lib/CodeGen/MachOWriter.cpp

   1 //===-- MachOWriter.cpp - Target-independent Mach-O Writer code -----------===//
   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 target-independent Mach-O writer.  This file writes
  11 // out the Mach-O file in the following order:
  12 //
  13 //  #1 FatHeader (universal-only)
  14 //  #2 FatArch (universal-only, 1 per universal arch)
  15 //  Per arch:
  16 //    #3 Header
  17 //    #4 Load Commands
  18 //    #5 Sections
  19 //    #6 Relocations
  20 //    #7 Symbols
  21 //    #8 Strings
  22 //
  23 //===----------------------------------------------------------------------===//
  24
  25 #include "MachO.h"
  26 #include "MachOWriter.h"
  27 #include "MachOCodeEmitter.h"
  28 #include "llvm/Constants.h"
  29 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  30 #include "llvm/Module.h"
  31 #include "llvm/PassManager.h"
  32 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetMachOWriterInfo.h"
  36 #include "llvm/Support/Debug.h"
  37 #include "llvm/Support/Mangler.h"
  38 #include "llvm/Support/OutputBuffer.h"
  39 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  40 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  41
  42 namespace llvm {
  43
  44 /// AddMachOWriter - Concrete function to add the Mach-O writer to the function
  45 /// pass manager.
  46 ObjectCodeEmitter *AddMachOWriter(PassManagerBase &PM,
  47                                          raw_ostream &O,
  48                                          TargetMachine &TM) {
  49   MachOWriter *MOW = new MachOWriter(O, TM);
  50   PM.add(MOW);
  51   return MOW->getObjectCodeEmitter();
  52 }
  53
  54 //===----------------------------------------------------------------------===//
  55 //                          MachOWriter Implementation
  56 //===----------------------------------------------------------------------===//
  57
  58 char MachOWriter::ID = 0;
  59
  60 MachOWriter::MachOWriter(raw_ostream &o, TargetMachine &tm)
  61   : MachineFunctionPass(&ID), O(o), TM(tm) {
  62   is64Bit = TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64;
  63   isLittleEndian = TM.getTargetData()->isLittleEndian();
  64
  65   MAI = TM.getMCAsmInfo();
  66
  67   // Create the machine code emitter object for this target.
  68   MachOCE = new MachOCodeEmitter(*this, *getTextSection(true));
  69 }
  70
  71 MachOWriter::~MachOWriter() {
  72   delete MachOCE;
  73 }
  74
  75 bool MachOWriter::doInitialization(Module &M) {
  76   // Set the magic value, now that we know the pointer size and endianness
  77   Header.setMagic(isLittleEndian, is64Bit);
  78
  79   // Set the file type
  80   // FIXME: this only works for object files, we do not support the creation
  81   //        of dynamic libraries or executables at this time.
  82   Header.filetype = MachOHeader::MH_OBJECT;
  83
  84   Mang = new Mangler(M);
  85   return false;
  86 }
  87
  88 bool MachOWriter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  89   return false;
  90 }
  91
  92 /// doFinalization - Now that the module has been completely processed, emit
  93 /// the Mach-O file to 'O'.
  94 bool MachOWriter::doFinalization(Module &M) {
  95   // FIXME: we don't handle debug info yet, we should probably do that.
  96   // Okay, the.text section has been completed, build the .data, .bss, and
  97   // "common" sections next.
  98
  99   for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 100        I != E; ++I)
 101     EmitGlobal(I);
 102
 103   // Emit the header and load commands.
 104   EmitHeaderAndLoadCommands();
 105
 106   // Emit the various sections and their relocation info.
 107   EmitSections();
 108   EmitRelocations();
 109
 110   // Write the symbol table and the string table to the end of the file.
 111   O.write((char*)&SymT[0], SymT.size());
 112   O.write((char*)&StrT[0], StrT.size());
 113
 114   // We are done with the abstract symbols.
 115   SectionList.clear();
 116   SymbolTable.clear();
 117   DynamicSymbolTable.clear();
 118
 119   // Release the name mangler object.
 120   delete Mang; Mang = 0;
 121   return false;
 122 }
 123
 124 // getConstSection - Get constant section for Constant 'C'
 125 MachOSection *MachOWriter::getConstSection(Constant *C) {
 126   const ConstantArray *CVA = dyn_cast<ConstantArray>(C);
 127   if (CVA && CVA->isCString())
 128     return getSection("__TEXT", "__cstring",
 129                       MachOSection::S_CSTRING_LITERALS);
 130
 131   const Type *Ty = C->getType();
 132   if (Ty->isPrimitiveType() || Ty->isInteger()) {
 133     unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 134     switch(Size) {
 135     default: break; // Fall through to __TEXT,__const
 136     case 4:
 137       return getSection("__TEXT", "__literal4",
 138                         MachOSection::S_4BYTE_LITERALS);
 139     case 8:
 140       return getSection("__TEXT", "__literal8",
 141                         MachOSection::S_8BYTE_LITERALS);
 142     case 16:
 143       return getSection("__TEXT", "__literal16",
 144                         MachOSection::S_16BYTE_LITERALS);
 145     }
 146   }
 147   return getSection("__TEXT", "__const");
 148 }
 149
 150 // getJumpTableSection - Select the Jump Table section
 151 MachOSection *MachOWriter::getJumpTableSection() {
 152   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 153     return getTextSection(false);
 154   else
 155     return getSection("__TEXT", "__const");
 156 }
 157
 158 // getSection - Return the section with the specified name, creating a new
 159 // section if one does not already exist.
 160 MachOSection *MachOWriter::getSection(const std::string &seg,
 161                                       const std::string &sect,
 162                                       unsigned Flags /* = 0 */ ) {
 163   MachOSection *MOS = SectionLookup[seg+sect];
 164   if (MOS) return MOS;
 165
 166   MOS = new MachOSection(seg, sect);
 167   SectionList.push_back(MOS);
 168   MOS->Index = SectionList.size();
 169   MOS->flags = MachOSection::S_REGULAR | Flags;
 170   SectionLookup[seg+sect] = MOS;
 171   return MOS;
 172 }
 173
 174 // getTextSection - Return text section with different flags for code/data
 175 MachOSection *MachOWriter::getTextSection(bool isCode /* = true */ ) {
 176   if (isCode)
 177     return getSection("__TEXT", "__text",
 178                       MachOSection::S_ATTR_PURE_INSTRUCTIONS |
 179                       MachOSection::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS);
 180   else
 181     return getSection("__TEXT", "__text");
 182 }
 183
 184 MachOSection *MachOWriter::getBSSSection() {
 185   return getSection("__DATA", "__bss", MachOSection::S_ZEROFILL);
 186 }
 187
 188 // GetJTRelocation - Get a relocation a new BB relocation based
 189 // on target information.
 190 MachineRelocation MachOWriter::GetJTRelocation(unsigned Offset,
 191                                                MachineBasicBlock *MBB) const {
 192   return TM.getMachOWriterInfo()->GetJTRelocation(Offset, MBB);
 193 }
 194
 195 // GetTargetRelocation - Returns the number of relocations.
 196 unsigned MachOWriter::GetTargetRelocation(MachineRelocation &MR,
 197                              unsigned FromIdx, unsigned ToAddr,
 198                              unsigned ToIndex, OutputBuffer &RelocOut,
 199                              OutputBuffer &SecOut, bool Scattered,
 200                              bool Extern) {
 201   return TM.getMachOWriterInfo()->GetTargetRelocation(MR, FromIdx, ToAddr,
 202                                                       ToIndex, RelocOut,
 203                                                       SecOut, Scattered,
 204                                                       Extern);
 205 }
 206
 207 void MachOWriter::AddSymbolToSection(MachOSection *Sec, GlobalVariable *GV) {
 208   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
 209   unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 210   unsigned Align = TM.getTargetData()->getPreferredAlignment(GV);
 211
 212   // Reserve space in the .bss section for this symbol while maintaining the
 213   // desired section alignment, which must be at least as much as required by
 214   // this symbol.
 215   OutputBuffer SecDataOut(Sec->getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 216
 217   if (Align) {
 218     Align = Log2_32(Align);
 219     Sec->align = std::max(unsigned(Sec->align), Align);
 220
 221     Sec->emitAlignment(Sec->align);
 222   }
 223   // Globals without external linkage apparently do not go in the symbol table.
 224   if (!GV->hasLocalLinkage()) {
 225     MachOSym Sym(GV, Mang->getMangledName(GV), Sec->Index, MAI);
 226     Sym.n_value = Sec->size();
 227     SymbolTable.push_back(Sym);
 228   }
 229
 230   // Record the offset of the symbol, and then allocate space for it.
 231   // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
 232
 233   // Now that we know what section the GlovalVariable is going to be emitted
 234   // into, update our mappings.
 235   // FIXME: We may also need to update this when outputting non-GlobalVariable
 236   // GlobalValues such as functions.
 237
 238   GVSection[GV] = Sec;
 239   GVOffset[GV] = Sec->size();
 240
 241   // Allocate space in the section for the global.
 242   for (unsigned i = 0; i < Size; ++i)
 243     SecDataOut.outbyte(0);
 244 }
 245
 246 void MachOWriter::EmitGlobal(GlobalVariable *GV) {
 247   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
 248   unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 249   bool NoInit = !GV->hasInitializer();
 250
 251   // If this global has a zero initializer, it is part of the .bss or common
 252   // section.
 253   if (NoInit || GV->getInitializer()->isNullValue()) {
 254     // If this global is part of the common block, add it now.  Variables are
 255     // part of the common block if they are zero initialized and allowed to be
 256     // merged with other symbols.
 257     if (NoInit || GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage() ||
 258         GV->hasCommonLinkage()) {
 259       MachOSym ExtOrCommonSym(GV, Mang->getMangledName(GV),
 260                               MachOSym::NO_SECT, MAI);
 261       // For undefined (N_UNDF) external (N_EXT) types, n_value is the size in
 262       // bytes of the symbol.
 263       ExtOrCommonSym.n_value = Size;
 264       SymbolTable.push_back(ExtOrCommonSym);
 265       // Remember that we've seen this symbol
 266       GVOffset[GV] = Size;
 267       return;
 268     }
 269     // Otherwise, this symbol is part of the .bss section.
 270     MachOSection *BSS = getBSSSection();
 271     AddSymbolToSection(BSS, GV);
 272     return;
 273   }
 274
 275   // Scalar read-only data goes in a literal section if the scalar is 4, 8, or
 276   // 16 bytes, or a cstring.  Other read only data goes into a regular const
 277   // section.  Read-write data goes in the data section.
 278   MachOSection *Sec = GV->isConstant() ? getConstSection(GV->getInitializer()) :
 279                                          getDataSection();
 280   AddSymbolToSection(Sec, GV);
 281   InitMem(GV->getInitializer(), GVOffset[GV], TM.getTargetData(), Sec);
 282 }
 283
 284
 285
 286 void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
 287   // Step #0: Fill in the segment load command size, since we need it to figure
 288   //          out the rest of the header fields
 289
 290   MachOSegment SEG("", is64Bit);
 291   SEG.nsects  = SectionList.size();
 292   SEG.cmdsize = SEG.cmdSize(is64Bit) +
 293                 SEG.nsects * SectionList[0]->cmdSize(is64Bit);
 294
 295   // Step #1: calculate the number of load commands.  We always have at least
 296   //          one, for the LC_SEGMENT load command, plus two for the normal
 297   //          and dynamic symbol tables, if there are any symbols.
 298   Header.ncmds = SymbolTable.empty() ? 1 : 3;
 299
 300   // Step #2: calculate the size of the load commands
 301   Header.sizeofcmds = SEG.cmdsize;
 302   if (!SymbolTable.empty())
 303     Header.sizeofcmds += SymTab.cmdsize + DySymTab.cmdsize;
 304
 305   // Step #3: write the header to the file
 306   // Local alias to shortenify coming code.
 307   std::vector<unsigned char> &FH = Header.HeaderData;
 308   OutputBuffer FHOut(FH, is64Bit, isLittleEndian);
 309
 310   FHOut.outword(Header.magic);
 311   FHOut.outword(TM.getMachOWriterInfo()->getCPUType());
 312   FHOut.outword(TM.getMachOWriterInfo()->getCPUSubType());
 313   FHOut.outword(Header.filetype);
 314   FHOut.outword(Header.ncmds);
 315   FHOut.outword(Header.sizeofcmds);
 316   FHOut.outword(Header.flags);
 317   if (is64Bit)
 318     FHOut.outword(Header.reserved);
 319
 320   // Step #4: Finish filling in the segment load command and write it out
 321   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 322          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 323     SEG.filesize += (*I)->size();
 324
 325   SEG.vmsize = SEG.filesize;
 326   SEG.fileoff = Header.cmdSize(is64Bit) + Header.sizeofcmds;
 327
 328   FHOut.outword(SEG.cmd);
 329   FHOut.outword(SEG.cmdsize);
 330   FHOut.outstring(SEG.segname, 16);
 331   FHOut.outaddr(SEG.vmaddr);
 332   FHOut.outaddr(SEG.vmsize);
 333   FHOut.outaddr(SEG.fileoff);
 334   FHOut.outaddr(SEG.filesize);
 335   FHOut.outword(SEG.maxprot);
 336   FHOut.outword(SEG.initprot);
 337   FHOut.outword(SEG.nsects);
 338   FHOut.outword(SEG.flags);
 339
 340   // Step #5: Finish filling in the fields of the MachOSections
 341   uint64_t currentAddr = 0;
 342   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 343          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
 344     MachOSection *MOS = *I;
 345     MOS->addr = currentAddr;
 346     MOS->offset = currentAddr + SEG.fileoff;
 347     // FIXME: do we need to do something with alignment here?
 348     currentAddr += MOS->size();
 349   }
 350
 351   // Step #6: Emit the symbol table to temporary buffers, so that we know the
 352   // size of the string table when we write the next load command.  This also
 353   // sorts and assigns indices to each of the symbols, which is necessary for
 354   // emitting relocations to externally-defined objects.
 355   BufferSymbolAndStringTable();
 356
 357   // Step #7: Calculate the number of relocations for each section and write out
 358   // the section commands for each section
 359   currentAddr += SEG.fileoff;
 360   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 361          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
 362     MachOSection *MOS = *I;
 363
 364     // Convert the relocations to target-specific relocations, and fill in the
 365     // relocation offset for this section.
 366     CalculateRelocations(*MOS);
 367     MOS->reloff = MOS->nreloc ? currentAddr : 0;
 368     currentAddr += MOS->nreloc * 8;
 369
 370     // write the finalized section command to the output buffer
 371     FHOut.outstring(MOS->sectname, 16);
 372     FHOut.outstring(MOS->segname, 16);
 373     FHOut.outaddr(MOS->addr);
 374     FHOut.outaddr(MOS->size());
 375     FHOut.outword(MOS->offset);
 376     FHOut.outword(MOS->align);
 377     FHOut.outword(MOS->reloff);
 378     FHOut.outword(MOS->nreloc);
 379     FHOut.outword(MOS->flags);
 380     FHOut.outword(MOS->reserved1);
 381     FHOut.outword(MOS->reserved2);
 382     if (is64Bit)
 383       FHOut.outword(MOS->reserved3);
 384   }
 385
 386   // Step #8: Emit LC_SYMTAB/LC_DYSYMTAB load commands
 387   SymTab.symoff  = currentAddr;
 388   SymTab.nsyms   = SymbolTable.size();
 389   SymTab.stroff  = SymTab.symoff + SymT.size();
 390   SymTab.strsize = StrT.size();
 391   FHOut.outword(SymTab.cmd);
 392   FHOut.outword(SymTab.cmdsize);
 393   FHOut.outword(SymTab.symoff);
 394   FHOut.outword(SymTab.nsyms);
 395   FHOut.outword(SymTab.stroff);
 396   FHOut.outword(SymTab.strsize);
 397
 398   // FIXME: set DySymTab fields appropriately
 399   // We should probably just update these in BufferSymbolAndStringTable since
 400   // thats where we're partitioning up the different kinds of symbols.
 401   FHOut.outword(DySymTab.cmd);
 402   FHOut.outword(DySymTab.cmdsize);
 403   FHOut.outword(DySymTab.ilocalsym);
 404   FHOut.outword(DySymTab.nlocalsym);
 405   FHOut.outword(DySymTab.iextdefsym);
 406   FHOut.outword(DySymTab.nextdefsym);
 407   FHOut.outword(DySymTab.iundefsym);
 408   FHOut.outword(DySymTab.nundefsym);
 409   FHOut.outword(DySymTab.tocoff);
 410   FHOut.outword(DySymTab.ntoc);
 411   FHOut.outword(DySymTab.modtaboff);
 412   FHOut.outword(DySymTab.nmodtab);
 413   FHOut.outword(DySymTab.extrefsymoff);
 414   FHOut.outword(DySymTab.nextrefsyms);
 415   FHOut.outword(DySymTab.indirectsymoff);
 416   FHOut.outword(DySymTab.nindirectsyms);
 417   FHOut.outword(DySymTab.extreloff);
 418   FHOut.outword(DySymTab.nextrel);
 419   FHOut.outword(DySymTab.locreloff);
 420   FHOut.outword(DySymTab.nlocrel);
 421
 422   O.write((char*)&FH[0], FH.size());
 423 }
 424
 425 /// EmitSections - Now that we have constructed the file header and load
 426 /// commands, emit the data for each section to the file.
 427 void MachOWriter::EmitSections() {
 428   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 429          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 430     // Emit the contents of each section
 431     if ((*I)->size())
 432       O.write((char*)&(*I)->getData()[0], (*I)->size());
 433 }
 434
 435 /// EmitRelocations - emit relocation data from buffer.
 436 void MachOWriter::EmitRelocations() {
 437   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 438          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 439     // Emit the relocation entry data for each section.
 440     if ((*I)->RelocBuffer.size())
 441       O.write((char*)&(*I)->RelocBuffer[0], (*I)->RelocBuffer.size());
 442 }
 443
 444 /// BufferSymbolAndStringTable - Sort the symbols we encountered and assign them
 445 /// each a string table index so that they appear in the correct order in the
 446 /// output file.
 447 void MachOWriter::BufferSymbolAndStringTable() {
 448   // The order of the symbol table is:
 449   // 1. local symbols
 450   // 2. defined external symbols (sorted by name)
 451   // 3. undefined external symbols (sorted by name)
 452
 453   // Before sorting the symbols, check the PendingGlobals for any undefined
 454   // globals that need to be put in the symbol table.
 455   for (std::vector<GlobalValue*>::iterator I = PendingGlobals.begin(),
 456          E = PendingGlobals.end(); I != E; ++I) {
 457     if (GVOffset[*I] == 0 && GVSection[*I] == 0) {
 458       MachOSym UndfSym(*I, Mang->getMangledName(*I), MachOSym::NO_SECT, MAI);
 459       SymbolTable.push_back(UndfSym);
 460       GVOffset[*I] = -1;
 461     }
 462   }
 463
 464   // Sort the symbols by name, so that when we partition the symbols by scope
 465   // of definition, we won't have to sort by name within each partition.
 466   std::sort(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(), MachOSym::SymCmp());
 467
 468   // Parition the symbol table entries so that all local symbols come before
 469   // all symbols with external linkage. { 1 | 2 3 }
 470   std::partition(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(),
 471                  MachOSym::PartitionByLocal);
 472
 473   // Advance iterator to beginning of external symbols and partition so that
 474   // all external symbols defined in this module come before all external
 475   // symbols defined elsewhere. { 1 | 2 | 3 }
 476   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 477          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
 478     if (!MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
 479       std::partition(I, E, MachOSym::PartitionByDefined);
 480       break;
 481     }
 482   }
 483
 484   // Calculate the starting index for each of the local, extern defined, and
 485   // undefined symbols, as well as the number of each to put in the LC_DYSYMTAB
 486   // load command.
 487   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 488          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
 489     if (MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
 490       ++DySymTab.nlocalsym;
 491       ++DySymTab.iextdefsym;
 492       ++DySymTab.iundefsym;
 493     } else if (MachOSym::PartitionByDefined(*I)) {
 494       ++DySymTab.nextdefsym;
 495       ++DySymTab.iundefsym;
 496     } else {
 497       ++DySymTab.nundefsym;
 498     }
 499   }
 500
 501   // Write out a leading zero byte when emitting string table, for n_strx == 0
 502   // which means an empty string.
 503   OutputBuffer StrTOut(StrT, is64Bit, isLittleEndian);
 504   StrTOut.outbyte(0);
 505
 506   // The order of the string table is:
 507   // 1. strings for external symbols
 508   // 2. strings for local symbols
 509   // Since this is the opposite order from the symbol table, which we have just
 510   // sorted, we can walk the symbol table backwards to output the string table.
 511   for (std::vector<MachOSym>::reverse_iterator I = SymbolTable.rbegin(),
 512         E = SymbolTable.rend(); I != E; ++I) {
 513     if (I->GVName == "") {
 514       I->n_strx = 0;
 515     } else {
 516       I->n_strx = StrT.size();
 517       StrTOut.outstring(I->GVName, I->GVName.length()+1);
 518     }
 519   }
 520
 521   OutputBuffer SymTOut(SymT, is64Bit, isLittleEndian);
 522
 523   unsigned index = 0;
 524   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 525          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I, ++index) {
 526     // Add the section base address to the section offset in the n_value field
 527     // to calculate the full address.
 528     // FIXME: handle symbols where the n_value field is not the address
 529     GlobalValue *GV = const_cast<GlobalValue*>(I->GV);
 530     if (GV && GVSection[GV])
 531       I->n_value += GVSection[GV]->addr;
 532     if (GV && (GVOffset[GV] == -1))
 533       GVOffset[GV] = index;
 534
 535     // Emit nlist to buffer
 536     SymTOut.outword(I->n_strx);
 537     SymTOut.outbyte(I->n_type);
 538     SymTOut.outbyte(I->n_sect);
 539     SymTOut.outhalf(I->n_desc);
 540     SymTOut.outaddr(I->n_value);
 541   }
 542 }
 543
 544 /// CalculateRelocations - For each MachineRelocation in the current section,
 545 /// calculate the index of the section containing the object to be relocated,
 546 /// and the offset into that section.  From this information, create the
 547 /// appropriate target-specific MachORelocation type and add buffer it to be
 548 /// written out after we are finished writing out sections.
 549 void MachOWriter::CalculateRelocations(MachOSection &MOS) {
 550   std::vector<MachineRelocation> Relocations =  MOS.getRelocations();
 551   for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
 552     MachineRelocation &MR = Relocations[i];
 553     unsigned TargetSection = MR.getConstantVal();
 554     unsigned TargetAddr = 0;
 555     unsigned TargetIndex = 0;
 556
 557     // This is a scattered relocation entry if it points to a global value with
 558     // a non-zero offset.
 559     bool Scattered = false;
 560     bool Extern = false;
 561
 562     // Since we may not have seen the GlobalValue we were interested in yet at
 563     // the time we emitted the relocation for it, fix it up now so that it
 564     // points to the offset into the correct section.
 565     if (MR.isGlobalValue()) {
 566       GlobalValue *GV = MR.getGlobalValue();
 567       MachOSection *MOSPtr = GVSection[GV];
 568       intptr_t Offset = GVOffset[GV];
 569
 570       // If we have never seen the global before, it must be to a symbol
 571       // defined in another module (N_UNDF).
 572       if (!MOSPtr) {
 573         // FIXME: need to append stub suffix
 574         Extern = true;
 575         TargetAddr = 0;
 576         TargetIndex = GVOffset[GV];
 577       } else {
 578         Scattered = TargetSection != 0;
 579         TargetSection = MOSPtr->Index;
 580       }
 581       MR.setResultPointer((void*)Offset);
 582     }
 583
 584     // If the symbol is locally defined, pass in the address of the section and
 585     // the section index to the code which will generate the target relocation.
 586     if (!Extern) {
 587         MachOSection &To = *SectionList[TargetSection - 1];
 588         TargetAddr = To.addr;
 589         TargetIndex = To.Index;
 590     }
 591
 592     OutputBuffer RelocOut(MOS.RelocBuffer, is64Bit, isLittleEndian);
 593     OutputBuffer SecOut(MOS.getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 594
 595     MOS.nreloc += GetTargetRelocation(MR, MOS.Index, TargetAddr, TargetIndex,
 596                                       RelocOut, SecOut, Scattered, Extern);
 597   }
 598 }
 599
 600 // InitMem - Write the value of a Constant to the specified memory location,
 601 // converting it into bytes and relocations.
 602 void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, uintptr_t Offset,
 603                           const TargetData *TD, MachOSection* mos) {
 604   typedef std::pair<const Constant*, intptr_t> CPair;
 605   std::vector<CPair> WorkList;
 606   uint8_t *Addr = &mos->getData()[0];
 607
 608   WorkList.push_back(CPair(C,(intptr_t)Addr + Offset));
 609
 610   intptr_t ScatteredOffset = 0;
 611
 612   while (!WorkList.empty()) {
 613     const Constant *PC = WorkList.back().first;
 614     intptr_t PA = WorkList.back().second;
 615     WorkList.pop_back();
 616
 617     if (isa<UndefValue>(PC)) {
 618       continue;
 619     } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(PC)) {
 620       unsigned ElementSize =
 621         TD->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 622       for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 623         WorkList.push_back(CPair(CP->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
 624     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PC)) {
 625       //
 626       // FIXME: Handle ConstantExpression.  See EE::getConstantValue()
 627       //
 628       switch (CE->getOpcode()) {
 629       case Instruction::GetElementPtr: {
 630         SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 631         ScatteredOffset = TD->getIndexedOffset(CE->getOperand(0)->getType(),
 632                                                &Indices[0], Indices.size());
 633         WorkList.push_back(CPair(CE->getOperand(0), PA));
 634         break;
 635       }
 636       case Instruction::Add:
 637       default:
 638         dbgs() << "ConstantExpr not handled as global var init: " << *CE <<"\n";
 639         llvm_unreachable(0);
 640       }
 641     } else if (PC->getType()->isSingleValueType()) {
 642       unsigned char *ptr = (unsigned char *)PA;
 643       switch (PC->getType()->getTypeID()) {
 644       case Type::IntegerTyID: {
 645         unsigned NumBits = cast<IntegerType>(PC->getType())->getBitWidth();
 646         uint64_t val = cast<ConstantInt>(PC)->getZExtValue();
 647         if (NumBits <= 8)
 648           ptr[0] = val;
 649         else if (NumBits <= 16) {
 650           if (TD->isBigEndian())
 651             val = ByteSwap_16(val);
 652           ptr[0] = val;
 653           ptr[1] = val >> 8;
 654         } else if (NumBits <= 32) {
 655           if (TD->isBigEndian())
 656             val = ByteSwap_32(val);
 657           ptr[0] = val;
 658           ptr[1] = val >> 8;
 659           ptr[2] = val >> 16;
 660           ptr[3] = val >> 24;
 661         } else if (NumBits <= 64) {
 662           if (TD->isBigEndian())
 663             val = ByteSwap_64(val);
 664           ptr[0] = val;
 665           ptr[1] = val >> 8;
 666           ptr[2] = val >> 16;
 667           ptr[3] = val >> 24;
 668           ptr[4] = val >> 32;
 669           ptr[5] = val >> 40;
 670           ptr[6] = val >> 48;
 671           ptr[7] = val >> 56;
 672         } else {
 673           llvm_unreachable("Not implemented: bit widths > 64");
 674         }
 675         break;
 676       }
 677       case Type::FloatTyID: {
 678         uint32_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
 679                         getZExtValue();
 680         if (TD->isBigEndian())
 681           val = ByteSwap_32(val);
 682         ptr[0] = val;
 683         ptr[1] = val >> 8;
 684         ptr[2] = val >> 16;
 685         ptr[3] = val >> 24;
 686         break;
 687       }
 688       case Type::DoubleTyID: {
 689         uint64_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
 690                          getZExtValue();
 691         if (TD->isBigEndian())
 692           val = ByteSwap_64(val);
 693         ptr[0] = val;
 694         ptr[1] = val >> 8;
 695         ptr[2] = val >> 16;
 696         ptr[3] = val >> 24;
 697         ptr[4] = val >> 32;
 698         ptr[5] = val >> 40;
 699         ptr[6] = val >> 48;
 700         ptr[7] = val >> 56;
 701         break;
 702       }
 703       case Type::PointerTyID:
 704         if (isa<ConstantPointerNull>(PC))
 705           memset(ptr, 0, TD->getPointerSize());
 706         else if (const GlobalValue* GV = dyn_cast<GlobalValue>(PC)) {
 707           // FIXME: what about function stubs?
 708           mos->addRelocation(MachineRelocation::getGV(PA-(intptr_t)Addr,
 709                                                  MachineRelocation::VANILLA,
 710                                                  const_cast<GlobalValue*>(GV),
 711                                                  ScatteredOffset));
 712           ScatteredOffset = 0;
 713         } else
 714           llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
 715         break;
 716       default:
 717         std::string msg;
 718         raw_string_ostream Msg(msg);
 719         Msg << "ERROR: Constant unimp for type: " << *PC->getType();
 720         llvm_report_error(Msg.str());
 721       }
 722     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(PC)) {
 723       memset((void*)PA, 0, (size_t)TD->getTypeAllocSize(PC->getType()));
 724     } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(PC)) {
 725       unsigned ElementSize =
 726         TD->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 727       for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 728         WorkList.push_back(CPair(CPA->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
 729     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(PC)) {
 730       const StructLayout *SL =
 731         TD->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 732       for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 733         WorkList.push_back(CPair(CPS->getOperand(i),
 734                                  PA+SL->getElementOffset(i)));
 735     } else {
 736       dbgs() << "Bad Type: " << *PC->getType() << "\n";
 737       llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
 738     }
 739   }
 740 }
 741
 742 //===----------------------------------------------------------------------===//
 743 //                          MachOSym Implementation
 744 //===----------------------------------------------------------------------===//
 745
 746 MachOSym::MachOSym(const GlobalValue *gv, std::string name, uint8_t sect,
 747                    const MCAsmInfo *MAI) :
 748   GV(gv), n_strx(0), n_type(sect == NO_SECT ? N_UNDF : N_SECT), n_sect(sect),
 749   n_desc(0), n_value(0) {
 750
 751   // FIXME: This is completely broken, it should use the mangler interface.
 752   switch (GV->getLinkage()) {
 753   default:
 754     llvm_unreachable("Unexpected linkage type!");
 755     break;
 756   case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
 757   case GlobalValue::WeakODRLinkage:
 758   case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
 759   case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
 760   case GlobalValue::CommonLinkage:
 761     assert(!isa<Function>(gv) && "Unexpected linkage type for Function!");
 762   case GlobalValue::ExternalLinkage:
 763     GVName = MAI->getGlobalPrefix() + name;
 764     n_type |= GV->hasHiddenVisibility() ? N_PEXT : N_EXT;
 765     break;
 766   case GlobalValue::PrivateLinkage:
 767     GVName = MAI->getPrivateGlobalPrefix() + name;
 768     break;
 769   case GlobalValue::LinkerPrivateLinkage:
 770     GVName = MAI->getLinkerPrivateGlobalPrefix() + name;
 771     break;
 772   case GlobalValue::InternalLinkage:
 773     GVName = MAI->getGlobalPrefix() + name;
 774     break;
 775   }
 776 }
 777
 778 } // end namespace llvm