lib/Linker/LinkModules.cpp

   1 //===- lib/Linker/LinkModules.cpp - Module Linker Implementation ----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the LLVM module linker.
  11 //
  12 // Specifically, this:
  13 //  * Merges global variables between the two modules
  14 //    * Uninit + Uninit = Init, Init + Uninit = Init, Init + Init = Error if !=
  15 //  * Merges functions between two modules
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #include "llvm/Linker.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  22 #include "llvm/Module.h"
  23 #include "llvm/SymbolTable.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  26 #include "llvm/System/Path.h"
  27 #include <iostream>
  28 #include <sstream>
  29 using namespace llvm;
  30
  31 // Error - Simple wrapper function to conditionally assign to E and return true.
  32 // This just makes error return conditions a little bit simpler...
  33 static inline bool Error(std::string *E, const std::string &Message) {
  34   if (E) *E = Message;
  35   return true;
  36 }
  37
  38 // ToStr - Simple wrapper function to convert a type to a string.
  39 static std::string ToStr(const Type *Ty, const Module *M) {
  40   std::ostringstream OS;
  41   WriteTypeSymbolic(OS, Ty, M);
  42   return OS.str();
  43 }
  44
  45 //
  46 // Function: ResolveTypes()
  47 //
  48 // Description:
  49 //  Attempt to link the two specified types together.
  50 //
  51 // Inputs:
  52 //  DestTy - The type to which we wish to resolve.
  53 //  SrcTy  - The original type which we want to resolve.
  54 //  Name   - The name of the type.
  55 //
  56 // Outputs:
  57 //  DestST - The symbol table in which the new type should be placed.
  58 //
  59 // Return value:
  60 //  true  - There is an error and the types cannot yet be linked.
  61 //  false - No errors.
  62 //
  63 static bool ResolveTypes(const Type *DestTy, const Type *SrcTy,
  64                          SymbolTable *DestST, const std::string &Name) {
  65   if (DestTy == SrcTy) return false;       // If already equal, noop
  66
  67   // Does the type already exist in the module?
  68   if (DestTy && !isa<OpaqueType>(DestTy)) {  // Yup, the type already exists...
  69     if (const OpaqueType *OT = dyn_cast<OpaqueType>(SrcTy)) {
  70       const_cast<OpaqueType*>(OT)->refineAbstractTypeTo(DestTy);
  71     } else {
  72       return true;  // Cannot link types... neither is opaque and not-equal
  73     }
  74   } else {                       // Type not in dest module.  Add it now.
  75     if (DestTy)                  // Type _is_ in module, just opaque...
  76       const_cast<OpaqueType*>(cast<OpaqueType>(DestTy))
  77                            ->refineAbstractTypeTo(SrcTy);
  78     else if (!Name.empty())
  79       DestST->insert(Name, const_cast<Type*>(SrcTy));
  80   }
  81   return false;
  82 }
  83
  84 static const FunctionType *getFT(const PATypeHolder &TH) {
  85   return cast<FunctionType>(TH.get());
  86 }
  87 static const StructType *getST(const PATypeHolder &TH) {
  88   return cast<StructType>(TH.get());
  89 }
  90
  91 // RecursiveResolveTypes - This is just like ResolveTypes, except that it
  92 // recurses down into derived types, merging the used types if the parent types
  93 // are compatible.
  94 static bool RecursiveResolveTypesI(const PATypeHolder &DestTy,
  95                                    const PATypeHolder &SrcTy,
  96                                    SymbolTable *DestST, const std::string &Name,
  97                 std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > &Pointers) {
  98   const Type *SrcTyT = SrcTy.get();
  99   const Type *DestTyT = DestTy.get();
 100   if (DestTyT == SrcTyT) return false;       // If already equal, noop
 101
 102   // If we found our opaque type, resolve it now!
 103   if (isa<OpaqueType>(DestTyT) || isa<OpaqueType>(SrcTyT))
 104     return ResolveTypes(DestTyT, SrcTyT, DestST, Name);
 105
 106   // Two types cannot be resolved together if they are of different primitive
 107   // type.  For example, we cannot resolve an int to a float.
 108   if (DestTyT->getTypeID() != SrcTyT->getTypeID()) return true;
 109
 110   // Otherwise, resolve the used type used by this derived type...
 111   switch (DestTyT->getTypeID()) {
 112   case Type::FunctionTyID: {
 113     if (cast<FunctionType>(DestTyT)->isVarArg() !=
 114         cast<FunctionType>(SrcTyT)->isVarArg() ||
 115         cast<FunctionType>(DestTyT)->getNumContainedTypes() !=
 116         cast<FunctionType>(SrcTyT)->getNumContainedTypes())
 117       return true;
 118     for (unsigned i = 0, e = getFT(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
 119       if (RecursiveResolveTypesI(getFT(DestTy)->getContainedType(i),
 120                                  getFT(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
 121                                  Pointers))
 122         return true;
 123     return false;
 124   }
 125   case Type::StructTyID: {
 126     if (getST(DestTy)->getNumContainedTypes() !=
 127         getST(SrcTy)->getNumContainedTypes()) return 1;
 128     for (unsigned i = 0, e = getST(DestTy)->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
 129       if (RecursiveResolveTypesI(getST(DestTy)->getContainedType(i),
 130                                  getST(SrcTy)->getContainedType(i), DestST, "",
 131                                  Pointers))
 132         return true;
 133     return false;
 134   }
 135   case Type::ArrayTyID: {
 136     const ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DestTy.get());
 137     const ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(SrcTy.get());
 138     if (DAT->getNumElements() != SAT->getNumElements()) return true;
 139     return RecursiveResolveTypesI(DAT->getElementType(), SAT->getElementType(),
 140                                   DestST, "", Pointers);
 141   }
 142   case Type::PointerTyID: {
 143     // If this is a pointer type, check to see if we have already seen it.  If
 144     // so, we are in a recursive branch.  Cut off the search now.  We cannot use
 145     // an associative container for this search, because the type pointers (keys
 146     // in the container) change whenever types get resolved...
 147     for (unsigned i = 0, e = Pointers.size(); i != e; ++i)
 148       if (Pointers[i].first == DestTy)
 149         return Pointers[i].second != SrcTy;
 150
 151     // Otherwise, add the current pointers to the vector to stop recursion on
 152     // this pair.
 153     Pointers.push_back(std::make_pair(DestTyT, SrcTyT));
 154     bool Result =
 155       RecursiveResolveTypesI(cast<PointerType>(DestTy.get())->getElementType(),
 156                              cast<PointerType>(SrcTy.get())->getElementType(),
 157                              DestST, "", Pointers);
 158     Pointers.pop_back();
 159     return Result;
 160   }
 161   default: assert(0 && "Unexpected type!"); return true;
 162   }
 163 }
 164
 165 static bool RecursiveResolveTypes(const PATypeHolder &DestTy,
 166                                   const PATypeHolder &SrcTy,
 167                                   SymbolTable *DestST, const std::string &Name){
 168   std::vector<std::pair<PATypeHolder, PATypeHolder> > PointerTypes;
 169   return RecursiveResolveTypesI(DestTy, SrcTy, DestST, Name, PointerTypes);
 170 }
 171
 172
 173 // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
 174 // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
 175 // Make sure there are no type name conflicts.
 176 static bool LinkTypes(Module *Dest, const Module *Src, std::string *Err) {
 177   SymbolTable       *DestST = &Dest->getSymbolTable();
 178   const SymbolTable *SrcST  = &Src->getSymbolTable();
 179
 180   // Look for a type plane for Type's...
 181   SymbolTable::type_const_iterator TI = SrcST->type_begin();
 182   SymbolTable::type_const_iterator TE = SrcST->type_end();
 183   if (TI == TE) return false;  // No named types, do nothing.
 184
 185   // Some types cannot be resolved immediately because they depend on other
 186   // types being resolved to each other first.  This contains a list of types we
 187   // are waiting to recheck.
 188   std::vector<std::string> DelayedTypesToResolve;
 189
 190   for ( ; TI != TE; ++TI ) {
 191     const std::string &Name = TI->first;
 192     const Type *RHS = TI->second;
 193
 194     // Check to see if this type name is already in the dest module...
 195     Type *Entry = DestST->lookupType(Name);
 196
 197     if (ResolveTypes(Entry, RHS, DestST, Name)) {
 198       // They look different, save the types 'till later to resolve.
 199       DelayedTypesToResolve.push_back(Name);
 200     }
 201   }
 202
 203   // Iteratively resolve types while we can...
 204   while (!DelayedTypesToResolve.empty()) {
 205     // Loop over all of the types, attempting to resolve them if possible...
 206     unsigned OldSize = DelayedTypesToResolve.size();
 207
 208     // Try direct resolution by name...
 209     for (unsigned i = 0; i != DelayedTypesToResolve.size(); ++i) {
 210       const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
 211       Type *T1 = SrcST->lookupType(Name);
 212       Type *T2 = DestST->lookupType(Name);
 213       if (!ResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
 214         // We are making progress!
 215         DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
 216         --i;
 217       }
 218     }
 219
 220     // Did we not eliminate any types?
 221     if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
 222       // Attempt to resolve subelements of types.  This allows us to merge these
 223       // two types: { int* } and { opaque* }
 224       for (unsigned i = 0, e = DelayedTypesToResolve.size(); i != e; ++i) {
 225         const std::string &Name = DelayedTypesToResolve[i];
 226         PATypeHolder T1(SrcST->lookupType(Name));
 227         PATypeHolder T2(DestST->lookupType(Name));
 228
 229         if (!RecursiveResolveTypes(T2, T1, DestST, Name)) {
 230           // We are making progress!
 231           DelayedTypesToResolve.erase(DelayedTypesToResolve.begin()+i);
 232
 233           // Go back to the main loop, perhaps we can resolve directly by name
 234           // now...
 235           break;
 236         }
 237       }
 238
 239       // If we STILL cannot resolve the types, then there is something wrong.
 240       // Report the warning and delete one of the names.
 241       if (DelayedTypesToResolve.size() == OldSize) {
 242         const std::string &Name = DelayedTypesToResolve.back();
 243
 244         const Type *T1 = SrcST->lookupType(Name);
 245         const Type *T2 = DestST->lookupType(Name);
 246         std::cerr << "WARNING: Type conflict between types named '" << Name
 247                   <<  "'.\n    Src='";
 248         WriteTypeSymbolic(std::cerr, T1, Src);
 249         std::cerr << "'.\n   Dest='";
 250         WriteTypeSymbolic(std::cerr, T2, Dest);
 251         std::cerr << "'\n";
 252
 253         // Remove the symbol name from the destination.
 254         DelayedTypesToResolve.pop_back();
 255       }
 256     }
 257   }
 258
 259
 260   return false;
 261 }
 262
 263 static void PrintMap(const std::map<const Value*, Value*> &M) {
 264   for (std::map<const Value*, Value*>::const_iterator I = M.begin(), E =M.end();
 265        I != E; ++I) {
 266     std::cerr << " Fr: " << (void*)I->first << " ";
 267     I->first->dump();
 268     std::cerr << " To: " << (void*)I->second << " ";
 269     I->second->dump();
 270     std::cerr << "\n";
 271   }
 272 }
 273
 274
 275 // RemapOperand - Use ValueMap to convert references from one module to another.
 276 // This is somewhat sophisticated in that it can automatically handle constant
 277 // references correctly as well...
 278 static Value *RemapOperand(const Value *In,
 279                            std::map<const Value*, Value*> &ValueMap) {
 280   std::map<const Value*,Value*>::const_iterator I = ValueMap.find(In);
 281   if (I != ValueMap.end()) return I->second;
 282
 283   // Check to see if it's a constant that we are interesting in transforming.
 284   if (const Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(In)) {
 285     if ((!isa<DerivedType>(CPV->getType()) && !isa<ConstantExpr>(CPV)) ||
 286         isa<ConstantAggregateZero>(CPV))
 287       return const_cast<Constant*>(CPV);   // Simple constants stay identical.
 288
 289     Constant *Result = 0;
 290
 291     if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(CPV)) {
 292       std::vector<Constant*> Operands(CPA->getNumOperands());
 293       for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 294         Operands[i] =cast<Constant>(RemapOperand(CPA->getOperand(i), ValueMap));
 295       Result = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(CPA->getType()), Operands);
 296     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(CPV)) {
 297       std::vector<Constant*> Operands(CPS->getNumOperands());
 298       for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 299         Operands[i] =cast<Constant>(RemapOperand(CPS->getOperand(i), ValueMap));
 300       Result = ConstantStruct::get(cast<StructType>(CPS->getType()), Operands);
 301     } else if (isa<ConstantPointerNull>(CPV) || isa<UndefValue>(CPV)) {
 302       Result = const_cast<Constant*>(CPV);
 303     } else if (isa<GlobalValue>(CPV)) {
 304       Result = cast<Constant>(RemapOperand(CPV, ValueMap));
 305     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
 306       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 307         Value *Ptr = RemapOperand(CE->getOperand(0), ValueMap);
 308         std::vector<Constant*> Indices;
 309         Indices.reserve(CE->getNumOperands()-1);
 310         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 311           Indices.push_back(cast<Constant>(RemapOperand(CE->getOperand(i),
 312                                                         ValueMap)));
 313
 314         Result = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ptr), Indices);
 315       } else if (CE->getNumOperands() == 1) {
 316         // Cast instruction
 317         assert(CE->getOpcode() == Instruction::Cast);
 318         Value *V = RemapOperand(CE->getOperand(0), ValueMap);
 319         Result = ConstantExpr::getCast(cast<Constant>(V), CE->getType());
 320       } else if (CE->getNumOperands() == 3) {
 321         // Select instruction
 322         assert(CE->getOpcode() == Instruction::Select);
 323         Value *V1 = RemapOperand(CE->getOperand(0), ValueMap);
 324         Value *V2 = RemapOperand(CE->getOperand(1), ValueMap);
 325         Value *V3 = RemapOperand(CE->getOperand(2), ValueMap);
 326         Result = ConstantExpr::getSelect(cast<Constant>(V1), cast<Constant>(V2),
 327                                          cast<Constant>(V3));
 328       } else if (CE->getNumOperands() == 2) {
 329         // Binary operator...
 330         Value *V1 = RemapOperand(CE->getOperand(0), ValueMap);
 331         Value *V2 = RemapOperand(CE->getOperand(1), ValueMap);
 332
 333         Result = ConstantExpr::get(CE->getOpcode(), cast<Constant>(V1),
 334                                    cast<Constant>(V2));
 335       } else {
 336         assert(0 && "Unknown constant expr type!");
 337       }
 338
 339     } else {
 340       assert(0 && "Unknown type of derived type constant value!");
 341     }
 342
 343     // Cache the mapping in our local map structure...
 344     ValueMap.insert(std::make_pair(In, Result));
 345     return Result;
 346   }
 347
 348   std::cerr << "LinkModules ValueMap: \n";
 349   PrintMap(ValueMap);
 350
 351   std::cerr << "Couldn't remap value: " << (void*)In << " " << *In << "\n";
 352   assert(0 && "Couldn't remap value!");
 353   return 0;
 354 }
 355
 356 /// ForceRenaming - The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict
 357 /// in the symbol table.  This is good for all clients except for us.  Go
 358 /// through the trouble to force this back.
 359 static void ForceRenaming(GlobalValue *GV, const std::string &Name) {
 360   assert(GV->getName() != Name && "Can't force rename to self");
 361   SymbolTable &ST = GV->getParent()->getSymbolTable();
 362
 363   // If there is a conflict, rename the conflict.
 364   Value *ConflictVal = ST.lookup(GV->getType(), Name);
 365   assert(ConflictVal&&"Why do we have to force rename if there is no conflic?");
 366   GlobalValue *ConflictGV = cast<GlobalValue>(ConflictVal);
 367   assert(ConflictGV->hasInternalLinkage() &&
 368          "Not conflicting with a static global, should link instead!");
 369
 370   ConflictGV->setName("");          // Eliminate the conflict
 371   GV->setName(Name);                // Force the name back
 372   ConflictGV->setName(Name);        // This will cause ConflictGV to get renamed
 373   assert(GV->getName() == Name && ConflictGV->getName() != Name &&
 374          "ForceRenaming didn't work");
 375 }
 376
 377 /// GetLinkageResult - This analyzes the two global values and determines what
 378 /// the result will look like in the destination module.  In particular, it
 379 /// computes the resultant linkage type, computes whether the global in the
 380 /// source should be copied over to the destination (replacing the existing
 381 /// one), and computes whether this linkage is an error or not.
 382 static bool GetLinkageResult(GlobalValue *Dest, GlobalValue *Src,
 383                              GlobalValue::LinkageTypes &LT, bool &LinkFromSrc,
 384                              std::string *Err) {
 385   assert((!Dest || !Src->hasInternalLinkage()) &&
 386          "If Src has internal linkage, Dest shouldn't be set!");
 387   if (!Dest) {
 388     // Linking something to nothing.
 389     LinkFromSrc = true;
 390     LT = Src->getLinkage();
 391   } else if (Src->isExternal()) {
 392     // If Src is external or if both Src & Drc are external..  Just link the
 393     // external globals, we aren't adding anything.
 394     LinkFromSrc = false;
 395     LT = Dest->getLinkage();
 396   } else if (Dest->isExternal()) {
 397     // If Dest is external but Src is not:
 398     LinkFromSrc = true;
 399     LT = Src->getLinkage();
 400   } else if (Src->hasAppendingLinkage() || Dest->hasAppendingLinkage()) {
 401     if (Src->getLinkage() != Dest->getLinkage())
 402       return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
 403             "': can only link appending global with another appending global!");
 404     LinkFromSrc = true; // Special cased.
 405     LT = Src->getLinkage();
 406   } else if (Src->hasWeakLinkage() || Src->hasLinkOnceLinkage()) {
 407     // At this point we know that Dest has LinkOnce, External or Weak linkage.
 408     if (Dest->hasLinkOnceLinkage() && Src->hasWeakLinkage()) {
 409       LinkFromSrc = true;
 410       LT = Src->getLinkage();
 411     } else {
 412       LinkFromSrc = false;
 413       LT = Dest->getLinkage();
 414     }
 415   } else if (Dest->hasWeakLinkage() || Dest->hasLinkOnceLinkage()) {
 416     // At this point we know that Src has External linkage.
 417     LinkFromSrc = true;
 418     LT = GlobalValue::ExternalLinkage;
 419   } else {
 420     assert(Dest->hasExternalLinkage() && Src->hasExternalLinkage() &&
 421            "Unexpected linkage type!");
 422     return Error(Err, "Linking globals named '" + Src->getName() +
 423                  "': symbol multiply defined!");
 424   }
 425   return false;
 426 }
 427
 428 // LinkGlobals - Loop through the global variables in the src module and merge
 429 // them into the dest module.
 430 static bool LinkGlobals(Module *Dest, Module *Src,
 431                         std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 432                     std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
 433                         std::map<std::string, GlobalValue*> &GlobalsByName,
 434                         std::string *Err) {
 435   // We will need a module level symbol table if the src module has a module
 436   // level symbol table...
 437   SymbolTable *ST = (SymbolTable*)&Dest->getSymbolTable();
 438
 439   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
 440   for (Module::giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I) {
 441     GlobalVariable *SGV = I;
 442     GlobalVariable *DGV = 0;
 443     // Check to see if may have to link the global.
 444     if (SGV->hasName() && !SGV->hasInternalLinkage())
 445       if (!(DGV = Dest->getGlobalVariable(SGV->getName(),
 446                                           SGV->getType()->getElementType()))) {
 447         std::map<std::string, GlobalValue*>::iterator EGV =
 448           GlobalsByName.find(SGV->getName());
 449         if (EGV != GlobalsByName.end())
 450           DGV = dyn_cast<GlobalVariable>(EGV->second);
 451         if (DGV)
 452           // If types don't agree due to opaque types, try to resolve them.
 453           RecursiveResolveTypes(SGV->getType(), DGV->getType(),ST, "");
 454       }
 455
 456     if (DGV && DGV->hasInternalLinkage())
 457       DGV = 0;
 458
 459     assert(SGV->hasInitializer() || SGV->hasExternalLinkage() &&
 460            "Global must either be external or have an initializer!");
 461
 462     GlobalValue::LinkageTypes NewLinkage;
 463     bool LinkFromSrc;
 464     if (GetLinkageResult(DGV, SGV, NewLinkage, LinkFromSrc, Err))
 465       return true;
 466
 467     if (!DGV) {
 468       // No linking to be performed, simply create an identical version of the
 469       // symbol over in the dest module... the initializer will be filled in
 470       // later by LinkGlobalInits...
 471       GlobalVariable *NewDGV =
 472         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 473                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
 474                            SGV->getName(), Dest);
 475
 476       // If the LLVM runtime renamed the global, but it is an externally visible
 477       // symbol, DGV must be an existing global with internal linkage.  Rename
 478       // it.
 479       if (NewDGV->getName() != SGV->getName() && !NewDGV->hasInternalLinkage())
 480         ForceRenaming(NewDGV, SGV->getName());
 481
 482       // Make sure to remember this mapping...
 483       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
 484       if (SGV->hasAppendingLinkage())
 485         // Keep track that this is an appending variable...
 486         AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
 487     } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
 488       // No linking is performed yet.  Just insert a new copy of the global, and
 489       // keep track of the fact that it is an appending variable in the
 490       // AppendingVars map.  The name is cleared out so that no linkage is
 491       // performed.
 492       GlobalVariable *NewDGV =
 493         new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 494                            SGV->isConstant(), SGV->getLinkage(), /*init*/0,
 495                            "", Dest);
 496
 497       // Make sure to remember this mapping...
 498       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, NewDGV));
 499
 500       // Keep track that this is an appending variable...
 501       AppendingVars.insert(std::make_pair(SGV->getName(), NewDGV));
 502     } else {
 503       // Otherwise, perform the mapping as instructed by GetLinkageResult.  If
 504       // the types don't match, and if we are to link from the source, nuke DGV
 505       // and create a new one of the appropriate type.
 506       if (SGV->getType() != DGV->getType() && LinkFromSrc) {
 507         GlobalVariable *NewDGV =
 508           new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(),
 509                              DGV->isConstant(), DGV->getLinkage());
 510         Dest->getGlobalList().insert(DGV, NewDGV);
 511         DGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getCast(NewDGV, DGV->getType()));
 512         DGV->eraseFromParent();
 513         NewDGV->setName(SGV->getName());
 514         DGV = NewDGV;
 515       }
 516
 517       DGV->setLinkage(NewLinkage);
 518
 519       if (LinkFromSrc) {
 520         if (DGV->isConstant() && !SGV->isConstant())
 521           return Error(Err, "Global Variable Collision on global '" +
 522                        SGV->getName() + "': variables differ in const'ness");
 523         // Inherit const as appropriate
 524         if (SGV->isConstant()) DGV->setConstant(true);
 525         DGV->setInitializer(0);
 526       } else {
 527         if (SGV->isConstant() && !DGV->isConstant()) {
 528           if (!DGV->isExternal())
 529             return Error(Err, "Global Variable Collision on global '" +
 530                          SGV->getName() + "': variables differ in const'ness");
 531           else
 532             DGV->setConstant(true);
 533         }
 534         SGV->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
 535         SGV->setInitializer(0);
 536       }
 537
 538       ValueMap.insert(std::make_pair(SGV,
 539                                      ConstantExpr::getCast(DGV,
 540                                                            SGV->getType())));
 541     }
 542   }
 543   return false;
 544 }
 545
 546
 547 // LinkGlobalInits - Update the initializers in the Dest module now that all
 548 // globals that may be referenced are in Dest.
 549 static bool LinkGlobalInits(Module *Dest, const Module *Src,
 550                             std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 551                             std::string *Err) {
 552
 553   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
 554   for (Module::const_giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I){
 555     const GlobalVariable *SGV = I;
 556
 557     if (SGV->hasInitializer()) {      // Only process initialized GV's
 558       // Figure out what the initializer looks like in the dest module...
 559       Constant *SInit =
 560         cast<Constant>(RemapOperand(SGV->getInitializer(), ValueMap));
 561
 562       GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[SGV]);
 563       if (DGV->hasInitializer()) {
 564         if (SGV->hasExternalLinkage()) {
 565           if (DGV->getInitializer() != SInit)
 566             return Error(Err, "Global Variable Collision on '" +
 567                          ToStr(SGV->getType(), Src) +"':%"+SGV->getName()+
 568                          " - Global variables have different initializers");
 569         } else if (DGV->hasLinkOnceLinkage() || DGV->hasWeakLinkage()) {
 570           // Nothing is required, mapped values will take the new global
 571           // automatically.
 572         } else if (SGV->hasLinkOnceLinkage() || SGV->hasWeakLinkage()) {
 573           // Nothing is required, mapped values will take the new global
 574           // automatically.
 575         } else if (DGV->hasAppendingLinkage()) {
 576           assert(0 && "Appending linkage unimplemented!");
 577         } else {
 578           assert(0 && "Unknown linkage!");
 579         }
 580       } else {
 581         // Copy the initializer over now...
 582         DGV->setInitializer(SInit);
 583       }
 584     }
 585   }
 586   return false;
 587 }
 588
 589 // LinkFunctionProtos - Link the functions together between the two modules,
 590 // without doing function bodies... this just adds external function prototypes
 591 // to the Dest function...
 592 //
 593 static bool LinkFunctionProtos(Module *Dest, const Module *Src,
 594                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 595                              std::map<std::string, GlobalValue*> &GlobalsByName,
 596                                std::string *Err) {
 597   SymbolTable *ST = (SymbolTable*)&Dest->getSymbolTable();
 598
 599   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
 600   // go
 601   for (Module::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
 602     const Function *SF = I;   // SrcFunction
 603     Function *DF = 0;
 604     if (SF->hasName() && !SF->hasInternalLinkage()) {
 605       // Check to see if may have to link the function.
 606       if (!(DF = Dest->getFunction(SF->getName(), SF->getFunctionType()))) {
 607         std::map<std::string, GlobalValue*>::iterator EF =
 608           GlobalsByName.find(SF->getName());
 609         if (EF != GlobalsByName.end())
 610           DF = dyn_cast<Function>(EF->second);
 611         if (DF && RecursiveResolveTypes(SF->getType(), DF->getType(), ST, ""))
 612           DF = 0;  // FIXME: gross.
 613       }
 614     }
 615
 616     if (!DF || SF->hasInternalLinkage() || DF->hasInternalLinkage()) {
 617       // Function does not already exist, simply insert an function signature
 618       // identical to SF into the dest module...
 619       Function *NewDF = new Function(SF->getFunctionType(), SF->getLinkage(),
 620                                      SF->getName(), Dest);
 621
 622       // If the LLVM runtime renamed the function, but it is an externally
 623       // visible symbol, DF must be an existing function with internal linkage.
 624       // Rename it.
 625       if (NewDF->getName() != SF->getName() && !NewDF->hasInternalLinkage())
 626         ForceRenaming(NewDF, SF->getName());
 627
 628       // ... and remember this mapping...
 629       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, NewDF));
 630     } else if (SF->isExternal()) {
 631       // If SF is external or if both SF & DF are external..  Just link the
 632       // external functions, we aren't adding anything.
 633       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 634     } else if (DF->isExternal()) {   // If DF is external but SF is not...
 635       // Link the external functions, update linkage qualifiers
 636       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 637       DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 638
 639     } else if (SF->hasWeakLinkage() || SF->hasLinkOnceLinkage()) {
 640       // At this point we know that DF has LinkOnce, Weak, or External linkage.
 641       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 642
 643       // Linkonce+Weak = Weak
 644       if (DF->hasLinkOnceLinkage() && SF->hasWeakLinkage())
 645         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 646
 647     } else if (DF->hasWeakLinkage() || DF->hasLinkOnceLinkage()) {
 648       // At this point we know that SF has LinkOnce or External linkage.
 649       ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
 650       if (!SF->hasLinkOnceLinkage())   // Don't inherit linkonce linkage
 651         DF->setLinkage(SF->getLinkage());
 652
 653     } else if (SF->getLinkage() != DF->getLinkage()) {
 654       return Error(Err, "Functions named '" + SF->getName() +
 655                    "' have different linkage specifiers!");
 656     } else if (SF->hasExternalLinkage()) {
 657       // The function is defined in both modules!!
 658       return Error(Err, "Function '" +
 659                    ToStr(SF->getFunctionType(), Src) + "':\"" +
 660                    SF->getName() + "\" - Function is already defined!");
 661     } else {
 662       assert(0 && "Unknown linkage configuration found!");
 663     }
 664   }
 665   return false;
 666 }
 667
 668 // LinkFunctionBody - Copy the source function over into the dest function and
 669 // fix up references to values.  At this point we know that Dest is an external
 670 // function, and that Src is not.
 671 static bool LinkFunctionBody(Function *Dest, Function *Src,
 672                              std::map<const Value*, Value*> &GlobalMap,
 673                              std::string *Err) {
 674   assert(Src && Dest && Dest->isExternal() && !Src->isExternal());
 675
 676   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
 677   Function::aiterator DI = Dest->abegin();
 678   for (Function::aiterator I = Src->abegin(), E = Src->aend();
 679        I != E; ++I, ++DI) {
 680     DI->setName(I->getName());  // Copy the name information over...
 681
 682     // Add a mapping to our local map
 683     GlobalMap.insert(std::make_pair(I, DI));
 684   }
 685
 686   // Splice the body of the source function into the dest function.
 687   Dest->getBasicBlockList().splice(Dest->end(), Src->getBasicBlockList());
 688
 689   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
 690   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
 691   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
 692   // functions and patch them up to point to the local versions...
 693   //
 694   for (Function::iterator BB = Dest->begin(), BE = Dest->end(); BB != BE; ++BB)
 695     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
 696       for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
 697            OI != OE; ++OI)
 698         if (!isa<Instruction>(*OI) && !isa<BasicBlock>(*OI))
 699           *OI = RemapOperand(*OI, GlobalMap);
 700
 701   // There is no need to map the arguments anymore.
 702   for (Function::aiterator I = Src->abegin(), E = Src->aend(); I != E; ++I)
 703     GlobalMap.erase(I);
 704
 705   return false;
 706 }
 707
 708
 709 // LinkFunctionBodies - Link in the function bodies that are defined in the
 710 // source module into the DestModule.  This consists basically of copying the
 711 // function over and fixing up references to values.
 712 static bool LinkFunctionBodies(Module *Dest, Module *Src,
 713                                std::map<const Value*, Value*> &ValueMap,
 714                                std::string *Err) {
 715
 716   // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
 717   // go
 718   for (Module::iterator SF = Src->begin(), E = Src->end(); SF != E; ++SF) {
 719     if (!SF->isExternal()) {                  // No body if function is external
 720       Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]); // Destination function
 721
 722       // DF not external SF external?
 723       if (DF->isExternal()) {
 724         // Only provide the function body if there isn't one already.
 725         if (LinkFunctionBody(DF, SF, ValueMap, Err))
 726           return true;
 727       }
 728     }
 729   }
 730   return false;
 731 }
 732
 733 // LinkAppendingVars - If there were any appending global variables, link them
 734 // together now.  Return true on error.
 735 static bool LinkAppendingVars(Module *M,
 736                   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> &AppendingVars,
 737                               std::string *ErrorMsg) {
 738   if (AppendingVars.empty()) return false; // Nothing to do.
 739
 740   // Loop over the multimap of appending vars, processing any variables with the
 741   // same name, forming a new appending global variable with both of the
 742   // initializers merged together, then rewrite references to the old variables
 743   // and delete them.
 744   std::vector<Constant*> Inits;
 745   while (AppendingVars.size() > 1) {
 746     // Get the first two elements in the map...
 747     std::multimap<std::string,
 748       GlobalVariable*>::iterator Second = AppendingVars.begin(), First=Second++;
 749
 750     // If the first two elements are for different names, there is no pair...
 751     // Otherwise there is a pair, so link them together...
 752     if (First->first == Second->first) {
 753       GlobalVariable *G1 = First->second, *G2 = Second->second;
 754       const ArrayType *T1 = cast<ArrayType>(G1->getType()->getElementType());
 755       const ArrayType *T2 = cast<ArrayType>(G2->getType()->getElementType());
 756
 757       // Check to see that they two arrays agree on type...
 758       if (T1->getElementType() != T2->getElementType())
 759         return Error(ErrorMsg,
 760          "Appending variables with different element types need to be linked!");
 761       if (G1->isConstant() != G2->isConstant())
 762         return Error(ErrorMsg,
 763                      "Appending variables linked with different const'ness!");
 764
 765       unsigned NewSize = T1->getNumElements() + T2->getNumElements();
 766       ArrayType *NewType = ArrayType::get(T1->getElementType(), NewSize);
 767
 768       // Create the new global variable...
 769       GlobalVariable *NG =
 770         new GlobalVariable(NewType, G1->isConstant(), G1->getLinkage(),
 771                            /*init*/0, First->first, M);
 772
 773       // Merge the initializer...
 774       Inits.reserve(NewSize);
 775       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G1->getInitializer())) {
 776         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
 777           Inits.push_back(I->getOperand(i));
 778       } else {
 779         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G1->getInitializer()));
 780         Constant *CV = Constant::getNullValue(T1->getElementType());
 781         for (unsigned i = 0, e = T1->getNumElements(); i != e; ++i)
 782           Inits.push_back(CV);
 783       }
 784       if (ConstantArray *I = dyn_cast<ConstantArray>(G2->getInitializer())) {
 785         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
 786           Inits.push_back(I->getOperand(i));
 787       } else {
 788         assert(isa<ConstantAggregateZero>(G2->getInitializer()));
 789         Constant *CV = Constant::getNullValue(T2->getElementType());
 790         for (unsigned i = 0, e = T2->getNumElements(); i != e; ++i)
 791           Inits.push_back(CV);
 792       }
 793       NG->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, Inits));
 794       Inits.clear();
 795
 796       // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
 797       // global...
 798
 799       // FIXME: This should rewrite simple/straight-forward uses such as
 800       // getelementptr instructions to not use the Cast!
 801       G1->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getCast(NG, G1->getType()));
 802       G2->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getCast(NG, G2->getType()));
 803
 804       // Remove the two globals from the module now...
 805       M->getGlobalList().erase(G1);
 806       M->getGlobalList().erase(G2);
 807
 808       // Put the new global into the AppendingVars map so that we can handle
 809       // linking of more than two vars...
 810       Second->second = NG;
 811     }
 812     AppendingVars.erase(First);
 813   }
 814
 815   return false;
 816 }
 817
 818
 819 // LinkModules - This function links two modules together, with the resulting
 820 // left module modified to be the composite of the two input modules.  If an
 821 // error occurs, true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate
 822 // the problem.  Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and
 823 // shouldn't be relied on to be consistent.
 824 bool llvm::LinkModules(Module *Dest, Module *Src, std::string *ErrorMsg) {
 825   assert(Dest != 0 && "Invalid Destination module");
 826   assert(Src  != 0 && "Invalid Source Module");
 827
 828   if (Dest->getEndianness() == Module::AnyEndianness)
 829     Dest->setEndianness(Src->getEndianness());
 830   if (Dest->getPointerSize() == Module::AnyPointerSize)
 831     Dest->setPointerSize(Src->getPointerSize());
 832   if (Dest->getTargetTriple().empty())
 833     Dest->setTargetTriple(Src->getTargetTriple());
 834
 835   if (Src->getEndianness() != Module::AnyEndianness &&
 836       Dest->getEndianness() != Src->getEndianness())
 837     std::cerr << "WARNING: Linking two modules of different endianness!\n";
 838   if (Src->getPointerSize() != Module::AnyPointerSize &&
 839       Dest->getPointerSize() != Src->getPointerSize())
 840     std::cerr << "WARNING: Linking two modules of different pointer size!\n";
 841   if (!Src->getTargetTriple().empty() &&
 842       Dest->getTargetTriple() != Src->getTargetTriple())
 843     std::cerr << "WARNING: Linking two modules of different target triples!\n";
 844
 845   // Update the destination module's dependent libraries list with the libraries
 846   // from the source module. There's no opportunity for duplicates here as the
 847   // Module ensures that duplicate insertions are discarded.
 848   Module::lib_iterator SI = Src->lib_begin();
 849   Module::lib_iterator SE = Src->lib_end();
 850   while ( SI != SE ) {
 851     Dest->addLibrary(*SI);
 852     ++SI;
 853   }
 854
 855   // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
 856   // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
 857   // Make sure there are no type name conflicts.
 858   if (LinkTypes(Dest, Src, ErrorMsg)) return true;
 859
 860   // ValueMap - Mapping of values from what they used to be in Src, to what they
 861   // are now in Dest.
 862   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
 863
 864   // AppendingVars - Keep track of global variables in the destination module
 865   // with appending linkage.  After the module is linked together, they are
 866   // appended and the module is rewritten.
 867   std::multimap<std::string, GlobalVariable *> AppendingVars;
 868
 869   // GlobalsByName - The LLVM SymbolTable class fights our best efforts at
 870   // linking by separating globals by type.  Until PR411 is fixed, we replicate
 871   // it's functionality here.
 872   std::map<std::string, GlobalValue*> GlobalsByName;
 873
 874   for (Module::giterator I = Dest->gbegin(), E = Dest->gend(); I != E; ++I) {
 875     // Add all of the appending globals already in the Dest module to
 876     // AppendingVars.
 877     if (I->hasAppendingLinkage())
 878       AppendingVars.insert(std::make_pair(I->getName(), I));
 879
 880     // Keep track of all globals by name.
 881     if (!I->hasInternalLinkage() && I->hasName())
 882       GlobalsByName[I->getName()] = I;
 883   }
 884
 885   // Keep track of all globals by name.
 886   for (Module::iterator I = Dest->begin(), E = Dest->end(); I != E; ++I)
 887     if (!I->hasInternalLinkage() && I->hasName())
 888       GlobalsByName[I->getName()] = I;
 889
 890   // Insert all of the globals in src into the Dest module... without linking
 891   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
 892   if (LinkGlobals(Dest, Src, ValueMap, AppendingVars, GlobalsByName, ErrorMsg))
 893     return true;
 894
 895   // Link the functions together between the two modules, without doing function
 896   // bodies... this just adds external function prototypes to the Dest
 897   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
 898   // all of the global values that may be referenced are available in our
 899   // ValueMap.
 900   if (LinkFunctionProtos(Dest, Src, ValueMap, GlobalsByName, ErrorMsg))
 901     return true;
 902
 903   // Update the initializers in the Dest module now that all globals that may
 904   // be referenced are in Dest.
 905   if (LinkGlobalInits(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
 906
 907   // Link in the function bodies that are defined in the source module into the
 908   // DestModule.  This consists basically of copying the function over and
 909   // fixing up references to values.
 910   if (LinkFunctionBodies(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
 911
 912   // If there were any appending global variables, link them together now.
 913   if (LinkAppendingVars(Dest, AppendingVars, ErrorMsg)) return true;
 914
 915   // If the source library's module id is in the dependent library list of the
 916   // destination library, remove it since that module is now linked in.
 917   sys::Path modId;
 918   modId.setFile(Src->getModuleIdentifier());
 919   if (!modId.isEmpty())
 920     Dest->removeLibrary(modId.getBasename());
 921
 922   return false;
 923 }
 924
 925 // vim: sw=2