lib/MC/ELFObjectWriter.cpp

   1 //===- lib/MC/ELFObjectWriter.cpp - ELF File Writer -------------------===//
   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 ELF object file writer information.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/MC/ELFObjectWriter.h"
  15 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  16 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  17 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  19 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  20 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
  21 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  22 #include "llvm/MC/MCELFSymbolFlags.h"
  23 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  24 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  25 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  26 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  27 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  30 #include "llvm/Support/ELF.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  32
  33 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  34
  35 #include <vector>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 static unsigned GetType(const MCSymbolData &SD) {
  39   uint32_t Type = (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STT_Shift)) >> ELF_STT_Shift;
  40   assert(Type == ELF::STT_NOTYPE || Type == ELF::STT_OBJECT ||
  41          Type == ELF::STT_FUNC || Type == ELF::STT_SECTION ||
  42          Type == ELF::STT_FILE || Type == ELF::STT_COMMON ||
  43          Type == ELF::STT_TLS);
  44   return Type;
  45 }
  46
  47 static unsigned GetBinding(const MCSymbolData &SD) {
  48   uint32_t Binding = (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STB_Shift)) >> ELF_STB_Shift;
  49   assert(Binding == ELF::STB_LOCAL || Binding == ELF::STB_GLOBAL ||
  50          Binding == ELF::STB_WEAK);
  51   return Binding;
  52 }
  53
  54 static void SetBinding(MCSymbolData &SD, unsigned Binding) {
  55   assert(Binding == ELF::STB_LOCAL || Binding == ELF::STB_GLOBAL ||
  56          Binding == ELF::STB_WEAK);
  57   uint32_t OtherFlags = SD.getFlags() & ~(0xf << ELF_STB_Shift);
  58   SD.setFlags(OtherFlags | (Binding << ELF_STB_Shift));
  59 }
  60
  61 static unsigned GetVisibility(MCSymbolData &SD) {
  62   unsigned Visibility =
  63     (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STV_Shift)) >> ELF_STV_Shift;
  64   assert(Visibility == ELF::STV_DEFAULT || Visibility == ELF::STV_INTERNAL ||
  65          Visibility == ELF::STV_HIDDEN || Visibility == ELF::STV_PROTECTED);
  66   return Visibility;
  67 }
  68
  69 static bool isFixupKindX86PCRel(unsigned Kind) {
  70   switch (Kind) {
  71   default:
  72     return false;
  73   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  74   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  75   case X86::reloc_riprel_4byte:
  76   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
  77     return true;
  78   }
  79 }
  80
  81 static bool RelocNeedsGOT(MCSymbolRefExpr::VariantKind Variant) {
  82   switch (Variant) {
  83   default:
  84     return false;
  85   case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
  86   case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
  87   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
  88   case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
  89   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
  90   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
  91   case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
  92   case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
  93   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
  94   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
  95   case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
  96   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
  97     return true;
  98   }
  99 }
 100
 101 namespace {
 102
 103   class ELFObjectWriterImpl {
 104     /*static bool isFixupKindX86RIPRel(unsigned Kind) {
 105       return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
 106         Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
 107     }*/
 108
 109
 110     /// ELFSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
 111     /// on symbols.
 112     struct ELFSymbolData {
 113       MCSymbolData *SymbolData;
 114       uint64_t StringIndex;
 115       uint32_t SectionIndex;
 116
 117       // Support lexicographic sorting.
 118       bool operator<(const ELFSymbolData &RHS) const {
 119         if (GetType(*SymbolData) == ELF::STT_FILE)
 120           return true;
 121         if (GetType(*RHS.SymbolData) == ELF::STT_FILE)
 122           return false;
 123         return SymbolData->getSymbol().getName() <
 124                RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
 125       }
 126     };
 127
 128     /// @name Relocation Data
 129     /// @{
 130
 131     struct ELFRelocationEntry {
 132       // Make these big enough for both 32-bit and 64-bit
 133       uint64_t r_offset;
 134       int Index;
 135       unsigned Type;
 136       const MCSymbol *Symbol;
 137       uint64_t r_addend;
 138
 139       // Support lexicographic sorting.
 140       bool operator<(const ELFRelocationEntry &RE) const {
 141         return RE.r_offset < r_offset;
 142       }
 143     };
 144
 145     SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> UsedInReloc;
 146     SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> WeakrefUsedInReloc;
 147     DenseMap<const MCSymbol *, const MCSymbol *> Renames;
 148
 149     llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
 150                    std::vector<ELFRelocationEntry> > Relocations;
 151     DenseMap<const MCSection*, uint64_t> SectionStringTableIndex;
 152
 153     /// @}
 154     /// @name Symbol Table Data
 155     /// @{
 156
 157     SmallString<256> StringTable;
 158     std::vector<ELFSymbolData> LocalSymbolData;
 159     std::vector<ELFSymbolData> ExternalSymbolData;
 160     std::vector<ELFSymbolData> UndefinedSymbolData;
 161
 162     /// @}
 163
 164     int NumRegularSections;
 165
 166     bool NeedsGOT;
 167
 168     bool NeedsSymtabShndx;
 169
 170     ELFObjectWriter *Writer;
 171
 172     raw_ostream &OS;
 173
 174     unsigned Is64Bit : 1;
 175
 176     bool HasRelocationAddend;
 177
 178     Triple::OSType OSType;
 179
 180     uint16_t EMachine;
 181
 182     // This holds the symbol table index of the last local symbol.
 183     unsigned LastLocalSymbolIndex;
 184     // This holds the .strtab section index.
 185     unsigned StringTableIndex;
 186     // This holds the .symtab section index.
 187     unsigned SymbolTableIndex;
 188
 189     unsigned ShstrtabIndex;
 190
 191   public:
 192     ELFObjectWriterImpl(ELFObjectWriter *_Writer, bool _Is64Bit,
 193                         uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
 194                         Triple::OSType _OSType)
 195       : NeedsGOT(false), NeedsSymtabShndx(false), Writer(_Writer),
 196         OS(Writer->getStream()),
 197         Is64Bit(_Is64Bit), HasRelocationAddend(_HasRelAddend),
 198         OSType(_OSType), EMachine(_EMachine) {
 199     }
 200
 201     void Write8(uint8_t Value) { Writer->Write8(Value); }
 202     void Write16(uint16_t Value) { Writer->Write16(Value); }
 203     void Write32(uint32_t Value) { Writer->Write32(Value); }
 204     //void Write64(uint64_t Value) { Writer->Write64(Value); }
 205     void WriteZeros(unsigned N) { Writer->WriteZeros(N); }
 206     //void WriteBytes(StringRef Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
 207     //  Writer->WriteBytes(Str, ZeroFillSize);
 208     //}
 209
 210     void WriteWord(uint64_t W) {
 211       if (Is64Bit)
 212         Writer->Write64(W);
 213       else
 214         Writer->Write32(W);
 215     }
 216
 217     void StringLE16(char *buf, uint16_t Value) {
 218       buf[0] = char(Value >> 0);
 219       buf[1] = char(Value >> 8);
 220     }
 221
 222     void StringLE32(char *buf, uint32_t Value) {
 223       StringLE16(buf, uint16_t(Value >> 0));
 224       StringLE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 16));
 225     }
 226
 227     void StringLE64(char *buf, uint64_t Value) {
 228       StringLE32(buf, uint32_t(Value >> 0));
 229       StringLE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 32));
 230     }
 231
 232     void StringBE16(char *buf ,uint16_t Value) {
 233       buf[0] = char(Value >> 8);
 234       buf[1] = char(Value >> 0);
 235     }
 236
 237     void StringBE32(char *buf, uint32_t Value) {
 238       StringBE16(buf, uint16_t(Value >> 16));
 239       StringBE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 0));
 240     }
 241
 242     void StringBE64(char *buf, uint64_t Value) {
 243       StringBE32(buf, uint32_t(Value >> 32));
 244       StringBE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 0));
 245     }
 246
 247     void String8(MCDataFragment &F, uint8_t Value) {
 248       char buf[1];
 249       buf[0] = Value;
 250       F.getContents() += StringRef(buf, 1);
 251     }
 252
 253     void String16(MCDataFragment &F, uint16_t Value) {
 254       char buf[2];
 255       if (Writer->isLittleEndian())
 256         StringLE16(buf, Value);
 257       else
 258         StringBE16(buf, Value);
 259       F.getContents() += StringRef(buf, 2);
 260     }
 261
 262     void String32(MCDataFragment &F, uint32_t Value) {
 263       char buf[4];
 264       if (Writer->isLittleEndian())
 265         StringLE32(buf, Value);
 266       else
 267         StringBE32(buf, Value);
 268       F.getContents() += StringRef(buf, 4);
 269     }
 270
 271     void String64(MCDataFragment &F, uint64_t Value) {
 272       char buf[8];
 273       if (Writer->isLittleEndian())
 274         StringLE64(buf, Value);
 275       else
 276         StringBE64(buf, Value);
 277       F.getContents() += StringRef(buf, 8);
 278     }
 279
 280     void WriteHeader(uint64_t SectionDataSize, unsigned NumberOfSections);
 281
 282     void WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
 283                           uint64_t name, uint8_t info,
 284                           uint64_t value, uint64_t size,
 285                           uint8_t other, uint32_t shndx,
 286                           bool Reserved);
 287
 288     void WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,  MCDataFragment *ShndxF,
 289                      ELFSymbolData &MSD,
 290                      const MCAsmLayout &Layout);
 291
 292     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, uint32_t> SectionIndexMapTy;
 293     void WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
 294                           const MCAssembler &Asm,
 295                           const MCAsmLayout &Layout,
 296                           const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
 297
 298     void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 299                           const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
 300                           MCValue Target, uint64_t &FixedValue);
 301
 302     uint64_t getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
 303                                          const MCSymbol *S);
 304
 305     /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 306     ///
 307     /// \param StringTable [out] - The string table data.
 308     /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 309     /// string table.
 310     void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
 311                             const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
 312
 313     void ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
 314                          SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
 315
 316     void WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
 317                          const MCSectionData &SD);
 318
 319     void WriteRelocations(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout) {
 320       for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
 321              ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 322         WriteRelocation(Asm, Layout, *it);
 323       }
 324     }
 325
 326     void CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
 327                                 const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
 328
 329     // Map from a group section to the signature symbol
 330     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, const MCSymbol*> GroupMapTy;
 331     void CreateGroupSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
 332                              GroupMapTy &GroupMap);
 333
 334     void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm);
 335
 336     void WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type, uint64_t Flags,
 337                           uint64_t Address, uint64_t Offset,
 338                           uint64_t Size, uint32_t Link, uint32_t Info,
 339                           uint64_t Alignment, uint64_t EntrySize);
 340
 341     void WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm, MCDataFragment *F,
 342                                   const MCSectionData *SD);
 343
 344     bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
 345                               const MCValue Target,
 346                               bool IsPCRel,
 347                               const MCFragment *DF) const;
 348
 349     void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout);
 350     void WriteSection(MCAssembler &Asm,
 351                       const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
 352                       uint32_t GroupSymbolIndex,
 353                       uint64_t Offset, uint64_t Size, uint64_t Alignment,
 354                       const MCSectionELF &Section);
 355   };
 356
 357 }
 358
 359 // Emit the ELF header.
 360 void ELFObjectWriterImpl::WriteHeader(uint64_t SectionDataSize,
 361                                       unsigned NumberOfSections) {
 362   // ELF Header
 363   // ----------
 364   //
 365   // Note
 366   // ----
 367   // emitWord method behaves differently for ELF32 and ELF64, writing
 368   // 4 bytes in the former and 8 in the latter.
 369
 370   Write8(0x7f); // e_ident[EI_MAG0]
 371   Write8('E');  // e_ident[EI_MAG1]
 372   Write8('L');  // e_ident[EI_MAG2]
 373   Write8('F');  // e_ident[EI_MAG3]
 374
 375   Write8(Is64Bit ? ELF::ELFCLASS64 : ELF::ELFCLASS32); // e_ident[EI_CLASS]
 376
 377   // e_ident[EI_DATA]
 378   Write8(Writer->isLittleEndian() ? ELF::ELFDATA2LSB : ELF::ELFDATA2MSB);
 379
 380   Write8(ELF::EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
 381   // e_ident[EI_OSABI]
 382   switch (OSType) {
 383     case Triple::FreeBSD:  Write8(ELF::ELFOSABI_FREEBSD); break;
 384     case Triple::Linux:    Write8(ELF::ELFOSABI_LINUX); break;
 385     default:               Write8(ELF::ELFOSABI_NONE); break;
 386   }
 387   Write8(0);                  // e_ident[EI_ABIVERSION]
 388
 389   WriteZeros(ELF::EI_NIDENT - ELF::EI_PAD);
 390
 391   Write16(ELF::ET_REL);             // e_type
 392
 393   Write16(EMachine); // e_machine = target
 394
 395   Write32(ELF::EV_CURRENT);         // e_version
 396   WriteWord(0);                    // e_entry, no entry point in .o file
 397   WriteWord(0);                    // e_phoff, no program header for .o
 398   WriteWord(SectionDataSize + (Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) :
 399             sizeof(ELF::Elf32_Ehdr)));  // e_shoff = sec hdr table off in bytes
 400
 401   // FIXME: Make this configurable.
 402   Write32(0);   // e_flags = whatever the target wants
 403
 404   // e_ehsize = ELF header size
 405   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr));
 406
 407   Write16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
 408   Write16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
 409
 410   // e_shentsize = Section header entry size
 411   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Shdr) : sizeof(ELF::Elf32_Shdr));
 412
 413   // e_shnum     = # of section header ents
 414   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
 415     Write16(0);
 416   else
 417     Write16(NumberOfSections);
 418
 419   // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
 420   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
 421     Write16(ELF::SHN_XINDEX);
 422   else
 423     Write16(ShstrtabIndex);
 424 }
 425
 426 void ELFObjectWriterImpl::WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF,
 427                                            MCDataFragment *ShndxF,
 428                                            uint64_t name,
 429                                            uint8_t info, uint64_t value,
 430                                            uint64_t size, uint8_t other,
 431                                            uint32_t shndx,
 432                                            bool Reserved) {
 433   if (ShndxF) {
 434     if (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved)
 435       String32(*ShndxF, shndx);
 436     else
 437       String32(*ShndxF, 0);
 438   }
 439
 440   uint16_t Index = (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved) ?
 441     uint16_t(ELF::SHN_XINDEX) : shndx;
 442
 443   if (Is64Bit) {
 444     String32(*SymtabF, name);  // st_name
 445     String8(*SymtabF, info);   // st_info
 446     String8(*SymtabF, other);  // st_other
 447     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
 448     String64(*SymtabF, value); // st_value
 449     String64(*SymtabF, size);  // st_size
 450   } else {
 451     String32(*SymtabF, name);  // st_name
 452     String32(*SymtabF, value); // st_value
 453     String32(*SymtabF, size);  // st_size
 454     String8(*SymtabF, info);   // st_info
 455     String8(*SymtabF, other);  // st_other
 456     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
 457   }
 458 }
 459
 460 static uint64_t SymbolValue(MCSymbolData &Data, const MCAsmLayout &Layout) {
 461   if (Data.isCommon() && Data.isExternal())
 462     return Data.getCommonAlignment();
 463
 464   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 465   if (!Symbol.isInSection())
 466     return 0;
 467
 468   if (MCFragment *FF = Data.getFragment())
 469     return Layout.getSymbolAddress(&Data) -
 470       Layout.getSectionAddress(FF->getParent());
 471
 472   return 0;
 473 }
 474
 475 static const MCSymbol &AliasedSymbol(const MCSymbol &Symbol) {
 476   const MCSymbol *S = &Symbol;
 477   while (S->isVariable()) {
 478     const MCExpr *Value = S->getVariableValue();
 479     MCExpr::ExprKind Kind = Value->getKind();
 480     switch (Kind) {
 481     case MCExpr::SymbolRef: {
 482       const MCSymbolRefExpr *Ref = static_cast<const MCSymbolRefExpr*>(Value);
 483       S = &Ref->getSymbol();
 484       break;
 485     }
 486     case MCExpr::Target: {
 487       const MCTargetExpr *TExp = static_cast<const MCTargetExpr*>(Value);
 488       MCValue Res;
 489       TExp->EvaluateAsRelocatableImpl(Res, NULL);
 490       S = &Res.getSymA()->getSymbol();
 491       break;
 492     }
 493     default:
 494       return *S;
 495     }
 496   }
 497   return *S;
 498 }
 499
 500 void ELFObjectWriterImpl::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
 501   // The presence of symbol versions causes undefined symbols and
 502   // versions declared with @@@ to be renamed.
 503
 504   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 505          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 506     const MCSymbol &Alias = it->getSymbol();
 507     const MCSymbol &Symbol = AliasedSymbol(Alias);
 508     MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
 509
 510     // Undefined symbols are global, but this is the first place we
 511     // are able to set it.
 512     if (Symbol.isUndefined() && !Symbol.isVariable()) {
 513       if (GetBinding(SD) == ELF::STB_LOCAL) {
 514         SetBinding(SD, ELF::STB_GLOBAL);
 515         SetBinding(*it, ELF::STB_GLOBAL);
 516       }
 517     }
 518
 519     // Not an alias.
 520     if (&Symbol == &Alias)
 521       continue;
 522
 523     StringRef AliasName = Alias.getName();
 524     size_t Pos = AliasName.find('@');
 525     if (Pos == StringRef::npos)
 526       continue;
 527
 528     // Aliases defined with .symvar copy the binding from the symbol they alias.
 529     // This is the first place we are able to copy this information.
 530     it->setExternal(SD.isExternal());
 531     SetBinding(*it, GetBinding(SD));
 532
 533     StringRef Rest = AliasName.substr(Pos);
 534     if (!Symbol.isUndefined() && !Rest.startswith("@@@"))
 535       continue;
 536
 537     // FIXME: produce a better error message.
 538     if (Symbol.isUndefined() && Rest.startswith("@@") &&
 539         !Rest.startswith("@@@"))
 540       report_fatal_error("A @@ version cannot be undefined");
 541
 542     Renames.insert(std::make_pair(&Symbol, &Alias));
 543   }
 544 }
 545
 546 void ELFObjectWriterImpl::WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,
 547                                       MCDataFragment *ShndxF,
 548                                       ELFSymbolData &MSD,
 549                                       const MCAsmLayout &Layout) {
 550   MCSymbolData &OrigData = *MSD.SymbolData;
 551   MCSymbolData &Data =
 552     Layout.getAssembler().getSymbolData(AliasedSymbol(OrigData.getSymbol()));
 553
 554   bool IsReserved = Data.isCommon() || Data.getSymbol().isAbsolute() ||
 555     Data.getSymbol().isVariable();
 556
 557   uint8_t Binding = GetBinding(OrigData);
 558   uint8_t Visibility = GetVisibility(OrigData);
 559   uint8_t Type = GetType(Data);
 560
 561   uint8_t Info = (Binding << ELF_STB_Shift) | (Type << ELF_STT_Shift);
 562   uint8_t Other = Visibility;
 563
 564   uint64_t Value = SymbolValue(Data, Layout);
 565   uint64_t Size = 0;
 566   const MCExpr *ESize;
 567
 568   assert(!(Data.isCommon() && !Data.isExternal()));
 569
 570   ESize = Data.getSize();
 571   if (Data.getSize()) {
 572     MCValue Res;
 573     if (ESize->getKind() == MCExpr::Binary) {
 574       const MCBinaryExpr *BE = static_cast<const MCBinaryExpr *>(ESize);
 575
 576       if (BE->EvaluateAsRelocatable(Res, &Layout)) {
 577         assert(!Res.getSymA() || !Res.getSymA()->getSymbol().isDefined());
 578         assert(!Res.getSymB() || !Res.getSymB()->getSymbol().isDefined());
 579         Size = Res.getConstant();
 580       }
 581     } else if (ESize->getKind() == MCExpr::Constant) {
 582       Size = static_cast<const MCConstantExpr *>(ESize)->getValue();
 583     } else {
 584       assert(0 && "Unsupported size expression");
 585     }
 586   }
 587
 588   // Write out the symbol table entry
 589   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, MSD.StringIndex, Info, Value,
 590                    Size, Other, MSD.SectionIndex, IsReserved);
 591 }
 592
 593 void ELFObjectWriterImpl::WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF,
 594                                            MCDataFragment *ShndxF,
 595                                            const MCAssembler &Asm,
 596                                            const MCAsmLayout &Layout,
 597                                      const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
 598   // The string table must be emitted first because we need the index
 599   // into the string table for all the symbol names.
 600   assert(StringTable.size() && "Missing string table");
 601
 602   // FIXME: Make sure the start of the symbol table is aligned.
 603
 604   // The first entry is the undefined symbol entry.
 605   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, 0, 0, 0, 0, 0, false);
 606
 607   // Write the symbol table entries.
 608   LastLocalSymbolIndex = LocalSymbolData.size() + 1;
 609   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 610     ELFSymbolData &MSD = LocalSymbolData[i];
 611     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
 612   }
 613
 614   // Write out a symbol table entry for each regular section.
 615   for (MCAssembler::const_iterator i = Asm.begin(), e = Asm.end(); i != e;
 616        ++i) {
 617     const MCSectionELF &Section =
 618       static_cast<const MCSectionELF&>(i->getSection());
 619     if (Section.getType() == ELF::SHT_RELA ||
 620         Section.getType() == ELF::SHT_REL ||
 621         Section.getType() == ELF::SHT_STRTAB ||
 622         Section.getType() == ELF::SHT_SYMTAB)
 623       continue;
 624     WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, ELF::STT_SECTION, 0, 0,
 625                      ELF::STV_DEFAULT, SectionIndexMap.lookup(&Section), false);
 626     LastLocalSymbolIndex++;
 627   }
 628
 629   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 630     ELFSymbolData &MSD = ExternalSymbolData[i];
 631     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 632     assert(((Data.getFlags() & ELF_STB_Global) ||
 633             (Data.getFlags() & ELF_STB_Weak)) &&
 634            "External symbol requires STB_GLOBAL or STB_WEAK flag");
 635     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
 636     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
 637       LastLocalSymbolIndex++;
 638   }
 639
 640   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 641     ELFSymbolData &MSD = UndefinedSymbolData[i];
 642     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 643     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
 644     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
 645       LastLocalSymbolIndex++;
 646   }
 647 }
 648
 649 static bool ShouldRelocOnSymbol(const MCSymbolData &SD,
 650                                 const MCValue &Target,
 651                                 const MCFragment &F) {
 652   const MCSymbol &Symbol = SD.getSymbol();
 653   if (Symbol.isUndefined())
 654     return true;
 655
 656   const MCSectionELF &Section =
 657     static_cast<const MCSectionELF&>(Symbol.getSection());
 658
 659   if (SD.isExternal())
 660     return true;
 661
 662   MCSymbolRefExpr::VariantKind Kind = Target.getSymA()->getKind();
 663   const MCSectionELF &Sec2 =
 664     static_cast<const MCSectionELF&>(F.getParent()->getSection());
 665
 666   if (Section.getKind().isBSS())
 667     return false;
 668
 669   if (&Sec2 != &Section &&
 670       (Kind == MCSymbolRefExpr::VK_PLT ||
 671        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL ||
 672        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF))
 673     return true;
 674
 675   if (Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_MERGE)
 676     return Target.getConstant() != 0;
 677
 678   return false;
 679 }
 680
 681 // FIXME: this is currently X86/X86_64 only
 682 void ELFObjectWriterImpl::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
 683                                            const MCAsmLayout &Layout,
 684                                            const MCFragment *Fragment,
 685                                            const MCFixup &Fixup,
 686                                            MCValue Target,
 687                                            uint64_t &FixedValue) {
 688   int64_t Addend = 0;
 689   int Index = 0;
 690   int64_t Value = Target.getConstant();
 691   const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol();
 692   const MCSymbol &ASymbol = AliasedSymbol(Symbol);
 693   const MCSymbol *RenamedP = Renames.lookup(&Symbol);
 694   if (!RenamedP)
 695     RenamedP = &ASymbol;
 696   const MCSymbol &Renamed = *RenamedP;
 697
 698   bool IsPCRel = isFixupKindX86PCRel(Fixup.getKind());
 699   if (!Target.isAbsolute()) {
 700     MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
 701     MCFragment *F = SD.getFragment();
 702
 703     if (const MCSymbolRefExpr *RefB = Target.getSymB()) {
 704       const MCSymbol &SymbolB = RefB->getSymbol();
 705       MCSymbolData &SDB = Asm.getSymbolData(SymbolB);
 706       IsPCRel = true;
 707       MCSectionData *Sec = Fragment->getParent();
 708
 709       // Offset of the symbol in the section
 710       int64_t a = Layout.getSymbolAddress(&SDB) - Layout.getSectionAddress(Sec);
 711
 712       // Ofeset of the relocation in the section
 713       int64_t b = Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 714       Value += b - a;
 715     }
 716
 717     bool RelocOnSymbol = ShouldRelocOnSymbol(SD, Target, *Fragment);
 718     if (!RelocOnSymbol) {
 719       Index = F->getParent()->getOrdinal();
 720
 721       MCSectionData *FSD = F->getParent();
 722       // Offset of the symbol in the section
 723       Value += Layout.getSymbolAddress(&SD) - Layout.getSectionAddress(FSD);
 724     } else {
 725       if (Asm.getSymbolData(Symbol).getFlags() & ELF_Other_Weakref)
 726         WeakrefUsedInReloc.insert(&Renamed);
 727       else
 728         UsedInReloc.insert(&Renamed);
 729       Index = -1;
 730     }
 731     Addend = Value;
 732     // Compensate for the addend on i386.
 733     if (Is64Bit)
 734       Value = 0;
 735   }
 736
 737   FixedValue = Value;
 738
 739   // determine the type of the relocation
 740
 741   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.getSymA()->getKind();
 742   unsigned Type;
 743   if (Is64Bit) {
 744     if (IsPCRel) {
 745       switch (Modifier) {
 746       default:
 747         llvm_unreachable("Unimplemented");
 748       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 749         Type = ELF::R_X86_64_PC32;
 750         break;
 751       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
 752         Type = ELF::R_X86_64_PLT32;
 753         break;
 754       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
 755         Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
 756         break;
 757       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
 758         Type = ELF::R_X86_64_GOTTPOFF;
 759         break;
 760       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
 761         Type = ELF::R_X86_64_TLSGD;
 762         break;
 763       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
 764         Type = ELF::R_X86_64_TLSLD;
 765         break;
 766       }
 767     } else {
 768       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
 769       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
 770       case FK_Data_8: Type = ELF::R_X86_64_64; break;
 771       case X86::reloc_signed_4byte:
 772       case X86::reloc_pcrel_4byte:
 773         assert(isInt<32>(Target.getConstant()));
 774         switch (Modifier) {
 775         default:
 776           llvm_unreachable("Unimplemented");
 777         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 778           Type = ELF::R_X86_64_32S;
 779           break;
 780         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
 781           Type = ELF::R_X86_64_GOT32;
 782           break;
 783         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
 784           Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
 785           break;
 786         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
 787           Type = ELF::R_X86_64_TPOFF32;
 788           break;
 789         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
 790           Type = ELF::R_X86_64_DTPOFF32;
 791           break;
 792         }
 793         break;
 794       case FK_Data_4:
 795         Type = ELF::R_X86_64_32;
 796         break;
 797       case FK_Data_2: Type = ELF::R_X86_64_16; break;
 798       case X86::reloc_pcrel_1byte:
 799       case FK_Data_1: Type = ELF::R_X86_64_8; break;
 800       }
 801     }
 802   } else {
 803     if (IsPCRel) {
 804       switch (Modifier) {
 805       default:
 806         llvm_unreachable("Unimplemented");
 807       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 808         Type = ELF::R_386_PC32;
 809         break;
 810       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
 811         Type = ELF::R_386_PLT32;
 812         break;
 813       }
 814     } else {
 815       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
 816       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
 817
 818       case X86::reloc_global_offset_table:
 819         Type = ELF::R_386_GOTPC;
 820         break;
 821
 822       // FIXME: Should we avoid selecting reloc_signed_4byte in 32 bit mode
 823       // instead?
 824       case X86::reloc_signed_4byte:
 825       case X86::reloc_pcrel_4byte:
 826       case FK_Data_4:
 827         switch (Modifier) {
 828         default:
 829           llvm_unreachable("Unimplemented");
 830         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 831           Type = ELF::R_386_32;
 832           break;
 833         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
 834           Type = ELF::R_386_GOT32;
 835           break;
 836         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF:
 837           Type = ELF::R_386_GOTOFF;
 838           break;
 839         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
 840           Type = ELF::R_386_TLS_GD;
 841           break;
 842         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
 843           Type = ELF::R_386_TLS_LE_32;
 844           break;
 845         case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
 846           Type = ELF::R_386_TLS_IE;
 847           break;
 848         case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
 849           Type = ELF::R_386_TLS_LE;
 850           break;
 851         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
 852           Type = ELF::R_386_TLS_GOTIE;
 853           break;
 854         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
 855           Type = ELF::R_386_TLS_LDM;
 856           break;
 857         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
 858           Type = ELF::R_386_TLS_LDO_32;
 859           break;
 860         }
 861         break;
 862       case FK_Data_2: Type = ELF::R_386_16; break;
 863       case X86::reloc_pcrel_1byte:
 864       case FK_Data_1: Type = ELF::R_386_8; break;
 865       }
 866     }
 867   }
 868
 869   if (RelocNeedsGOT(Modifier))
 870     NeedsGOT = true;
 871
 872   ELFRelocationEntry ERE;
 873
 874   ERE.Index = Index;
 875   ERE.Type = Type;
 876   ERE.Symbol = &Renamed;
 877
 878   ERE.r_offset = Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 879
 880   if (HasRelocationAddend)
 881     ERE.r_addend = Addend;
 882   else
 883     ERE.r_addend = 0; // Silence compiler warning.
 884
 885   Relocations[Fragment->getParent()].push_back(ERE);
 886 }
 887
 888 uint64_t
 889 ELFObjectWriterImpl::getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
 890                                                  const MCSymbol *S) {
 891   MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*S);
 892
 893   // Local symbol.
 894   if (!SD.isExternal() && !S->isUndefined())
 895     return SD.getIndex() + /* empty symbol */ 1;
 896
 897   // External or undefined symbol.
 898   return SD.getIndex() + NumRegularSections + /* empty symbol */ 1;
 899 }
 900
 901 static bool isInSymtab(const MCAssembler &Asm, const MCSymbolData &Data,
 902                        bool Used, bool Renamed) {
 903   if (Data.getFlags() & ELF_Other_Weakref)
 904     return false;
 905
 906   if (Used)
 907     return true;
 908
 909   if (Renamed)
 910     return false;
 911
 912   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 913
 914   if (Symbol.getName() == "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_")
 915     return true;
 916
 917   const MCSymbol &A = AliasedSymbol(Symbol);
 918   if (!A.isVariable() && A.isUndefined() && !Data.isCommon())
 919     return false;
 920
 921   if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(Symbol) && !Symbol.isUndefined())
 922     return false;
 923
 924   if (Symbol.isTemporary())
 925     return false;
 926
 927   return true;
 928 }
 929
 930 static bool isLocal(const MCSymbolData &Data) {
 931   if (Data.isExternal())
 932     return false;
 933
 934   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 935   if (Symbol.isUndefined() && !Symbol.isVariable())
 936     return false;
 937
 938   return true;
 939 }
 940
 941 void ELFObjectWriterImpl::ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
 942                                           SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
 943   unsigned Index = 1;
 944   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 945          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 946     const MCSectionELF &Section =
 947       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
 948     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
 949       continue;
 950     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
 951   }
 952
 953   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 954          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 955     const MCSectionELF &Section =
 956       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
 957     if (Section.getType() == ELF::SHT_GROUP)
 958       continue;
 959     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
 960   }
 961 }
 962
 963 void ELFObjectWriterImpl::ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
 964                                      const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
 965   // FIXME: Is this the correct place to do this?
 966   if (NeedsGOT) {
 967     llvm::StringRef Name = "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_";
 968     MCSymbol *Sym = Asm.getContext().GetOrCreateSymbol(Name);
 969     MCSymbolData &Data = Asm.getOrCreateSymbolData(*Sym);
 970     Data.setExternal(true);
 971     SetBinding(Data, ELF::STB_GLOBAL);
 972   }
 973
 974   // Build section lookup table.
 975   NumRegularSections = Asm.size();
 976
 977   // Index 0 is always the empty string.
 978   StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 979   StringTable += '\x00';
 980
 981   // Add the data for the symbols.
 982   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 983          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 984     const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 985
 986     bool Used = UsedInReloc.count(&Symbol);
 987     bool WeakrefUsed = WeakrefUsedInReloc.count(&Symbol);
 988     if (!isInSymtab(Asm, *it, Used || WeakrefUsed,
 989                     Renames.count(&Symbol)))
 990       continue;
 991
 992     ELFSymbolData MSD;
 993     MSD.SymbolData = it;
 994     bool Local = isLocal(*it);
 995     const MCSymbol &RefSymbol = AliasedSymbol(Symbol);
 996
 997     if (RefSymbol.isUndefined() && !Used && WeakrefUsed)
 998       SetBinding(*it, ELF::STB_WEAK);
 999
1000     if (it->isCommon()) {
1001       assert(!Local);
1002       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_COMMON;
1003     } else if (Symbol.isAbsolute() || RefSymbol.isVariable()) {
1004       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_ABS;
1005     } else if (RefSymbol.isUndefined()) {
1006       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_UNDEF;
1007     } else {
1008       const MCSectionELF &Section =
1009         static_cast<const MCSectionELF&>(RefSymbol.getSection());
1010       MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Section);
1011       if (MSD.SectionIndex >= ELF::SHN_LORESERVE)
1012         NeedsSymtabShndx = true;
1013       assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
1014     }
1015
1016     // The @@@ in symbol version is replaced with @ in undefined symbols and
1017     // @@ in defined ones.
1018     StringRef Name = Symbol.getName();
1019     SmallString<32> Buf;
1020
1021     size_t Pos = Name.find("@@@");
1022     if (Pos != StringRef::npos) {
1023       Buf += Name.substr(0, Pos);
1024       unsigned Skip = MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF ? 2 : 1;
1025       Buf += Name.substr(Pos + Skip);
1026       Name = Buf;
1027     }
1028
1029     uint64_t &Entry = StringIndexMap[Name];
1030     if (!Entry) {
1031       Entry = StringTable.size();
1032       StringTable += Name;
1033       StringTable += '\x00';
1034     }
1035     MSD.StringIndex = Entry;
1036     if (MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF)
1037       UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
1038     else if (Local)
1039       LocalSymbolData.push_back(MSD);
1040     else
1041       ExternalSymbolData.push_back(MSD);
1042   }
1043
1044   // Symbols are required to be in lexicographic order.
1045   array_pod_sort(LocalSymbolData.begin(), LocalSymbolData.end());
1046   array_pod_sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
1047   array_pod_sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
1048
1049   // Set the symbol indices. Local symbols must come before all other
1050   // symbols with non-local bindings.
1051   unsigned Index = 0;
1052   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1053     LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1054   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1055     ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1056   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1057     UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1058 }
1059
1060 void ELFObjectWriterImpl::WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
1061                                           const MCSectionData &SD) {
1062   if (!Relocations[&SD].empty()) {
1063     MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1064     const MCSectionELF *RelaSection;
1065     const MCSectionELF &Section =
1066       static_cast<const MCSectionELF&>(SD.getSection());
1067
1068     const StringRef SectionName = Section.getSectionName();
1069     std::string RelaSectionName = HasRelocationAddend ? ".rela" : ".rel";
1070     RelaSectionName += SectionName;
1071
1072     unsigned EntrySize;
1073     if (HasRelocationAddend)
1074       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rela) : sizeof(ELF::Elf32_Rela);
1075     else
1076       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rel) : sizeof(ELF::Elf32_Rel);
1077
1078     RelaSection = Ctx.getELFSection(RelaSectionName, HasRelocationAddend ?
1079                                     ELF::SHT_RELA : ELF::SHT_REL, 0,
1080                                     SectionKind::getReadOnly(),
1081                                     EntrySize, "");
1082
1083     MCSectionData &RelaSD = Asm.getOrCreateSectionData(*RelaSection);
1084     RelaSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1085
1086     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&RelaSD);
1087
1088     WriteRelocationsFragment(Asm, F, &SD);
1089
1090     Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, RelaSD, Layout);
1091   }
1092 }
1093
1094 void ELFObjectWriterImpl::WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type,
1095                                            uint64_t Flags, uint64_t Address,
1096                                            uint64_t Offset, uint64_t Size,
1097                                            uint32_t Link, uint32_t Info,
1098                                            uint64_t Alignment,
1099                                            uint64_t EntrySize) {
1100   Write32(Name);        // sh_name: index into string table
1101   Write32(Type);        // sh_type
1102   WriteWord(Flags);     // sh_flags
1103   WriteWord(Address);   // sh_addr
1104   WriteWord(Offset);    // sh_offset
1105   WriteWord(Size);      // sh_size
1106   Write32(Link);        // sh_link
1107   Write32(Info);        // sh_info
1108   WriteWord(Alignment); // sh_addralign
1109   WriteWord(EntrySize); // sh_entsize
1110 }
1111
1112 void ELFObjectWriterImpl::WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm,
1113                                                    MCDataFragment *F,
1114                                                    const MCSectionData *SD) {
1115   std::vector<ELFRelocationEntry> &Relocs = Relocations[SD];
1116   // sort by the r_offset just like gnu as does
1117   array_pod_sort(Relocs.begin(), Relocs.end());
1118
1119   for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1120     ELFRelocationEntry entry = Relocs[e - i - 1];
1121
1122     if (entry.Index < 0)
1123       entry.Index = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, entry.Symbol);
1124     else
1125       entry.Index += LocalSymbolData.size() + 1;
1126     if (Is64Bit) {
1127       String64(*F, entry.r_offset);
1128
1129       struct ELF::Elf64_Rela ERE64;
1130       ERE64.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1131       String64(*F, ERE64.r_info);
1132
1133       if (HasRelocationAddend)
1134         String64(*F, entry.r_addend);
1135     } else {
1136       String32(*F, entry.r_offset);
1137
1138       struct ELF::Elf32_Rela ERE32;
1139       ERE32.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1140       String32(*F, ERE32.r_info);
1141
1142       if (HasRelocationAddend)
1143         String32(*F, entry.r_addend);
1144     }
1145   }
1146 }
1147
1148 void ELFObjectWriterImpl::CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm,
1149                                                  MCAsmLayout &Layout,
1150                                     const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
1151   MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1152   MCDataFragment *F;
1153
1154   unsigned EntrySize = Is64Bit ? ELF::SYMENTRY_SIZE64 : ELF::SYMENTRY_SIZE32;
1155
1156   // We construct .shstrtab, .symtab and .strtab in this order to match gnu as.
1157   const MCSectionELF *ShstrtabSection =
1158     Ctx.getELFSection(".shstrtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1159                       SectionKind::getReadOnly());
1160   MCSectionData &ShstrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*ShstrtabSection);
1161   ShstrtabSD.setAlignment(1);
1162   ShstrtabIndex = Asm.size();
1163
1164   const MCSectionELF *SymtabSection =
1165     Ctx.getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB, 0,
1166                       SectionKind::getReadOnly(),
1167                       EntrySize, "");
1168   MCSectionData &SymtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabSection);
1169   SymtabSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1170   SymbolTableIndex = Asm.size();
1171
1172   MCSectionData *SymtabShndxSD = NULL;
1173
1174   if (NeedsSymtabShndx) {
1175     const MCSectionELF *SymtabShndxSection =
1176       Ctx.getELFSection(".symtab_shndx", ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX, 0,
1177                         SectionKind::getReadOnly(), 4, "");
1178     SymtabShndxSD = &Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabShndxSection);
1179     SymtabShndxSD->setAlignment(4);
1180   }
1181
1182   const MCSection *StrtabSection;
1183   StrtabSection = Ctx.getELFSection(".strtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1184                                     SectionKind::getReadOnly());
1185   MCSectionData &StrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*StrtabSection);
1186   StrtabSD.setAlignment(1);
1187   StringTableIndex = Asm.size();
1188
1189   WriteRelocations(Asm, Layout);
1190
1191   // Symbol table
1192   F = new MCDataFragment(&SymtabSD);
1193   MCDataFragment *ShndxF = NULL;
1194   if (NeedsSymtabShndx) {
1195     ShndxF = new MCDataFragment(SymtabShndxSD);
1196     Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, *SymtabShndxSD, Layout);
1197   }
1198   WriteSymbolTable(F, ShndxF, Asm, Layout, SectionIndexMap);
1199   Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, SymtabSD, Layout);
1200
1201   F = new MCDataFragment(&StrtabSD);
1202   F->getContents().append(StringTable.begin(), StringTable.end());
1203   Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, StrtabSD, Layout);
1204
1205   F = new MCDataFragment(&ShstrtabSD);
1206
1207   // Section header string table.
1208   //
1209   // The first entry of a string table holds a null character so skip
1210   // section 0.
1211   uint64_t Index = 1;
1212   F->getContents() += '\x00';
1213
1214   StringMap<uint64_t> SecStringMap;
1215   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1216          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1217     const MCSectionELF &Section =
1218       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1219     // FIXME: We could merge suffixes like in .text and .rela.text.
1220
1221     StringRef Name = Section.getSectionName();
1222     if (SecStringMap.count(Name)) {
1223       SectionStringTableIndex[&Section] =  SecStringMap[Name];
1224       continue;
1225     }
1226     // Remember the index into the string table so we can write it
1227     // into the sh_name field of the section header table.
1228     SectionStringTableIndex[&Section] = Index;
1229     SecStringMap[Name] = Index;
1230
1231     Index += Name.size() + 1;
1232     F->getContents() += Name;
1233     F->getContents() += '\x00';
1234   }
1235
1236   Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, ShstrtabSD, Layout);
1237 }
1238
1239 bool ELFObjectWriterImpl::IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1240                                                const MCValue Target,
1241                                                bool IsPCRel,
1242                                                const MCFragment *DF) const {
1243   // If this is a PCrel relocation, find the section this fixup value is
1244   // relative to.
1245   const MCSection *BaseSection = 0;
1246   if (IsPCRel) {
1247     BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1248     assert(BaseSection);
1249   }
1250
1251   const MCSection *SectionA = 0;
1252   const MCSymbol *SymbolA = 0;
1253   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
1254     SymbolA = &A->getSymbol();
1255     SectionA = &SymbolA->getSection();
1256   }
1257
1258   const MCSection *SectionB = 0;
1259   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
1260     SectionB = &B->getSymbol().getSection();
1261   }
1262
1263   if (!BaseSection)
1264     return SectionA == SectionB;
1265
1266   const MCSymbolData &DataA = Asm.getSymbolData(*SymbolA);
1267   if (DataA.isExternal())
1268     return false;
1269
1270   return !SectionB && BaseSection == SectionA;
1271 }
1272
1273 void ELFObjectWriterImpl::CreateGroupSections(MCAssembler &Asm,
1274                                               MCAsmLayout &Layout,
1275                                               GroupMapTy &GroupMap) {
1276   typedef DenseMap<const MCSymbol*, const MCSectionELF*> RevGroupMapTy;
1277   // Build the groups
1278   RevGroupMapTy Groups;
1279   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1280        it != ie; ++it) {
1281     const MCSectionELF &Section =
1282       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1283     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1284       continue;
1285
1286     const MCSymbol *SignatureSymbol = Section.getGroup();
1287     Asm.getOrCreateSymbolData(*SignatureSymbol);
1288     const MCSectionELF *&Group = Groups[SignatureSymbol];
1289     if (!Group) {
1290       Group = Asm.getContext().CreateELFGroupSection();
1291       MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1292       Data.setAlignment(4);
1293       MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1294       String32(*F, ELF::GRP_COMDAT);
1295     }
1296     GroupMap[Group] = SignatureSymbol;
1297   }
1298
1299   // Add sections to the groups
1300   unsigned Index = 1;
1301   unsigned NumGroups = Groups.size();
1302   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1303        it != ie; ++it, ++Index) {
1304     const MCSectionELF &Section =
1305       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1306     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1307       continue;
1308     const MCSectionELF *Group = Groups[Section.getGroup()];
1309     MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1310     // FIXME: we could use the previous fragment
1311     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1312     String32(*F, NumGroups + Index);
1313   }
1314
1315   for (RevGroupMapTy::const_iterator i = Groups.begin(), e = Groups.end();
1316        i != e; ++i) {
1317     const MCSectionELF *Group = i->second;
1318     MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1319     Asm.AddSectionToTheEnd(*Writer, Data, Layout);
1320   }
1321 }
1322
1323 void ELFObjectWriterImpl::WriteSection(MCAssembler &Asm,
1324                                        const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
1325                                        uint32_t GroupSymbolIndex,
1326                                        uint64_t Offset, uint64_t Size,
1327                                        uint64_t Alignment,
1328                                        const MCSectionELF &Section) {
1329   uint64_t sh_link = 0;
1330   uint64_t sh_info = 0;
1331
1332   switch(Section.getType()) {
1333   case ELF::SHT_DYNAMIC:
1334     sh_link = SectionStringTableIndex[&Section];
1335     sh_info = 0;
1336     break;
1337
1338   case ELF::SHT_REL:
1339   case ELF::SHT_RELA: {
1340     const MCSectionELF *SymtabSection;
1341     const MCSectionELF *InfoSection;
1342     SymtabSection = Asm.getContext().getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB,
1343                                                    0,
1344                                                    SectionKind::getReadOnly());
1345     sh_link = SectionIndexMap.lookup(SymtabSection);
1346     assert(sh_link && ".symtab not found");
1347
1348     // Remove ".rel" and ".rela" prefixes.
1349     unsigned SecNameLen = (Section.getType() == ELF::SHT_REL) ? 4 : 5;
1350     StringRef SectionName = Section.getSectionName().substr(SecNameLen);
1351
1352     InfoSection = Asm.getContext().getELFSection(SectionName,
1353                                                  ELF::SHT_PROGBITS, 0,
1354                                                  SectionKind::getReadOnly());
1355     sh_info = SectionIndexMap.lookup(InfoSection);
1356     break;
1357   }
1358
1359   case ELF::SHT_SYMTAB:
1360   case ELF::SHT_DYNSYM:
1361     sh_link = StringTableIndex;
1362     sh_info = LastLocalSymbolIndex;
1363     break;
1364
1365   case ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX:
1366     sh_link = SymbolTableIndex;
1367     break;
1368
1369   case ELF::SHT_PROGBITS:
1370   case ELF::SHT_STRTAB:
1371   case ELF::SHT_NOBITS:
1372   case ELF::SHT_NULL:
1373   case ELF::SHT_ARM_ATTRIBUTES:
1374     // Nothing to do.
1375     break;
1376
1377   case ELF::SHT_GROUP: {
1378     sh_link = SymbolTableIndex;
1379     sh_info = GroupSymbolIndex;
1380     break;
1381   }
1382
1383   default:
1384     assert(0 && "FIXME: sh_type value not supported!");
1385     break;
1386   }
1387
1388   WriteSecHdrEntry(SectionStringTableIndex[&Section], Section.getType(),
1389                    Section.getFlags(), 0, Offset, Size, sh_link, sh_info,
1390                    Alignment, Section.getEntrySize());
1391 }
1392
1393 void ELFObjectWriterImpl::WriteObject(MCAssembler &Asm,
1394                                       const MCAsmLayout &Layout) {
1395
1396   GroupMapTy GroupMap;
1397   CreateGroupSections(Asm, const_cast<MCAsmLayout&>(Layout), GroupMap);
1398
1399   SectionIndexMapTy SectionIndexMap;
1400
1401   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1402
1403   // Compute symbol table information.
1404   ComputeSymbolTable(Asm, SectionIndexMap);
1405
1406   CreateMetadataSections(const_cast<MCAssembler&>(Asm),
1407                          const_cast<MCAsmLayout&>(Layout),
1408                          SectionIndexMap);
1409
1410   // Update to include the metadata sections.
1411   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1412
1413   // Add 1 for the null section.
1414   unsigned NumSections = Asm.size() + 1;
1415   uint64_t NaturalAlignment = Is64Bit ? 8 : 4;
1416   uint64_t HeaderSize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr);
1417   uint64_t FileOff = HeaderSize;
1418
1419   std::vector<const MCSectionELF*> Sections;
1420   Sections.resize(NumSections);
1421
1422   for (SectionIndexMapTy::const_iterator i=
1423          SectionIndexMap.begin(), e = SectionIndexMap.end(); i != e; ++i) {
1424     const std::pair<const MCSectionELF*, uint32_t> &p = *i;
1425     Sections[p.second] = p.first;
1426   }
1427
1428   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1429     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1430     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1431
1432     FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1433
1434     // Get the size of the section in the output file (including padding).
1435     uint64_t Size = Layout.getSectionFileSize(&SD);
1436
1437     FileOff += Size;
1438   }
1439
1440   FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1441
1442   // Write out the ELF header ...
1443   WriteHeader(FileOff - HeaderSize, NumSections);
1444
1445   FileOff = HeaderSize;
1446
1447   // ... then all of the sections ...
1448   DenseMap<const MCSection*, uint64_t> SectionOffsetMap;
1449
1450   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1451     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1452     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1453
1454     uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1455     WriteZeros(Padding);
1456     FileOff += Padding;
1457
1458     // Remember the offset into the file for this section.
1459     SectionOffsetMap[&Section] = FileOff;
1460
1461     FileOff += Layout.getSectionFileSize(&SD);
1462
1463     Asm.WriteSectionData(&SD, Layout, Writer);
1464   }
1465
1466   uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1467   WriteZeros(Padding);
1468   FileOff += Padding;
1469
1470   // ... and then the section header table.
1471   // Should we align the section header table?
1472   //
1473   // Null section first.
1474   uint64_t FirstSectionSize =
1475     NumSections >= ELF::SHN_LORESERVE ? NumSections : 0;
1476   uint32_t FirstSectionLink =
1477     ShstrtabIndex >= ELF::SHN_LORESERVE ? ShstrtabIndex : 0;
1478   WriteSecHdrEntry(0, 0, 0, 0, 0, FirstSectionSize, FirstSectionLink, 0, 0, 0);
1479
1480   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1481     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1482     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1483     uint32_t GroupSymbolIndex;
1484     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
1485       GroupSymbolIndex = 0;
1486     else
1487       GroupSymbolIndex = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, GroupMap[&Section]);
1488
1489     WriteSection(Asm, SectionIndexMap, GroupSymbolIndex,
1490                  SectionOffsetMap[&Section], Layout.getSectionSize(&SD),
1491                  SD.getAlignment(), Section);
1492   }
1493 }
1494
1495 ELFObjectWriter::ELFObjectWriter(raw_ostream &OS,
1496                                  bool Is64Bit,
1497                                  Triple::OSType OSType,
1498                                  uint16_t EMachine,
1499                                  bool IsLittleEndian,
1500                                  bool HasRelocationAddend)
1501   : MCObjectWriter(OS, IsLittleEndian)
1502 {
1503   Impl = new ELFObjectWriterImpl(this, Is64Bit, EMachine,
1504                                  HasRelocationAddend, OSType);
1505 }
1506
1507 ELFObjectWriter::~ELFObjectWriter() {
1508   delete (ELFObjectWriterImpl*) Impl;
1509 }
1510
1511 void ELFObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
1512   ((ELFObjectWriterImpl*) Impl)->ExecutePostLayoutBinding(Asm);
1513 }
1514
1515 void ELFObjectWriter::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
1516                                        const MCAsmLayout &Layout,
1517                                        const MCFragment *Fragment,
1518                                        const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
1519                                        uint64_t &FixedValue) {
1520   ((ELFObjectWriterImpl*) Impl)->RecordRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
1521                                                   Target, FixedValue);
1522 }
1523
1524 bool ELFObjectWriter::IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1525                                            const MCValue Target,
1526                                            bool IsPCRel,
1527                                            const MCFragment *DF) const {
1528   return ((ELFObjectWriterImpl*) Impl)->IsFixupFullyResolved(Asm, Target,
1529                                                              IsPCRel, DF);
1530 }
1531
1532 void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
1533                                   const MCAsmLayout &Layout) {
1534   ((ELFObjectWriterImpl*) Impl)->WriteObject(Asm, Layout);
1535 }