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