Eliminated the MemAccessInst class, folding contents into GEP class.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Linker.cpp
index 5957d698d92fbee16593ce325372b4716341eded..beab3d5a847eab8a0ae010552fc2982fcf1529f7 100644 (file)
 // This file implements the LLVM module linker.
 //
 // Specifically, this:
-//  - Merges global variables between the two modules
-//    - Uninit + Uninit = Init, Init + Uninit = Init, Init + Init = Error if !=
+//  * Merges global variables between the two modules
+//    * Uninit + Uninit = Init, Init + Uninit = Init, Init + Init = Error if !=
+//  * Merges functions between two modules
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Transforms/Linker.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Linker.h"
+#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/SymbolTable.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/iOther.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+using std::cerr;
+using std::string;
+using std::map;
+
+// Error - Simple wrapper function to conditionally assign to E and return true.
+// This just makes error return conditions a little bit simpler...
+//
+static inline bool Error(string *E, string Message) {
+  if (E) *E = Message;
+  return true;
+}
+
+// LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
+// types are named in the src module that are not named in the Dst module.
+// Make sure there are no type name conflicts.
+//
+static bool LinkTypes(Module *Dest, const Module *Src, string *Err = 0) {
+  // No symbol table?  Can't have named types.
+  if (!Src->hasSymbolTable()) return false;
+
+  SymbolTable       *DestST = Dest->getSymbolTableSure();
+  const SymbolTable *SrcST  = Src->getSymbolTable();
+
+  // Look for a type plane for Type's...
+  SymbolTable::const_iterator PI = SrcST->find(Type::TypeTy);
+  if (PI == SrcST->end()) return false;  // No named types, do nothing.
+
+  const SymbolTable::VarMap &VM = PI->second;
+  for (SymbolTable::type_const_iterator I = VM.begin(), E = VM.end();
+       I != E; ++I) {
+    const string &Name = I->first;
+    const Type *RHS = cast<Type>(I->second);
+
+    // Check to see if this type name is already in the dest module...
+    const Type *Entry = cast_or_null<Type>(DestST->lookup(Type::TypeTy, Name));
+    if (Entry) {     // Yup, the value already exists...
+      if (Entry != RHS)            // If it's the same, noop.  Otherwise, error.
+        return Error(Err, "Type named '" + Name + 
+                     "' of different shape in modules.\n  Src='" + 
+                     Entry->getDescription() + "'.\n  Dst='" + 
+                     RHS->getDescription() + "'");
+    } else {                       // Type not in dest module.  Add it now.
+      // TODO: FIXME WHEN TYPES AREN'T CONST
+      DestST->insert(Name, const_cast<Type*>(RHS));
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+static void PrintMap(const map<const Value*, Value*> &M) {
+  for (map<const Value*, Value*>::const_iterator I = M.begin(), E = M.end();
+       I != E; ++I) {
+    cerr << " Fr: " << (void*)I->first << " ";
+    I->first->dump();
+    cerr << " To: " << (void*)I->second << " ";
+    I->second->dump();
+    cerr << "\n";
+  }
+}
+
+
+// RemapOperand - Use LocalMap and GlobalMap to convert references from one
+// module to another.  This is somewhat sophisticated in that it can
+// automatically handle constant references correctly as well...
+//
+static Value *RemapOperand(const Value *In, map<const Value*, Value*> &LocalMap,
+                           const map<const Value*, Value*> *GlobalMap = 0) {
+  map<const Value*,Value*>::const_iterator I = LocalMap.find(In);
+  if (I != LocalMap.end()) return I->second;
+
+  if (GlobalMap) {
+    I = GlobalMap->find(In);
+    if (I != GlobalMap->end()) return I->second;
+  }
+
+  // Check to see if it's a constant that we are interesting in transforming...
+  if (const Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(In)) {
+    if (!isa<DerivedType>(CPV->getType()) && !isa<ConstantExpr>(CPV))
+      return const_cast<Constant*>(CPV);   // Simple constants stay identical...
+
+    Constant *Result = 0;
+
+    if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(CPV)) {
+      const std::vector<Use> &Ops = CPA->getValues();
+      std::vector<Constant*> Operands(Ops.size());
+      for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
+        Operands[i] = 
+          cast<Constant>(RemapOperand(Ops[i], LocalMap, GlobalMap));
+      Result = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(CPA->getType()), Operands);
+    } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(CPV)) {
+      const std::vector<Use> &Ops = CPS->getValues();
+      std::vector<Constant*> Operands(Ops.size());
+      for (unsigned i = 0; i < Ops.size(); ++i)
+        Operands[i] = 
+          cast<Constant>(RemapOperand(Ops[i], LocalMap, GlobalMap));
+      Result = ConstantStruct::get(cast<StructType>(CPS->getType()), Operands);
+    } else if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
+      Result = const_cast<Constant*>(CPV);
+    } else if (const ConstantPointerRef *CPR =
+                      dyn_cast<ConstantPointerRef>(CPV)) {
+      Value *V = RemapOperand(CPR->getValue(), LocalMap, GlobalMap);
+      Result = ConstantPointerRef::get(cast<GlobalValue>(V));
+    } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
+      if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
+        Value *Ptr = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
+        std::vector<Constant*> Indices;
+        Indices.reserve(CE->getNumOperands()-1);
+        for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
+          Indices.push_back(cast<Constant>(RemapOperand(CE->getOperand(i),
+                                                        LocalMap, GlobalMap)));
+
+        Result = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ptr), Indices);
+      } else if (CE->getNumOperands() == 1) {
+        // Cast instruction
+        assert(CE->getOpcode() == Instruction::Cast);
+        Value *V = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
+        Result = ConstantExpr::getCast(cast<Constant>(V), CE->getType());
+      } else if (CE->getNumOperands() == 2) {
+        // Binary operator...
+        Value *V1 = RemapOperand(CE->getOperand(0), LocalMap, GlobalMap);
+        Value *V2 = RemapOperand(CE->getOperand(1), LocalMap, GlobalMap);
+
+        Result = ConstantExpr::get(CE->getOpcode(), cast<Constant>(V1),
+                                   cast<Constant>(V2));        
+      } else {
+        assert(0 && "Unknown constant expr type!");
+      }
+
+    } else {
+      assert(0 && "Unknown type of derived type constant value!");
+    }
+
+    // Cache the mapping in our local map structure...
+    LocalMap.insert(std::make_pair(In, Result));
+    return Result;
+  }
+
+  cerr << "XXX LocalMap: \n";
+  PrintMap(LocalMap);
+
+  if (GlobalMap) {
+    cerr << "XXX GlobalMap: \n";
+    PrintMap(*GlobalMap);
+  }
+
+  cerr << "Couldn't remap value: " << (void*)In << " " << *In << "\n";
+  assert(0 && "Couldn't remap value!");
+  return 0;
+}
+
+
+// LinkGlobals - Loop through the global variables in the src module and merge
+// them into the dest module...
+//
+static bool LinkGlobals(Module *Dest, const Module *Src,
+                        map<const Value*, Value*> &ValueMap, string *Err = 0) {
+  // We will need a module level symbol table if the src module has a module
+  // level symbol table...
+  SymbolTable *ST = Src->getSymbolTable() ? Dest->getSymbolTableSure() : 0;
+  
+  // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
+  //
+  for (Module::const_giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I){
+    const GlobalVariable *SGV = I;
+    Value *V;
+
+    // If the global variable has a name, and that name is already in use in the
+    // Dest module, make sure that the name is a compatible global variable...
+    //
+    if (SGV->hasExternalLinkage() && SGV->hasName() &&
+       (V = ST->lookup(SGV->getType(), SGV->getName())) &&
+       cast<GlobalVariable>(V)->hasExternalLinkage()) {
+      // The same named thing is a global variable, because the only two things
+      // that may be in a module level symbol table are Global Vars and
+      // Functions, and they both have distinct, nonoverlapping, possible types.
+      // 
+      GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(V);
+
+      // Check to see if the two GV's have the same Const'ness...
+      if (SGV->isConstant() != DGV->isConstant())
+        return Error(Err, "Global Variable Collision on '" + 
+                     SGV->getType()->getDescription() + "':%" + SGV->getName() +
+                     " - Global variables differ in const'ness");
+
+      // Okay, everything is cool, remember the mapping...
+      ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
+    } else {
+      // No linking to be performed, simply create an identical version of the
+      // symbol over in the dest module... the initializer will be filled in
+      // later by LinkGlobalInits...
+      //
+      GlobalVariable *DGV = 
+        new GlobalVariable(SGV->getType()->getElementType(), SGV->isConstant(),
+                           SGV->hasInternalLinkage(), 0, SGV->getName());
+
+      // Add the new global to the dest module
+      Dest->getGlobalList().push_back(DGV);
+
+      // Make sure to remember this mapping...
+      ValueMap.insert(std::make_pair(SGV, DGV));
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+
+// LinkGlobalInits - Update the initializers in the Dest module now that all
+// globals that may be referenced are in Dest.
+//
+static bool LinkGlobalInits(Module *Dest, const Module *Src,
+                            map<const Value*, Value*> &ValueMap,
+                            string *Err = 0) {
+
+  // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
+  //
+  for (Module::const_giterator I = Src->gbegin(), E = Src->gend(); I != E; ++I){
+    const GlobalVariable *SGV = I;
+
+    if (SGV->hasInitializer()) {      // Only process initialized GV's
+      // Figure out what the initializer looks like in the dest module...
+      Constant *DInit =
+        cast<Constant>(RemapOperand(SGV->getInitializer(), ValueMap));
+
+      GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[SGV]);    
+      if (DGV->hasInitializer() && SGV->hasExternalLinkage() &&
+         DGV->hasExternalLinkage()) {
+        if (DGV->getInitializer() != DInit)
+          return Error(Err, "Global Variable Collision on '" + 
+                       SGV->getType()->getDescription() + "':%" +SGV->getName()+
+                       " - Global variables have different initializers");
+      } else {
+        // Copy the initializer over now...
+        DGV->setInitializer(DInit);
+      }
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+// LinkFunctionProtos - Link the functions together between the two modules,
+// without doing function bodies... this just adds external function prototypes
+// to the Dest function...
+//
+static bool LinkFunctionProtos(Module *Dest, const Module *Src,
+                               map<const Value*, Value*> &ValueMap,
+                               string *Err = 0) {
+  // We will need a module level symbol table if the src module has a module
+  // level symbol table...
+  SymbolTable *ST = Src->getSymbolTable() ? Dest->getSymbolTableSure() : 0;
+  
+  // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
+  // go
+  //
+  for (Module::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
+    const Function *SF = I;   // SrcFunction
+    Value *V;
+
+    // If the function has a name, and that name is already in use in the Dest
+    // module, make sure that the name is a compatible function...
+    //
+    if (SF->hasExternalLinkage() && SF->hasName() &&
+       (V = ST->lookup(SF->getType(), SF->getName())) &&
+       cast<Function>(V)->hasExternalLinkage()) {
+      // The same named thing is a Function, because the only two things
+      // that may be in a module level symbol table are Global Vars and
+      // Functions, and they both have distinct, nonoverlapping, possible types.
+      // 
+      Function *DF = cast<Function>(V);   // DestFunction
+
+      // Check to make sure the function is not defined in both modules...
+      if (!SF->isExternal() && !DF->isExternal())
+        return Error(Err, "Function '" + 
+                     SF->getFunctionType()->getDescription() + "':\"" + 
+                     SF->getName() + "\" - Function is already defined!");
+
+      // Otherwise, just remember this mapping...
+      ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
+    } else {
+      // Function does not already exist, simply insert an external function
+      // signature identical to SF into the dest module...
+      Function *DF = new Function(SF->getFunctionType(),
+                                  SF->hasInternalLinkage(),
+                                  SF->getName());
+
+      // Add the function signature to the dest module...
+      Dest->getFunctionList().push_back(DF);
+
+      // ... and remember this mapping...
+      ValueMap.insert(std::make_pair(SF, DF));
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+// LinkFunctionBody - Copy the source function over into the dest function and
+// fix up references to values.  At this point we know that Dest is an external
+// function, and that Src is not.
+//
+static bool LinkFunctionBody(Function *Dest, const Function *Src,
+                             const map<const Value*, Value*> &GlobalMap,
+                             string *Err = 0) {
+  assert(Src && Dest && Dest->isExternal() && !Src->isExternal());
+  map<const Value*, Value*> LocalMap;   // Map for function local values
+
+  // Go through and convert function arguments over...
+  for (Function::const_aiterator I = Src->abegin(), E = Src->aend();
+       I != E; ++I) {
+    // Create the new function argument and add to the dest function...
+    Argument *DFA = new Argument(I->getType(), I->getName());
+    Dest->getArgumentList().push_back(DFA);
+
+    // Add a mapping to our local map
+    LocalMap.insert(std::make_pair(I, DFA));
+  }
+
+  // Loop over all of the basic blocks, copying the instructions over...
+  //
+  for (Function::const_iterator I = Src->begin(), E = Src->end(); I != E; ++I) {
+    // Create new basic block and add to mapping and the Dest function...
+    BasicBlock *DBB = new BasicBlock(I->getName(), Dest);
+    LocalMap.insert(std::make_pair(I, DBB));
+
+    // Loop over all of the instructions in the src basic block, copying them
+    // over.  Note that this is broken in a strict sense because the cloned
+    // instructions will still be referencing values in the Src module, not
+    // the remapped values.  In our case, however, we will not get caught and 
+    // so we can delay patching the values up until later...
+    //
+    for (BasicBlock::const_iterator II = I->begin(), IE = I->end(); 
+         II != IE; ++II) {
+      Instruction *DI = II->clone();
+      DI->setName(II->getName());
+      DBB->getInstList().push_back(DI);
+      LocalMap.insert(std::make_pair(II, DI));
+    }
+  }
+
+  // At this point, all of the instructions and values of the function are now
+  // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
+  // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
+  // functions and patch them up to point to the local versions...
+  //
+  for (Function::iterator BB = Dest->begin(), BE = Dest->end(); BB != BE; ++BB)
+    for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
+      for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
+           OI != OE; ++OI)
+        *OI = RemapOperand(*OI, LocalMap, &GlobalMap);
+
+  return false;
+}
+
+
+// LinkFunctionBodies - Link in the function bodies that are defined in the
+// source module into the DestModule.  This consists basically of copying the
+// function over and fixing up references to values.
+//
+static bool LinkFunctionBodies(Module *Dest, const Module *Src,
+                               map<const Value*, Value*> &ValueMap,
+                               string *Err = 0) {
+
+  // Loop over all of the functions in the src module, mapping them over as we
+  // go
+  //
+  for (Module::const_iterator SF = Src->begin(), E = Src->end(); SF != E; ++SF){
+    if (!SF->isExternal()) {                  // No body if function is external
+      Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]); // Destination function
+
+      // DF not external SF external?
+      if (!DF->isExternal()) {
+        if (Err)
+          *Err = "Function '" + (SF->hasName() ? SF->getName() : string("")) +
+                 "' body multiply defined!";
+        return true;
+      }
+
+      if (LinkFunctionBody(DF, SF, ValueMap, Err)) return true;
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
 
 
 // LinkModules - This function links two modules together, with the resulting
 // left module modified to be the composite of the two input modules.  If an
 // error occurs, true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate
-// the problem.
+// the problem.  Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and
+// shouldn't be relied on to be consistent.
 //
-bool LinkModules(Module *Dest, const Module *Src, string *ErrorMsg = 0) {
+bool LinkModules(Module *Dest, const Module *Src, string *ErrorMsg) {
+
+  // LinkTypes - Go through the symbol table of the Src module and see if any
+  // types are named in the src module that are not named in the Dst module.
+  // Make sure there are no type name conflicts.
+  //
+  if (LinkTypes(Dest, Src, ErrorMsg)) return true;
+
+  // ValueMap - Mapping of values from what they used to be in Src, to what they
+  // are now in Dest.
+  //
+  map<const Value*, Value*> ValueMap;
+
+  // Insert all of the globals in src into the Dest module... without
+  // initializers
+  if (LinkGlobals(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
+
+  // Link the functions together between the two modules, without doing function
+  // bodies... this just adds external function prototypes to the Dest
+  // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
+  // all of the global values that may be referenced are available in our
+  // ValueMap.
+  //
+  if (LinkFunctionProtos(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
+
+  // Update the initializers in the Dest module now that all globals that may
+  // be referenced are in Dest.
+  //
+  if (LinkGlobalInits(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
+
+  // Link in the function bodies that are defined in the source module into the
+  // DestModule.  This consists basically of copying the function over and
+  // fixing up references to values.
+  //
+  if (LinkFunctionBodies(Dest, Src, ValueMap, ErrorMsg)) return true;
 
   return false;
 }
+