgrade an array of a two-field
1291   // struct.  Only bother if the other one has three-fields.
1292   auto *DstEltTy = cast<StructType>(DstTy->getElementType());
1293   auto *SrcEltTy = cast<StructType>(SrcTy->getElementType());
1294   if (DstEltTy->getNumElements() == 2 && SrcEltTy->getNumElements() == 3) {
1295     upgradeGlobalArray(DstGV);
1296     return;
1297   }
1298   if (DstEltTy->getNumElements() == 3 && SrcEltTy->getNumElements() == 2)
1299     upgradeGlobalArray(SrcGV);
1300
1301   // We can't upgrade any other differences.
1302 }
1303
1304 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobals() {
1305   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_ctors");
1306   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_dtors");
1307 }
1308
1309 /// If there were any appending global variables, link them together now.
1310 /// Return true on error.
1311 bool ModuleLinker::linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
1312                                          const GlobalVariable *SrcGV) {
1313   ArrayType *SrcTy =
1314       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
1315   Type *EltTy = SrcTy->getElementType();
1316
1317   uint64_t NewSize = SrcTy->getNumElements();
1318   if (DstGV) {
1319     ArrayType *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
1320     NewSize += DstTy->getNumElements();
1321
1322     if (!SrcGV->hasAppendingLinkage() || !DstGV->hasAppendingLinkage())
1323       return emitError(
1324           "Linking globals named '" + SrcGV->getName() +
1325           "': can only link appending global with another appending global!");
1326
1327     // Check to see that they two arrays agree on type.
1328     if (EltTy != DstTy->getElementType())
1329       return emitError("Appending variables with different element types!");
1330     if (DstGV->isConstant() != SrcGV->isConstant())
1331       return emitError("Appending variables linked with different const'ness!");
1332
1333     if (DstGV->getAlignment() != SrcGV->getAlignment())
1334       return emitError(
1335           "Appending variables with different alignment need to be linked!");
1336
1337     if (DstGV->getVisibility() != SrcGV->getVisibility())
1338       return emitError(
1339           "Appending variables with different visibility need to be linked!");
1340
1341     if (DstGV->hasUnnamedAddr() != SrcGV->hasUnnamedAddr())
1342       return emitError(
1343           "Appending variables with different unnamed_addr need to be linked!");
1344
1345     if (StringRef(DstGV->getSection()) != SrcGV->getSection())
1346       return emitError(
1347           "Appending variables with different section name need to be linked!");
1348   }
1349
1350   ArrayType *NewType = ArrayType::get(EltTy, NewSize);
1351
1352   // Create the new global variable.
1353   GlobalVariable *NG = new GlobalVariable(
1354       *DstM, NewType, SrcGV->isConstant(), SrcGV->getLinkage(),
1355       /*init*/ nullptr, /*name*/ "", DstGV, SrcGV->getThreadLocalMode(),
1356       SrcGV->getType()->getAddressSpace());
1357
1358   // Propagate alignment, visibility and section info.
1359   copyGVAttributes(NG, SrcGV);
1360
1361   AppendingVarInfo AVI;
1362   AVI.NewGV = NG;
1363   AVI.DstInit = DstGV ? DstGV->getInitializer() : nullptr;
1364   AVI.SrcInit = SrcGV->getInitializer();
1365   AppendingVars.push_back(AVI);
1366
1367   // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
1368   // global.
1369   ValueMap[SrcGV] = ConstantExpr::getBitCast(NG, TypeMap.get(SrcGV->getType()));
1370
1371   if (DstGV) {
1372     DstGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, DstGV->getType()));
1373     DstGV->eraseFromParent();
1374   }
1375
1376   // Track the source variable so we don't try to link it.
1377   DoNotLinkFromSource.insert(SrcGV);
1378
1379   return false;
1380 }
1381
1382 bool ModuleLinker::linkGlobalValueProto(GlobalValue *SGV) {
1383   GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(SGV);
1384
1385   // Handle the ultra special appending linkage case first.
1386   assert(!DGV || SGV->hasAppendingLinkage() == DGV->hasAppendingLinkage());
1387   if (SGV->hasAppendingLinkage() && isPerformingImport()) {
1388     // Don't want to append to global_ctors list, for example, when we
1389     // are importing for ThinLTO, otherwise the global ctors and dtors
1390     // get executed multiple times for local variables (the latter causing
1391     // double frees).
1392     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1393     return false;
1394   }
1395   if (SGV->hasAppendingLinkage())
1396     return linkAppendingVarProto(cast_or_null<GlobalVariable>(DGV),
1397                                  cast<GlobalVariable>(SGV));
1398
1399   bool LinkFromSrc = true;
1400   Comdat *C = nullptr;
1401   bool HasUnnamedAddr = SGV->hasUnnamedAddr();
1402
1403   if (const Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
1404     Comdat::SelectionKind SK;
1405     std::tie(SK, LinkFromSrc) = ComdatsChosen[SC];
1406     C = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
1407     C->setSelectionKind(SK);
1408     ComdatMembers[SC].push_back(SGV);
1409   } else if (DGV) {
1410     if (shouldLinkFromSource(LinkFromSrc, *DGV, *SGV))
1411       return true;
1412   }
1413
1414   if (!LinkFromSrc) {
1415     // Track the source global so that we don't attempt to copy it over when
1416     // processing global initializers.
1417     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1418
1419     if (DGV)
1420       // Make sure to remember this mapping.
1421       ValueMap[SGV] =
1422           ConstantExpr::getBitCast(DGV, TypeMap.get(SGV->getType()));
1423   }
1424
1425   if (DGV)
1426     HasUnnamedAddr = HasUnnamedAddr && DGV->hasUnnamedAddr();
1427
1428   if (!LinkFromSrc && !DGV)
1429     return false;
1430
1431   GlobalValue *NewGV;
1432   if (!LinkFromSrc) {
1433     NewGV = DGV;
1434     // When linking from source we setVisibility from copyGlobalValueProto.
1435     setVisibility(NewGV, SGV, DGV);
1436   } else {
1437     // If the GV is to be lazily linked, don't create it just yet.
1438     // The ValueMaterializerTy will deal with creating it if it's used.
1439     if (!DGV && !shouldOverrideFromSrc() && SGV != ImportFunction &&
1440         (SGV->hasLocalLinkage() || SGV->hasLinkOnceLinkage() ||
1441          SGV->hasAvailableExternallyLinkage())) {
1442       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1443       return false;
1444     }
1445
1446     // When we only want to link in unresolved dependencies, blacklist
1447     // the symbol unless unless DestM has a matching declaration (DGV).
1448     if (shouldLinkOnlyNeeded() && !(DGV && DGV->isDeclaration())) {
1449       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1450       return false;
1451     }
1452
1453     NewGV = copyGlobalValueProto(TypeMap, SGV, DGV);
1454
1455     if (isPerformingImport() && !doImportAsDefinition(SGV))
1456       DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1457   }
1458
1459   NewGV->setUnnamedAddr(HasUnnamedAddr);
1460
1461   if (auto *NewGO = dyn_cast<GlobalObject>(NewGV)) {
1462     if (C)
1463       NewGO->setComdat(C);
1464
1465     if (DGV && DGV->hasCommonLinkage() && SGV->hasCommonLinkage())
1466       NewGO->setAlignment(std::max(DGV->getAlignment(), SGV->getAlignment()));
1467   }
1468
1469   if (auto *NewGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(NewGV)) {
1470     auto *DGVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DGV);
1471     auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV);
1472     if (DGVar && SGVar && DGVar->isDeclaration() && SGVar->isDeclaration() &&
1473         (!DGVar->isConstant() || !SGVar->isConstant()))
1474       NewGVar->setConstant(false);
1475   }
1476
1477   // Make sure to remember this mapping.
1478   if (NewGV != DGV) {
1479     if (DGV) {
1480       DGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NewGV, DGV->getType()));
1481       DGV->eraseFromParent();
1482     }
1483     ValueMap[SGV] = NewGV;
1484   }
1485
1486   return false;
1487 }
1488
1489 static void getArrayElements(const Constant *C,
1490                              SmallVectorImpl<Constant *> &Dest) {
1491   unsigned NumElements = cast<ArrayType>(C->getType())->getNumElements();
1492
1493   for (unsigned i = 0; i != NumElements; ++i)
1494     Dest.push_back(C->getAggregateElement(i));
1495 }
1496
1497 void ModuleLinker::linkAppendingVarInit(AppendingVarInfo &AVI) {
1498   // Merge the initializer.
1499   SmallVector<Constant *, 16> DstElements;
1500   if (AVI.DstInit)
1501     getArrayElements(AVI.DstInit, DstElements);
1502
1503   SmallVector<Constant *, 16> SrcElements;
1504   getArrayElements(AVI.SrcInit, SrcElements);
1505
1506   ArrayType *NewType = cast<ArrayType>(AVI.NewGV->getType()->getElementType());
1507
1508   StringRef Name = AVI.NewGV->getName();
1509   bool IsNewStructor =
1510       (Name == "llvm.global_ctors" || Name == "llvm.global_dtors") &&
1511       cast<StructType>(NewType->getElementType())->getNumElements() == 3;
1512
1513   for (auto *V : SrcElements) {
1514     if (IsNewStructor) {
1515       auto *Key =
1516           dyn_cast<GlobalValue>(V->getAggregateElement(2)->stripPointerCasts());
1517       if (DoNotLinkFromSource.count(Key))
1518         continue;
1519     }
1520     DstElements.push_back(
1521         MapValue(V, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1522   }
1523   if (DstElements.size() != NewType->getNumElements()) {
1524     NewType = ArrayType::get(NewType->getElementType(), DstElements.size());
1525     GlobalVariable *Old = AVI.NewGV;
1526     GlobalVariable *NG = new GlobalVariable(
1527         *DstM, NewType, Old->isConstant(), Old->getLinkage(), /*init*/ nullptr,
1528         /*name*/ "", Old, Old->getThreadLocalMode(),
1529         Old->getType()->getAddressSpace());
1530     copyGVAttributes(NG, Old);
1531     AVI.NewGV->replaceAllUsesWith(
1532         ConstantExpr::getBitCast(NG, AVI.NewGV->getType()));
1533     AVI.NewGV->eraseFromParent();
1534     AVI.NewGV = NG;
1535   }
1536
1537   AVI.NewGV->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, DstElements));
1538 }
1539
1540 /// Update the initializers in the Dest module now that all globals that may be
1541 /// referenced are in Dest.
1542 void ModuleLinker::linkGlobalInit(GlobalVariable &Dst, GlobalVariable &Src) {
1543   // Figure out what the initializer looks like in the dest module.
1544   Dst.setInitializer(MapValue(Src.getInitializer(), ValueMap,
1545                               RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1546 }
1547
1548 /// Copy the source function over into the dest function and fix up references
1549 /// to values. At this point we know that Dest is an external function, and
1550 /// that Src is not.
1551 bool ModuleLinker::linkFunctionBody(Function &Dst, Function &Src) {
1552   assert(Dst.isDeclaration() && !Src.isDeclaration());
1553
1554   // Materialize if needed.
1555   if (std::error_code EC = Src.materialize())
1556     return emitError(EC.message());
1557
1558   // Link in the prefix data.
1559   if (Src.hasPrefixData())
1560     Dst.setPrefixData(MapValue(Src.getPrefixData(), ValueMap,
1561                                RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer));
1562
1563   // Link in the prologue data.
1564   if (Src.hasPrologueData())
1565     Dst.setPrologueData(MapValue(Src.getPrologueData(), ValueMap,
1566                                  RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1567                                  &ValMaterializer));
1568
1569   // Link in the personality function.
1570   if (Src.hasPersonalityFn())
1571     Dst.setPersonalityFn(MapValue(Src.getPersonalityFn(), ValueMap,
1572                                   RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1573                                   &ValMaterializer));
1574
1575   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
1576   Function::arg_iterator DI = Dst.arg_begin();
1577   for (Argument &Arg : Src.args()) {
1578     DI->setName(Arg.getName());  // Copy the name over.
1579
1580     // Add a mapping to our mapping.
1581     ValueMap[&Arg] = &*DI;
1582     ++DI;
1583   }
1584
1585   // Copy over the metadata attachments.
1586   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 8> MDs;
1587   Src.getAllMetadata(MDs);
1588   for (const auto &I : MDs)
1589     Dst.setMetadata(I.first, MapMetadata(I.second, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs,
1590                                          &TypeMap, &ValMaterializer));
1591
1592   // Splice the body of the source function into the dest function.
1593   Dst.getBasicBlockList().splice(Dst.end(), Src.getBasicBlockList());
1594
1595   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
1596   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
1597   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
1598   // functions and patch them up to point to the local versions.
1599   for (BasicBlock &BB : Dst)
1600     for (Instruction &I : BB)
1601       RemapInstruction(&I, ValueMap,
1602                        RF_IgnoreMissingEntries | RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1603                        &ValMaterializer);
1604
1605   // There is no need to map the arguments anymore.
1606   for (Argument &Arg : Src.args())
1607     ValueMap.erase(&Arg);
1608
1609   Src.dematerialize();
1610   return false;
1611 }
1612
1613 void ModuleLinker::linkAliasBody(GlobalAlias &Dst, GlobalAlias &Src) {
1614   Constant *Aliasee = Src.getAliasee();
1615   Constant *Val = MapValue(Aliasee, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap,
1616                            &ValMaterializer);
1617   Dst.setAliasee(Val);
1618 }
1619
1620 bool ModuleLinker::linkGlobalValueBody(GlobalValue &Src) {
1621   Value *Dst = ValueMap[&Src];
1622   assert(Dst);
1623   if (const Comdat *SC = Src.getComdat()) {
1624     // To ensure that we don't generate an incomplete comdat group,
1625     // we must materialize and map in any other members that are not
1626     // yet materialized in Dst, which also ensures their definitions
1627     // are linked in. Otherwise, linkonce and other lazy linked GVs will
1628     // not be materialized if they aren't referenced.
1629     for (auto *SGV : ComdatMembers[SC]) {
1630       auto *DGV = cast_or_null<GlobalValue>(ValueMap[SGV]);
1631       if (DGV && !DGV->isDeclaration())
1632         continue;
1633       MapValue(SGV, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer);
1634     }
1635   }
1636   if (shouldInternalizeLinkedSymbols())
1637     if (auto *DGV = dyn_cast<GlobalValue>(Dst))
1638       DGV->setLinkage(GlobalValue::InternalLinkage);
1639   if (auto *F = dyn_cast<Function>(&Src))
1640     return linkFunctionBody(cast<Function>(*Dst), *F);
1641   if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(&Src)) {
1642     linkGlobalInit(cast<GlobalVariable>(*Dst), *GVar);
1643     return false;
1644   }
1645   linkAliasBody(cast<GlobalAlias>(*Dst), cast<GlobalAlias>(Src));
1646   return false;
1647 }
1648
1649 /// Insert all of the named MDNodes in Src into the Dest module.
1650 void ModuleLinker::linkNamedMDNodes() {
1651   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1652   for (const NamedMDNode &NMD : SrcM->named_metadata()) {
1653     // Don't link module flags here. Do them separately.
1654     if (&NMD == SrcModFlags)
1655       continue;
1656     NamedMDNode *DestNMD = DstM->getOrInsertNamedMetadata(NMD.getName());
1657     // Add Src elements into Dest node.
1658     for (const MDNode *op : NMD.operands())
1659       DestNMD->addOperand(MapMetadata(
1660           op, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs | RF_NullMapMissingGlobalValues,
1661           &TypeMap, &ValMaterializer));
1662   }
1663 }
1664
1665 /// Merge the linker flags in Src into the Dest module.
1666 bool ModuleLinker::linkModuleFlagsMetadata() {
1667   // If the source module has no module flags, we are done.
1668   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1669   if (!SrcModFlags) return false;
1670
1671   // If the destination module doesn't have module flags yet, then just copy
1672   // over the source module's flags.
1673   NamedMDNode *DstModFlags = DstM->getOrInsertModuleFlagsMetadata();
1674   if (DstModFlags->getNumOperands() == 0) {
1675     for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I)
1676       DstModFlags->addOperand(SrcModFlags->getOperand(I));
1677
1678     return false;
1679   }
1680
1681   // First build a map of the existing module flags and requirements.
1682   DenseMap<MDString *, std::pair<MDNode *, unsigned>> Flags;
1683   SmallSetVector<MDNode*, 16> Requirements;
1684   for (unsigned I = 0, E = DstModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1685     MDNode *Op = DstModFlags->getOperand(I);
1686     ConstantInt *Behavior = mdconst::extract<ConstantInt>(Op->getOperand(0));
1687     MDString *ID = cast<MDString>(Op->getOperand(1));
1688
1689     if (Behavior->getZExtValue() == Module::Require) {
1690       Requirements.insert(cast<MDNode>(Op->getOperand(2)));
1691     } else {
1692       Flags[ID] = std::make_pair(Op, I);
1693     }
1694   }
1695
1696   // Merge in the flags from the source module, and also collect its set of
1697   // requirements.
1698   bool HasErr = false;
1699   for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1700     MDNode *SrcOp = SrcModFlags->getOperand(I);
1701     ConstantInt *SrcBehavior =
1702         mdconst::extract<ConstantInt>(SrcOp->getOperand(0));
1703     MDString *ID = cast<MDString>(SrcOp->getOperand(1));
1704     MDNode *DstOp;
1705     unsigned DstIndex;
1706     std::tie(DstOp, DstIndex) = Flags.lookup(ID);
1707     unsigned SrcBehaviorValue = SrcBehavior->getZExtValue();
1708
1709     // If this is a requirement, add it and continue.
1710     if (SrcBehaviorValue == Module::Require) {
1711       // If the destination module does not already have this requirement, add
1712       // it.
1713       if (Requirements.insert(cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2)))) {
1714         DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1715       }
1716       continue;
1717     }
1718
1719     // If there is no existing flag with this ID, just add it.
1720     if (!DstOp) {
1721       Flags[ID] = std::make_pair(SrcOp, DstModFlags->getNumOperands());
1722       DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1723       continue;
1724     }
1725
1726     // Otherwise, perform a merge.
1727     ConstantInt *DstBehavior =
1728         mdconst::extract<ConstantInt>(DstOp->getOperand(0));
1729     unsigned DstBehaviorValue = DstBehavior->getZExtValue();
1730
1731     // If either flag has override behavior, handle it first.
1732     if (DstBehaviorValue == Module::Override) {
1733       // Diagnose inconsistent flags which both have override behavior.
1734       if (SrcBehaviorValue == Module::Override &&
1735           SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1736         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1737                             "': IDs have conflicting override values");
1738       }
1739       continue;
1740     } else if (SrcBehaviorValue == Module::Override) {
1741       // Update the destination flag to that of the source.
1742       DstModFlags->setOperand(DstIndex, SrcOp);
1743       Flags[ID].first = SrcOp;
1744       continue;
1745     }
1746
1747     // Diagnose inconsistent merge behavior types.
1748     if (SrcBehaviorValue != DstBehaviorValue) {
1749       HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1750                           "': IDs have conflicting behaviors");
1751       continue;
1752     }
1753
1754     auto replaceDstValue = [&](MDNode *New) {
1755       Metadata *FlagOps[] = {DstOp->getOperand(0), ID, New};
1756       MDNode *Flag = MDNode::get(DstM->getContext(), FlagOps);
1757       DstModFlags->setOperand(DstIndex, Flag);
1758       Flags[ID].first = Flag;
1759     };
1760
1761     // Perform the merge for standard behavior types.
1762     switch (SrcBehaviorValue) {
1763     case Module::Require:
1764     case Module::Override: llvm_unreachable("not possible");
1765     case Module::Error: {
1766       // Emit an error if the values differ.
1767       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1768         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1769                             "': IDs have conflicting values");
1770       }
1771       continue;
1772     }
1773     case Module::Warning: {
1774       // Emit a warning if the values differ.
1775       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1776         emitWarning("linking module flags '" + ID->getString() +
1777                     "': IDs have conflicting values");
1778       }
1779       continue;
1780     }
1781     case Module::Append: {
1782       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1783       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1784       SmallVector<Metadata *, 8> MDs;
1785       MDs.reserve(DstValue->getNumOperands() + SrcValue->getNumOperands());
1786       MDs.append(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1787       MDs.append(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1788
1789       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(), MDs));
1790       break;
1791     }
1792     case Module::AppendUnique: {
1793       SmallSetVector<Metadata *, 16> Elts;
1794       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1795       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1796       Elts.insert(DstValue->op_begin(), DstValue->op_end());
1797       Elts.insert(SrcValue->op_begin(), SrcValue->op_end());
1798
1799       replaceDstValue(MDNode::get(DstM->getContext(),
1800                                   makeArrayRef(Elts.begin(), Elts.end())));
1801       break;
1802     }
1803     }
1804   }
1805
1806   // Check all of the requirements.
1807   for (unsigned I = 0, E = Requirements.size(); I != E; ++I) {
1808     MDNode *Requirement = Requirements[I];
1809     MDString *Flag = cast<MDString>(Requirement->getOperand(0));
1810     Metadata *ReqValue = Requirement->getOperand(1);
1811
1812     MDNode *Op = Flags[Flag].first;
1813     if (!Op || Op->getOperand(2) != ReqValue) {
1814       HasErr |= emitError("linking module flags '" + Flag->getString() +
1815                           "': does not have the required value");
1816       continue;
1817     }
1818   }
1819
1820   return HasErr;
1821 }
1822
1823 // This function returns true if the triples match.
1824 static bool triplesMatch(const Triple &T0, const Triple &T1) {
1825   // If vendor is apple, ignore the version number.
1826   if (T0.getVendor() == Triple::Apple)
1827     return T0.getArch() == T1.getArch() &&
1828            T0.getSubArch() == T1.getSubArch() &&
1829            T0.getVendor() == T1.getVendor() &&
1830            T0.getOS() == T1.getOS();
1831
1832   return T0 == T1;
1833 }
1834
1835 // This function returns the merged triple.
1836 static std::string mergeTriples(const Triple &SrcTriple, const Triple &DstTriple) {
1837   // If vendor is apple, pick the triple with the larger version number.
1838   if (SrcTriple.getVendor() == Triple::Apple)
1839     if (DstTriple.isOSVersionLT(SrcTriple))
1840       return SrcTriple.str();
1841
1842   return DstTriple.str();
1843 }
1844
1845 bool ModuleLinker::run() {
1846   assert(DstM && "Null destination module");
1847   assert(SrcM && "Null source module");
1848
1849   // Inherit the target data from the source module if the destination module
1850   // doesn't have one already.
1851   if (DstM->getDataLayout().isDefault())
1852     DstM->setDataLayout(SrcM->getDataLayout());
1853
1854   if (SrcM->getDataLayout() != DstM->getDataLayout()) {
1855     emitWarning("Linking two modules of different data layouts: '" +
1856                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1857                 SrcM->getDataLayoutStr() + "' whereas '" +
1858                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1859                 DstM->getDataLayoutStr() + "'\n");
1860   }
1861
1862   // Copy the target triple from the source to dest if the dest's is empty.
1863   if (DstM->getTargetTriple().empty() && !SrcM->getTargetTriple().empty())
1864     DstM->setTargetTriple(SrcM->getTargetTriple());
1865
1866   Triple SrcTriple(SrcM->getTargetTriple()), DstTriple(DstM->getTargetTriple());
1867
1868   if (!SrcM->getTargetTriple().empty() && !triplesMatch(SrcTriple, DstTriple))
1869     emitWarning("Linking two modules of different target triples: " +
1870                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1871                 SrcM->getTargetTriple() + "' whereas '" +
1872                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1873                 DstM->getTargetTriple() + "'\n");
1874
1875   DstM->setTargetTriple(mergeTriples(SrcTriple, DstTriple));
1876
1877   // Append the module inline asm string.
1878   if (!SrcM->getModuleInlineAsm().empty()) {
1879     if (DstM->getModuleInlineAsm().empty())
1880       DstM->setModuleInlineAsm(SrcM->getModuleInlineAsm());
1881     else
1882       DstM->setModuleInlineAsm(DstM->getModuleInlineAsm()+"\n"+
1883                                SrcM->getModuleInlineAsm());
1884   }
1885
1886   // Loop over all of the linked values to compute type mappings.
1887   computeTypeMapping();
1888
1889   ComdatsChosen.clear();
1890   for (const auto &SMEC : SrcM->getComdatSymbolTable()) {
1891     const Comdat &C = SMEC.getValue();
1892     if (ComdatsChosen.count(&C))
1893       continue;
1894     Comdat::SelectionKind SK;
1895     bool LinkFromSrc;
1896     if (getComdatResult(&C, SK, LinkFromSrc))
1897       return true;
1898     ComdatsChosen[&C] = std::make_pair(SK, LinkFromSrc);
1899   }
1900
1901   // Upgrade mismatched global arrays.
1902   upgradeMismatchedGlobals();
1903
1904   // Insert all of the globals in src into the DstM module... without linking
1905   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
1906   for (GlobalVariable &GV : SrcM->globals())
1907     if (linkGlobalValueProto(&GV))
1908       return true;
1909
1910   // Link the functions together between the two modules, without doing function
1911   // bodies... this just adds external function prototypes to the DstM
1912   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
1913   // all of the global values that may be referenced are available in our
1914   // ValueMap.
1915   for (Function &F :*SrcM)
1916     if (linkGlobalValueProto(&F))
1917       return true;
1918
1919   // If there were any aliases, link them now.
1920   for (GlobalAlias &GA : SrcM->aliases())
1921     if (linkGlobalValueProto(&GA))
1922       return true;
1923
1924   for (AppendingVarInfo &AppendingVar : AppendingVars)
1925     linkAppendingVarInit(AppendingVar);
1926
1927   for (const auto &Entry : DstM->getComdatSymbolTable()) {
1928     const Comdat &C = Entry.getValue();
1929     if (C.getSelectionKind() == Comdat::Any)
1930       continue;
1931     const GlobalValue *GV = SrcM->getNamedValue(C.getName());
1932     if (GV)
1933       MapValue(GV, ValueMap, RF_MoveDistinctMDs, &TypeMap, &ValMaterializer);
1934   }
1935
1936   // Link in the function bodies that are defined in the source module into
1937   // DstM.
1938   for (Function &SF : *SrcM) {
1939     // Skip if no body (function is external).
1940     if (SF.isDeclaration())
1941       continue;
1942
1943     // Skip if not linking from source.
1944     if (DoNotLinkFromSource.count(&SF))
1945       continue;
1946
1947     if (linkGlobalValueBody(SF))
1948       return true;
1949   }
1950
1951   // Resolve all uses of aliases with aliasees.
1952   for (GlobalAlias &Src : SrcM->aliases()) {
1953     if (DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1954       continue;
1955     linkGlobalValueBody(Src);
1956   }
1957
1958   // Update the initializers in the DstM module now that all globals that may
1959   // be referenced are in DstM.
1960   for (GlobalVariable &Src : SrcM->globals()) {
1961     // Only process initialized GV's or ones not already in dest.
1962     if (!Src.hasInitializer() || DoNotLinkFromSource.count(&Src))
1963       continue;
1964     linkGlobalValueBody(Src);
1965   }
1966
1967   // Note that we are done linking global value bodies. This prevents
1968   // metadata linking from creating new references.
1969   DoneLinkingBodies = true;
1970
1971   // Remap all of the named MDNodes in Src into the DstM module. We do this
1972   // after linking GlobalValues so that MDNodes that reference GlobalValues
1973   // are properly remapped.
1974   linkNamedMDNodes();
1975
1976   // Merge the module flags into the DstM module.
1977   if (linkModuleFlagsMetadata())
1978     return true;
1979
1980   return false;
1981 }
1982
1983 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(ArrayRef<Type *> E, bool P)
1984     : ETypes(E), IsPacked(P) {}
1985
1986 Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::KeyTy(const StructType *ST)
1987     : ETypes(ST->elements()), IsPacked(ST->isPacked()) {}
1988
1989 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator==(const KeyTy &That) const {
1990   if (IsPacked != That.IsPacked)
1991     return false;
1992   if (ETypes != That.ETypes)
1993     return false;
1994   return true;
1995 }
1996
1997 bool Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy::operator!=(const KeyTy &That) const {
1998   return !this->operator==(That);
1999 }
2000
2001 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getEmptyKey() {
2002   return DenseMapInfo<StructType *>::getEmptyKey();
2003 }
2004
2005 StructType *Linker::StructTypeKeyInfo::getTombstoneKey() {
2006   return DenseMapInfo<StructType *>::getTombstoneKey();
2007 }
2008
2009 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const KeyTy &Key) {
2010   return hash_combine(hash_combine_range(Key.ETypes.begin(), Key.ETypes.end()),
2011                       Key.IsPacked);
2012 }
2013
2014 unsigned Linker::StructTypeKeyInfo::getHashValue(const StructType *ST) {
2015   return getHashValue(KeyTy(ST));
2016 }
2017
2018 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const KeyTy &LHS,
2019                                         const StructType *RHS) {
2020   if (RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
2021     return false;
2022   return LHS == KeyTy(RHS);
2023 }
2024
2025 bool Linker::StructTypeKeyInfo::isEqual(const StructType *LHS,
2026                                         const StructType *RHS) {
2027   if (RHS == getEmptyKey())
2028     return LHS == getEmptyKey();
2029
2030   if (RHS == getTombstoneKey())
2031     return LHS == getTombstoneKey();
2032
2033   return KeyTy(LHS) == KeyTy(RHS);
2034 }
2035
2036 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addNonOpaque(StructType *Ty) {
2037   assert(!Ty->isOpaque());
2038   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2039 }
2040
2041 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::switchToNonOpaque(StructType *Ty) {
2042   assert(!Ty->isOpaque());
2043   NonOpaqueStructTypes.insert(Ty);
2044   bool Removed = OpaqueStructTypes.erase(Ty);
2045   (void)Removed;
2046   assert(Removed);
2047 }
2048
2049 void Linker::IdentifiedStructTypeSet::addOpaque(StructType *Ty) {
2050   assert(Ty->isOpaque());
2051   OpaqueStructTypes.insert(Ty);
2052 }
2053
2054 StructType *
2055 Linker::IdentifiedStructTypeSet::findNonOpaque(ArrayRef<Type *> ETypes,
2056                                                bool IsPacked) {
2057   Linker::StructTypeKeyInfo::KeyTy Key(ETypes, IsPacked);
2058   auto I = NonOpaqueStructTypes.find_as(Key);
2059   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2060     return nullptr;
2061   return *I;
2062 }
2063
2064 bool Linker::IdentifiedStructTypeSet::hasType(StructType *Ty) {
2065   if (Ty->isOpaque())
2066     return OpaqueStructTypes.count(Ty);
2067   auto I = NonOpaqueStructTypes.find(Ty);
2068   if (I == NonOpaqueStructTypes.end())
2069     return false;
2070   return *I == Ty;
2071 }
2072
2073 void Linker::init(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2074   this->Composite = M;
2075   this->DiagnosticHandler = DiagnosticHandler;
2076
2077   TypeFinder StructTypes;
2078   StructTypes.run(*M, true);
2079   for (StructType *Ty : StructTypes) {
2080     if (Ty->isOpaque())
2081       IdentifiedStructTypes.addOpaque(Ty);
2082     else
2083       IdentifiedStructTypes.addNonOpaque(Ty);
2084   }
2085 }
2086
2087 Linker::Linker(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
2088   init(M, DiagnosticHandler);
2089 }
2090
2091 Linker::Linker(Module *M) {
2092   init(M, [this](const DiagnosticInfo &DI) {
2093     Composite->getContext().diagnose(DI);
2094   });
2095 }
2096
2097 void Linker::deleteModule() {
2098   delete Composite;
2099   Composite = nullptr;
2100 }
2101
2102 bool Linker::linkInModule(Module *Src, unsigned Flags,
2103                           const FunctionInfoIndex *Index,
2104                           Function *FuncToImport) {
2105   ModuleLinker TheLinker(Composite, IdentifiedStructTypes, Src,
2106                          DiagnosticHandler, Flags, Index, FuncToImport);
2107   bool RetCode = TheLinker.run();
2108   Composite->dropTriviallyDeadConstantArrays();
2109   return RetCode;
2110 }
2111
2112 void Linker::setModule(Module *Dst) {
2113   init(Dst, DiagnosticHandler);
2114 }
2115
2116 //===----------------------------------------------------------------------===//
2117 // LinkModules entrypoint.
2118 //===----------------------------------------------------------------------===//
2119
2120 /// This function links two modules together, with the resulting Dest module
2121 /// modified to be the composite of the two input modules. If an error occurs,
2122 /// true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate the problem.
2123 /// Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and shouldn't be
2124 /// relied on to be consistent.
2125 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src,
2126                          DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler,
2127                          unsigned Flags) {
2128   Linker L(Dest, DiagnosticHandler);
2129   return L.linkInModule(Src, Flags);
2130 }
2131
2132 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, unsigned Flags) {
2133   Linker L(Dest);
2134   return L.linkInModule(Src, Flags);
2135 }
2136
2137 //===----------------------------------------------------------------------===//
2138 // C API.
2139 //===----------------------------------------------------------------------===//
2140
2141 LLVMBool LLVMLinkModules(LLVMModuleRef Dest, LLVMModuleRef Src,
2142                          LLVMLinkerMode Unused, char **OutMessages) {
2143   Module *D = unwrap(Dest);
2144   std::string Message;
2145   raw_string_ostream Stream(Message);
2146   DiagnosticPrinterRawOStream DP(Stream);
2147
2148   LLVMBool Result = Linker::LinkModules(
2149       D, unwrap(Src), [&](const DiagnosticInfo &DI) { DI.print(DP); });
2150
2151   if (OutMessages && Result) {
2152     Stream.flush();
2153     *OutMessages = strdup(Message.c_str());
2154   }
2155   return Result;
2156 }