4daab49089aca36b34a04764900a29c40f6f1b2e
[oota-llvm.git] / 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 #include "../Target/ARM/ARMFixupKinds.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
70 static bool RelocNeedsGOT(MCSymbolRefExpr::VariantKind Variant) {
71   switch (Variant) {
72   default:
73     return false;
74   case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
75   case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
76   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
77   case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
78   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
79   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
80   case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
81   case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
82   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
83   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
84   case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
85   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
86     return true;
87   }
88 }
89
90 namespace {
91   class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
92   protected:
93     /*static bool isFixupKindX86RIPRel(unsigned Kind) {
94       return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
95         Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
96     }*/
97
98
99     /// ELFSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
100     /// on symbols.
101     struct ELFSymbolData {
102       MCSymbolData *SymbolData;
103       uint64_t StringIndex;
104       uint32_t SectionIndex;
105
106       // Support lexicographic sorting.
107       bool operator<(const ELFSymbolData &RHS) const {
108         if (GetType(*SymbolData) == ELF::STT_FILE)
109           return true;
110         if (GetType(*RHS.SymbolData) == ELF::STT_FILE)
111           return false;
112         return SymbolData->getSymbol().getName() <
113                RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
114       }
115     };
116
117     /// @name Relocation Data
118     /// @{
119
120     struct ELFRelocationEntry {
121       // Make these big enough for both 32-bit and 64-bit
122       uint64_t r_offset;
123       int Index;
124       unsigned Type;
125       const MCSymbol *Symbol;
126       uint64_t r_addend;
127
128       ELFRelocationEntry()
129         : r_offset(0), Index(0), Type(0), Symbol(0), r_addend(0) {}
130
131       ELFRelocationEntry(uint64_t RelocOffset, int Idx,
132                          unsigned RelType, const MCSymbol *Sym,
133                          uint64_t Addend)
134         : r_offset(RelocOffset), Index(Idx), Type(RelType),
135           Symbol(Sym), r_addend(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     virtual ~ELFObjectWriter();
199
200     void WriteWord(uint64_t W) {
201       if (Is64Bit)
202         Write64(W);
203       else
204         Write32(W);
205     }
206
207     void StringLE16(char *buf, uint16_t Value) {
208       buf[0] = char(Value >> 0);
209       buf[1] = char(Value >> 8);
210     }
211
212     void StringLE32(char *buf, uint32_t Value) {
213       StringLE16(buf, uint16_t(Value >> 0));
214       StringLE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 16));
215     }
216
217     void StringLE64(char *buf, uint64_t Value) {
218       StringLE32(buf, uint32_t(Value >> 0));
219       StringLE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 32));
220     }
221
222     void StringBE16(char *buf ,uint16_t Value) {
223       buf[0] = char(Value >> 8);
224       buf[1] = char(Value >> 0);
225     }
226
227     void StringBE32(char *buf, uint32_t Value) {
228       StringBE16(buf, uint16_t(Value >> 16));
229       StringBE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 0));
230     }
231
232     void StringBE64(char *buf, uint64_t Value) {
233       StringBE32(buf, uint32_t(Value >> 32));
234       StringBE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 0));
235     }
236
237     void String8(MCDataFragment &F, uint8_t Value) {
238       char buf[1];
239       buf[0] = Value;
240       F.getContents() += StringRef(buf, 1);
241     }
242
243     void String16(MCDataFragment &F, uint16_t Value) {
244       char buf[2];
245       if (isLittleEndian())
246         StringLE16(buf, Value);
247       else
248         StringBE16(buf, Value);
249       F.getContents() += StringRef(buf, 2);
250     }
251
252     void String32(MCDataFragment &F, uint32_t Value) {
253       char buf[4];
254       if (isLittleEndian())
255         StringLE32(buf, Value);
256       else
257         StringBE32(buf, Value);
258       F.getContents() += StringRef(buf, 4);
259     }
260
261     void String64(MCDataFragment &F, uint64_t Value) {
262       char buf[8];
263       if (isLittleEndian())
264         StringLE64(buf, Value);
265       else
266         StringBE64(buf, Value);
267       F.getContents() += StringRef(buf, 8);
268     }
269
270     virtual void WriteHeader(uint64_t SectionDataSize, unsigned NumberOfSections);
271
272     virtual void WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
273                           uint64_t name, uint8_t info,
274                           uint64_t value, uint64_t size,
275                           uint8_t other, uint32_t shndx,
276                           bool Reserved);
277
278     virtual void WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,  MCDataFragment *ShndxF,
279                      ELFSymbolData &MSD,
280                      const MCAsmLayout &Layout);
281
282     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, uint32_t> SectionIndexMapTy;
283     virtual void WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
284                           const MCAssembler &Asm,
285                           const MCAsmLayout &Layout,
286                           const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
287
288     virtual void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
289                                   const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
290                                   MCValue Target, uint64_t &FixedValue);
291
292     virtual uint64_t getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
293                                          const MCSymbol *S);
294
295     // Map from a group section to the signature symbol
296     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, const MCSymbol*> GroupMapTy;
297     // Map from a signature symbol to the group section
298     typedef DenseMap<const MCSymbol*, const MCSectionELF*> RevGroupMapTy;
299
300     /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
301     ///
302     /// \param StringTable [out] - The string table data.
303     /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
304     /// string table.
305     virtual void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
306                             const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
307                             RevGroupMapTy RevGroupMap);
308
309     virtual void ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
310                          SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
311
312     virtual void WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
313                          const MCSectionData &SD);
314
315     virtual void WriteRelocations(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout) {
316       for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
317              ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
318         WriteRelocation(Asm, Layout, *it);
319       }
320     }
321
322     virtual void CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
323                                 const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
324
325     virtual void CreateGroupSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
326                              GroupMapTy &GroupMap, RevGroupMapTy &RevGroupMap);
327
328     virtual void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm);
329
330     virtual void WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type, uint64_t Flags,
331                           uint64_t Address, uint64_t Offset,
332                           uint64_t Size, uint32_t Link, uint32_t Info,
333                           uint64_t Alignment, uint64_t EntrySize);
334
335     virtual void WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm, MCDataFragment *F,
336                                   const MCSectionData *SD);
337
338     virtual bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
339                               const MCValue Target,
340                               bool IsPCRel,
341                               const MCFragment *DF) const;
342
343     virtual void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout);
344     virtual void WriteSection(MCAssembler &Asm,
345                       const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
346                       uint32_t GroupSymbolIndex,
347                       uint64_t Offset, uint64_t Size, uint64_t Alignment,
348                       const MCSectionELF &Section);
349
350   protected:
351     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
352                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
353                                   int64_t Addend) = 0;
354
355     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const = 0;
356   };
357
358   //===- X86ELFObjectWriter -------------------------------------------===//
359
360   class X86ELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
361   public:
362     X86ELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
363                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
364                        Triple::OSType _OSType);
365
366     virtual ~X86ELFObjectWriter();
367   protected:
368     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
369                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
370                                   int64_t Addend);
371
372     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
373       switch (Kind) {
374       default:
375         return false;
376       case FK_PCRel_1:
377       case FK_PCRel_2:
378       case FK_PCRel_4:
379       case X86::reloc_riprel_4byte:
380       case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
381         return true;
382       }
383     }
384   };
385
386
387   //===- ARMELFObjectWriter -------------------------------------------===//
388
389   class ARMELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
390   public:
391     ARMELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
392                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
393                        Triple::OSType _OSType);
394
395     virtual ~ARMELFObjectWriter();
396   protected:
397     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
398                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
399                                   int64_t Addend);
400     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
401       switch (Kind) {
402       default:
403         return false;
404       case FK_PCRel_1:
405       case FK_PCRel_2:
406       case FK_PCRel_4:
407       case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
408       case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
409       case ARM::fixup_arm_branch:
410         return true;
411       }
412     }
413   };
414
415   //===- MBlazeELFObjectWriter -------------------------------------------===//
416
417   class MBlazeELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
418   public:
419     MBlazeELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
420                           uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
421                           Triple::OSType _OSType);
422
423     virtual ~MBlazeELFObjectWriter();
424   protected:
425     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
426                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
427                                   int64_t Addend);
428
429     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
430       switch (Kind) {
431       default:
432         return false;
433       case FK_PCRel_1:
434       case FK_PCRel_2:
435       case FK_PCRel_4:
436         return true;
437       }
438     }
439   };
440 }
441
442 ELFObjectWriter::~ELFObjectWriter()
443 {}
444
445 // Emit the ELF header.
446 void ELFObjectWriter::WriteHeader(uint64_t SectionDataSize,
447                                   unsigned NumberOfSections) {
448   // ELF Header
449   // ----------
450   //
451   // Note
452   // ----
453   // emitWord method behaves differently for ELF32 and ELF64, writing
454   // 4 bytes in the former and 8 in the latter.
455
456   Write8(0x7f); // e_ident[EI_MAG0]
457   Write8('E');  // e_ident[EI_MAG1]
458   Write8('L');  // e_ident[EI_MAG2]
459   Write8('F');  // e_ident[EI_MAG3]
460
461   Write8(Is64Bit ? ELF::ELFCLASS64 : ELF::ELFCLASS32); // e_ident[EI_CLASS]
462
463   // e_ident[EI_DATA]
464   Write8(isLittleEndian() ? ELF::ELFDATA2LSB : ELF::ELFDATA2MSB);
465
466   Write8(ELF::EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
467   // e_ident[EI_OSABI]
468   switch (OSType) {
469     case Triple::FreeBSD:  Write8(ELF::ELFOSABI_FREEBSD); break;
470     case Triple::Linux:    Write8(ELF::ELFOSABI_LINUX); break;
471     default:               Write8(ELF::ELFOSABI_NONE); break;
472   }
473   Write8(0);                  // e_ident[EI_ABIVERSION]
474
475   WriteZeros(ELF::EI_NIDENT - ELF::EI_PAD);
476
477   Write16(ELF::ET_REL);             // e_type
478
479   Write16(EMachine); // e_machine = target
480
481   Write32(ELF::EV_CURRENT);         // e_version
482   WriteWord(0);                    // e_entry, no entry point in .o file
483   WriteWord(0);                    // e_phoff, no program header for .o
484   WriteWord(SectionDataSize + (Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) :
485             sizeof(ELF::Elf32_Ehdr)));  // e_shoff = sec hdr table off in bytes
486
487   // FIXME: Make this configurable.
488   Write32(0);   // e_flags = whatever the target wants
489
490   // e_ehsize = ELF header size
491   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr));
492
493   Write16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
494   Write16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
495
496   // e_shentsize = Section header entry size
497   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Shdr) : sizeof(ELF::Elf32_Shdr));
498
499   // e_shnum     = # of section header ents
500   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
501     Write16(0);
502   else
503     Write16(NumberOfSections);
504
505   // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
506   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
507     Write16(ELF::SHN_XINDEX);
508   else
509     Write16(ShstrtabIndex);
510 }
511
512 void ELFObjectWriter::WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF,
513                                        MCDataFragment *ShndxF,
514                                        uint64_t name,
515                                        uint8_t info, uint64_t value,
516                                        uint64_t size, uint8_t other,
517                                        uint32_t shndx,
518                                        bool Reserved) {
519   if (ShndxF) {
520     if (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved)
521       String32(*ShndxF, shndx);
522     else
523       String32(*ShndxF, 0);
524   }
525
526   uint16_t Index = (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved) ?
527     uint16_t(ELF::SHN_XINDEX) : shndx;
528
529   if (Is64Bit) {
530     String32(*SymtabF, name);  // st_name
531     String8(*SymtabF, info);   // st_info
532     String8(*SymtabF, other);  // st_other
533     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
534     String64(*SymtabF, value); // st_value
535     String64(*SymtabF, size);  // st_size
536   } else {
537     String32(*SymtabF, name);  // st_name
538     String32(*SymtabF, value); // st_value
539     String32(*SymtabF, size);  // st_size
540     String8(*SymtabF, info);   // st_info
541     String8(*SymtabF, other);  // st_other
542     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
543   }
544 }
545
546 static uint64_t SymbolValue(MCSymbolData &Data, const MCAsmLayout &Layout) {
547   if (Data.isCommon() && Data.isExternal())
548     return Data.getCommonAlignment();
549
550   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
551   if (!Symbol.isInSection())
552     return 0;
553
554   if (Data.getFragment())
555     return Layout.getSymbolOffset(&Data);
556
557   return 0;
558 }
559
560 void ELFObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
561   // The presence of symbol versions causes undefined symbols and
562   // versions declared with @@@ to be renamed.
563
564   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
565          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
566     const MCSymbol &Alias = it->getSymbol();
567     const MCSymbol &Symbol = Alias.AliasedSymbol();
568     MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
569
570     // Not an alias.
571     if (&Symbol == &Alias)
572       continue;
573
574     StringRef AliasName = Alias.getName();
575     size_t Pos = AliasName.find('@');
576     if (Pos == StringRef::npos)
577       continue;
578
579     // Aliases defined with .symvar copy the binding from the symbol they alias.
580     // This is the first place we are able to copy this information.
581     it->setExternal(SD.isExternal());
582     SetBinding(*it, GetBinding(SD));
583
584     StringRef Rest = AliasName.substr(Pos);
585     if (!Symbol.isUndefined() && !Rest.startswith("@@@"))
586       continue;
587
588     // FIXME: produce a better error message.
589     if (Symbol.isUndefined() && Rest.startswith("@@") &&
590         !Rest.startswith("@@@"))
591       report_fatal_error("A @@ version cannot be undefined");
592
593     Renames.insert(std::make_pair(&Symbol, &Alias));
594   }
595 }
596
597 void ELFObjectWriter::WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,
598                                   MCDataFragment *ShndxF,
599                                   ELFSymbolData &MSD,
600                                   const MCAsmLayout &Layout) {
601   MCSymbolData &OrigData = *MSD.SymbolData;
602   MCSymbolData &Data =
603     Layout.getAssembler().getSymbolData(OrigData.getSymbol().AliasedSymbol());
604
605   bool IsReserved = Data.isCommon() || Data.getSymbol().isAbsolute() ||
606     Data.getSymbol().isVariable();
607
608   uint8_t Binding = GetBinding(OrigData);
609   uint8_t Visibility = GetVisibility(OrigData);
610   uint8_t Type = GetType(Data);
611
612   uint8_t Info = (Binding << ELF_STB_Shift) | (Type << ELF_STT_Shift);
613   uint8_t Other = Visibility;
614
615   uint64_t Value = SymbolValue(Data, Layout);
616   uint64_t Size = 0;
617   const MCExpr *ESize;
618
619   assert(!(Data.isCommon() && !Data.isExternal()));
620
621   ESize = Data.getSize();
622   if (Data.getSize()) {
623     MCValue Res;
624     if (ESize->getKind() == MCExpr::Binary) {
625       const MCBinaryExpr *BE = static_cast<const MCBinaryExpr *>(ESize);
626
627       if (BE->EvaluateAsRelocatable(Res, &Layout)) {
628         assert(!Res.getSymA() || !Res.getSymA()->getSymbol().isDefined());
629         assert(!Res.getSymB() || !Res.getSymB()->getSymbol().isDefined());
630         Size = Res.getConstant();
631       }
632     } else if (ESize->getKind() == MCExpr::Constant) {
633       Size = static_cast<const MCConstantExpr *>(ESize)->getValue();
634     } else {
635       assert(0 && "Unsupported size expression");
636     }
637   }
638
639   // Write out the symbol table entry
640   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, MSD.StringIndex, Info, Value,
641                    Size, Other, MSD.SectionIndex, IsReserved);
642 }
643
644 void ELFObjectWriter::WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF,
645                                        MCDataFragment *ShndxF,
646                                        const MCAssembler &Asm,
647                                        const MCAsmLayout &Layout,
648                                      const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
649   // The string table must be emitted first because we need the index
650   // into the string table for all the symbol names.
651   assert(StringTable.size() && "Missing string table");
652
653   // FIXME: Make sure the start of the symbol table is aligned.
654
655   // The first entry is the undefined symbol entry.
656   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, 0, 0, 0, 0, 0, false);
657
658   // Write the symbol table entries.
659   LastLocalSymbolIndex = LocalSymbolData.size() + 1;
660   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
661     ELFSymbolData &MSD = LocalSymbolData[i];
662     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
663   }
664
665   // Write out a symbol table entry for each regular section.
666   for (MCAssembler::const_iterator i = Asm.begin(), e = Asm.end(); i != e;
667        ++i) {
668     const MCSectionELF &Section =
669       static_cast<const MCSectionELF&>(i->getSection());
670     if (Section.getType() == ELF::SHT_RELA ||
671         Section.getType() == ELF::SHT_REL ||
672         Section.getType() == ELF::SHT_STRTAB ||
673         Section.getType() == ELF::SHT_SYMTAB)
674       continue;
675     WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, ELF::STT_SECTION, 0, 0,
676                      ELF::STV_DEFAULT, SectionIndexMap.lookup(&Section), false);
677     LastLocalSymbolIndex++;
678   }
679
680   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
681     ELFSymbolData &MSD = ExternalSymbolData[i];
682     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
683     assert(((Data.getFlags() & ELF_STB_Global) ||
684             (Data.getFlags() & ELF_STB_Weak)) &&
685            "External symbol requires STB_GLOBAL or STB_WEAK flag");
686     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
687     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
688       LastLocalSymbolIndex++;
689   }
690
691   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i) {
692     ELFSymbolData &MSD = UndefinedSymbolData[i];
693     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
694     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
695     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
696       LastLocalSymbolIndex++;
697   }
698 }
699
700 const MCSymbol *ELFObjectWriter::SymbolToReloc(const MCAssembler &Asm,
701                                                const MCValue &Target,
702                                                const MCFragment &F) const {
703   const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol();
704   const MCSymbol &ASymbol = Symbol.AliasedSymbol();
705   const MCSymbol *Renamed = Renames.lookup(&Symbol);
706   const MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
707
708   if (ASymbol.isUndefined()) {
709     if (Renamed)
710       return Renamed;
711     return &ASymbol;
712   }
713
714   if (SD.isExternal()) {
715     if (Renamed)
716       return Renamed;
717     return &Symbol;
718   }
719
720   const MCSectionELF &Section =
721     static_cast<const MCSectionELF&>(ASymbol.getSection());
722   const SectionKind secKind = Section.getKind();
723
724   if (secKind.isBSS())
725     return NULL;
726
727   if (secKind.isThreadLocal()) {
728     if (Renamed)
729       return Renamed;
730     return &Symbol;
731   }
732
733   MCSymbolRefExpr::VariantKind Kind = Target.getSymA()->getKind();
734   const MCSectionELF &Sec2 =
735     static_cast<const MCSectionELF&>(F.getParent()->getSection());
736
737   if (&Sec2 != &Section &&
738       (Kind == MCSymbolRefExpr::VK_PLT ||
739        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL ||
740        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF)) {
741     if (Renamed)
742       return Renamed;
743     return &Symbol;
744   }
745
746   if (Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_MERGE) {
747     if (Target.getConstant() == 0)
748       return NULL;
749     if (Renamed)
750       return Renamed;
751     return &Symbol;
752   }
753
754   return NULL;
755 }
756
757
758 void ELFObjectWriter::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
759                                        const MCAsmLayout &Layout,
760                                        const MCFragment *Fragment,
761                                        const MCFixup &Fixup,
762                                        MCValue Target,
763                                        uint64_t &FixedValue) {
764   int64_t Addend = 0;
765   int Index = 0;
766   int64_t Value = Target.getConstant();
767   const MCSymbol *RelocSymbol = NULL;
768
769   bool IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
770   if (!Target.isAbsolute()) {
771     const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol();
772     const MCSymbol &ASymbol = Symbol.AliasedSymbol();
773     RelocSymbol = SymbolToReloc(Asm, Target, *Fragment);
774
775     if (const MCSymbolRefExpr *RefB = Target.getSymB()) {
776       const MCSymbol &SymbolB = RefB->getSymbol();
777       MCSymbolData &SDB = Asm.getSymbolData(SymbolB);
778       IsPCRel = true;
779
780       // Offset of the symbol in the section
781       int64_t a = Layout.getSymbolOffset(&SDB);
782
783       // Ofeset of the relocation in the section
784       int64_t b = Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
785       Value += b - a;
786     }
787
788     if (!RelocSymbol) {
789       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(ASymbol);
790       MCFragment *F = SD.getFragment();
791
792       Index = F->getParent()->getOrdinal() + 1;
793
794       // Offset of the symbol in the section
795       Value += Layout.getSymbolOffset(&SD);
796     } else {
797       if (Asm.getSymbolData(Symbol).getFlags() & ELF_Other_Weakref)
798         WeakrefUsedInReloc.insert(RelocSymbol);
799       else
800         UsedInReloc.insert(RelocSymbol);
801       Index = -1;
802     }
803     Addend = Value;
804     // Compensate for the addend on i386.
805     if (Is64Bit)
806       Value = 0;
807   }
808
809   FixedValue = Value;
810   unsigned Type = GetRelocType(Target, Fixup, IsPCRel,
811                                (RelocSymbol != 0), Addend);
812   
813   uint64_t RelocOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment) +
814     Fixup.getOffset();
815
816   if (!HasRelocationAddend) Addend = 0;
817   ELFRelocationEntry ERE(RelocOffset, Index, Type, RelocSymbol, Addend);
818   Relocations[Fragment->getParent()].push_back(ERE);
819 }
820
821
822 uint64_t
823 ELFObjectWriter::getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
824                                              const MCSymbol *S) {
825   MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*S);
826   return SD.getIndex();
827 }
828
829 static bool isInSymtab(const MCAssembler &Asm, const MCSymbolData &Data,
830                        bool Used, bool Renamed) {
831   if (Data.getFlags() & ELF_Other_Weakref)
832     return false;
833
834   if (Used)
835     return true;
836
837   if (Renamed)
838     return false;
839
840   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
841
842   if (Symbol.getName() == "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_")
843     return true;
844
845   const MCSymbol &A = Symbol.AliasedSymbol();
846   if (!A.isVariable() && A.isUndefined() && !Data.isCommon())
847     return false;
848
849   if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(Symbol) && !Symbol.isUndefined())
850     return false;
851
852   if (Symbol.isTemporary())
853     return false;
854
855   return true;
856 }
857
858 static bool isLocal(const MCSymbolData &Data, bool isSignature,
859                     bool isUsedInReloc) {
860   if (Data.isExternal())
861     return false;
862
863   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
864   const MCSymbol &RefSymbol = Symbol.AliasedSymbol();
865
866   if (RefSymbol.isUndefined() && !RefSymbol.isVariable()) {
867     if (isSignature && !isUsedInReloc)
868       return true;
869
870     return false;
871   }
872
873   return true;
874 }
875
876 void ELFObjectWriter::ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
877                                       SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
878   unsigned Index = 1;
879   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
880          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
881     const MCSectionELF &Section =
882       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
883     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
884       continue;
885     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
886   }
887
888   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
889          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
890     const MCSectionELF &Section =
891       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
892     if (Section.getType() == ELF::SHT_GROUP)
893       continue;
894     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
895   }
896 }
897
898 void ELFObjectWriter::ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
899                                       const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
900                                       RevGroupMapTy RevGroupMap) {
901   // FIXME: Is this the correct place to do this?
902   if (NeedsGOT) {
903     llvm::StringRef Name = "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_";
904     MCSymbol *Sym = Asm.getContext().GetOrCreateSymbol(Name);
905     MCSymbolData &Data = Asm.getOrCreateSymbolData(*Sym);
906     Data.setExternal(true);
907     SetBinding(Data, ELF::STB_GLOBAL);
908   }
909
910   // Build section lookup table.
911   int NumRegularSections = Asm.size();
912
913   // Index 0 is always the empty string.
914   StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
915   StringTable += '\x00';
916
917   // Add the data for the symbols.
918   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
919          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
920     const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
921
922     bool Used = UsedInReloc.count(&Symbol);
923     bool WeakrefUsed = WeakrefUsedInReloc.count(&Symbol);
924     bool isSignature = RevGroupMap.count(&Symbol);
925
926     if (!isInSymtab(Asm, *it,
927                     Used || WeakrefUsed || isSignature,
928                     Renames.count(&Symbol)))
929       continue;
930
931     ELFSymbolData MSD;
932     MSD.SymbolData = it;
933     const MCSymbol &RefSymbol = Symbol.AliasedSymbol();
934
935     // Undefined symbols are global, but this is the first place we
936     // are able to set it.
937     bool Local = isLocal(*it, isSignature, Used);
938     if (!Local && GetBinding(*it) == ELF::STB_LOCAL) {
939       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(RefSymbol);
940       SetBinding(*it, ELF::STB_GLOBAL);
941       SetBinding(SD, ELF::STB_GLOBAL);
942     }
943
944     if (RefSymbol.isUndefined() && !Used && WeakrefUsed)
945       SetBinding(*it, ELF::STB_WEAK);
946
947     if (it->isCommon()) {
948       assert(!Local);
949       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_COMMON;
950     } else if (Symbol.isAbsolute() || RefSymbol.isVariable()) {
951       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_ABS;
952     } else if (RefSymbol.isUndefined()) {
953       if (isSignature && !Used)
954         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(RevGroupMap[&Symbol]);
955       else
956         MSD.SectionIndex = ELF::SHN_UNDEF;
957     } else {
958       const MCSectionELF &Section =
959         static_cast<const MCSectionELF&>(RefSymbol.getSection());
960       MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Section);
961       if (MSD.SectionIndex >= ELF::SHN_LORESERVE)
962         NeedsSymtabShndx = true;
963       assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
964     }
965
966     // The @@@ in symbol version is replaced with @ in undefined symbols and
967     // @@ in defined ones.
968     StringRef Name = Symbol.getName();
969     SmallString<32> Buf;
970
971     size_t Pos = Name.find("@@@");
972     if (Pos != StringRef::npos) {
973       Buf += Name.substr(0, Pos);
974       unsigned Skip = MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF ? 2 : 1;
975       Buf += Name.substr(Pos + Skip);
976       Name = Buf;
977     }
978
979     uint64_t &Entry = StringIndexMap[Name];
980     if (!Entry) {
981       Entry = StringTable.size();
982       StringTable += Name;
983       StringTable += '\x00';
984     }
985     MSD.StringIndex = Entry;
986     if (MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF)
987       UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
988     else if (Local)
989       LocalSymbolData.push_back(MSD);
990     else
991       ExternalSymbolData.push_back(MSD);
992   }
993
994   // Symbols are required to be in lexicographic order.
995   array_pod_sort(LocalSymbolData.begin(), LocalSymbolData.end());
996   array_pod_sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
997   array_pod_sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
998
999   // Set the symbol indices. Local symbols must come before all other
1000   // symbols with non-local bindings.
1001   unsigned Index = 1;
1002   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1003     LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1004
1005   Index += NumRegularSections;
1006
1007   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1008     ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1009   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1010     UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1011 }
1012
1013 void ELFObjectWriter::WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
1014                                       const MCSectionData &SD) {
1015   if (!Relocations[&SD].empty()) {
1016     MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1017     const MCSectionELF *RelaSection;
1018     const MCSectionELF &Section =
1019       static_cast<const MCSectionELF&>(SD.getSection());
1020
1021     const StringRef SectionName = Section.getSectionName();
1022     std::string RelaSectionName = HasRelocationAddend ? ".rela" : ".rel";
1023     RelaSectionName += SectionName;
1024
1025     unsigned EntrySize;
1026     if (HasRelocationAddend)
1027       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rela) : sizeof(ELF::Elf32_Rela);
1028     else
1029       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rel) : sizeof(ELF::Elf32_Rel);
1030
1031     RelaSection = Ctx.getELFSection(RelaSectionName, HasRelocationAddend ?
1032                                     ELF::SHT_RELA : ELF::SHT_REL, 0,
1033                                     SectionKind::getReadOnly(),
1034                                     EntrySize, "");
1035
1036     MCSectionData &RelaSD = Asm.getOrCreateSectionData(*RelaSection);
1037     RelaSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1038
1039     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&RelaSD);
1040
1041     WriteRelocationsFragment(Asm, F, &SD);
1042   }
1043 }
1044
1045 void ELFObjectWriter::WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type,
1046                                        uint64_t Flags, uint64_t Address,
1047                                        uint64_t Offset, uint64_t Size,
1048                                        uint32_t Link, uint32_t Info,
1049                                        uint64_t Alignment,
1050                                        uint64_t EntrySize) {
1051   Write32(Name);        // sh_name: index into string table
1052   Write32(Type);        // sh_type
1053   WriteWord(Flags);     // sh_flags
1054   WriteWord(Address);   // sh_addr
1055   WriteWord(Offset);    // sh_offset
1056   WriteWord(Size);      // sh_size
1057   Write32(Link);        // sh_link
1058   Write32(Info);        // sh_info
1059   WriteWord(Alignment); // sh_addralign
1060   WriteWord(EntrySize); // sh_entsize
1061 }
1062
1063 void ELFObjectWriter::WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm,
1064                                                MCDataFragment *F,
1065                                                const MCSectionData *SD) {
1066   std::vector<ELFRelocationEntry> &Relocs = Relocations[SD];
1067   // sort by the r_offset just like gnu as does
1068   array_pod_sort(Relocs.begin(), Relocs.end());
1069
1070   for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1071     ELFRelocationEntry entry = Relocs[e - i - 1];
1072
1073     if (!entry.Index)
1074       ;
1075     else if (entry.Index < 0)
1076       entry.Index = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, entry.Symbol);
1077     else
1078       entry.Index += LocalSymbolData.size();
1079     if (Is64Bit) {
1080       String64(*F, entry.r_offset);
1081
1082       struct ELF::Elf64_Rela ERE64;
1083       ERE64.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1084       String64(*F, ERE64.r_info);
1085
1086       if (HasRelocationAddend)
1087         String64(*F, entry.r_addend);
1088     } else {
1089       String32(*F, entry.r_offset);
1090
1091       struct ELF::Elf32_Rela ERE32;
1092       ERE32.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1093       String32(*F, ERE32.r_info);
1094
1095       if (HasRelocationAddend)
1096         String32(*F, entry.r_addend);
1097     }
1098   }
1099 }
1100
1101 void ELFObjectWriter::CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm,
1102                                              MCAsmLayout &Layout,
1103                                     const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
1104   MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1105   MCDataFragment *F;
1106
1107   unsigned EntrySize = Is64Bit ? ELF::SYMENTRY_SIZE64 : ELF::SYMENTRY_SIZE32;
1108
1109   // We construct .shstrtab, .symtab and .strtab in this order to match gnu as.
1110   const MCSectionELF *ShstrtabSection =
1111     Ctx.getELFSection(".shstrtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1112                       SectionKind::getReadOnly());
1113   MCSectionData &ShstrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*ShstrtabSection);
1114   ShstrtabSD.setAlignment(1);
1115   ShstrtabIndex = Asm.size();
1116
1117   const MCSectionELF *SymtabSection =
1118     Ctx.getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB, 0,
1119                       SectionKind::getReadOnly(),
1120                       EntrySize, "");
1121   MCSectionData &SymtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabSection);
1122   SymtabSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1123   SymbolTableIndex = Asm.size();
1124
1125   MCSectionData *SymtabShndxSD = NULL;
1126
1127   if (NeedsSymtabShndx) {
1128     const MCSectionELF *SymtabShndxSection =
1129       Ctx.getELFSection(".symtab_shndx", ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX, 0,
1130                         SectionKind::getReadOnly(), 4, "");
1131     SymtabShndxSD = &Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabShndxSection);
1132     SymtabShndxSD->setAlignment(4);
1133   }
1134
1135   const MCSection *StrtabSection;
1136   StrtabSection = Ctx.getELFSection(".strtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1137                                     SectionKind::getReadOnly());
1138   MCSectionData &StrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*StrtabSection);
1139   StrtabSD.setAlignment(1);
1140   StringTableIndex = Asm.size();
1141
1142   WriteRelocations(Asm, Layout);
1143
1144   // Symbol table
1145   F = new MCDataFragment(&SymtabSD);
1146   MCDataFragment *ShndxF = NULL;
1147   if (NeedsSymtabShndx) {
1148     ShndxF = new MCDataFragment(SymtabShndxSD);
1149   }
1150   WriteSymbolTable(F, ShndxF, Asm, Layout, SectionIndexMap);
1151
1152   F = new MCDataFragment(&StrtabSD);
1153   F->getContents().append(StringTable.begin(), StringTable.end());
1154
1155   F = new MCDataFragment(&ShstrtabSD);
1156
1157   // Section header string table.
1158   //
1159   // The first entry of a string table holds a null character so skip
1160   // section 0.
1161   uint64_t Index = 1;
1162   F->getContents() += '\x00';
1163
1164   StringMap<uint64_t> SecStringMap;
1165   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1166          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1167     const MCSectionELF &Section =
1168       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1169     // FIXME: We could merge suffixes like in .text and .rela.text.
1170
1171     StringRef Name = Section.getSectionName();
1172     if (SecStringMap.count(Name)) {
1173       SectionStringTableIndex[&Section] =  SecStringMap[Name];
1174       continue;
1175     }
1176     // Remember the index into the string table so we can write it
1177     // into the sh_name field of the section header table.
1178     SectionStringTableIndex[&Section] = Index;
1179     SecStringMap[Name] = Index;
1180
1181     Index += Name.size() + 1;
1182     F->getContents() += Name;
1183     F->getContents() += '\x00';
1184   }
1185 }
1186
1187 bool ELFObjectWriter::IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1188                                            const MCValue Target,
1189                                            bool IsPCRel,
1190                                            const MCFragment *DF) const {
1191   // If this is a PCrel relocation, find the section this fixup value is
1192   // relative to.
1193   const MCSection *BaseSection = 0;
1194   if (IsPCRel) {
1195     BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1196     assert(BaseSection);
1197   }
1198
1199   const MCSection *SectionA = 0;
1200   const MCSymbol *SymbolA = 0;
1201   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
1202     SymbolA = &A->getSymbol();
1203     SectionA = &SymbolA->AliasedSymbol().getSection();
1204   }
1205
1206   const MCSection *SectionB = 0;
1207   const MCSymbol *SymbolB = 0;
1208   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
1209     SymbolB = &B->getSymbol();
1210     SectionB = &SymbolB->AliasedSymbol().getSection();
1211   }
1212
1213   if (!BaseSection)
1214     return SectionA == SectionB;
1215
1216   if (SymbolB)
1217     return false;
1218
1219   // Absolute address but PCrel instruction, so we need a relocation.
1220   if (!SymbolA)
1221     return false;
1222
1223   // FIXME: This is in here just to match gnu as output. If the two ends
1224   // are in the same section, there is nothing that the linker can do to
1225   // break it.
1226   const MCSymbolData &DataA = Asm.getSymbolData(*SymbolA);
1227   if (DataA.isExternal())
1228     return false;
1229
1230   return BaseSection == SectionA;
1231 }
1232
1233 void ELFObjectWriter::CreateGroupSections(MCAssembler &Asm,
1234                                           MCAsmLayout &Layout,
1235                                           GroupMapTy &GroupMap,
1236                                           RevGroupMapTy &RevGroupMap) {
1237   // Build the groups
1238   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1239        it != ie; ++it) {
1240     const MCSectionELF &Section =
1241       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1242     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1243       continue;
1244
1245     const MCSymbol *SignatureSymbol = Section.getGroup();
1246     Asm.getOrCreateSymbolData(*SignatureSymbol);
1247     const MCSectionELF *&Group = RevGroupMap[SignatureSymbol];
1248     if (!Group) {
1249       Group = Asm.getContext().CreateELFGroupSection();
1250       MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1251       Data.setAlignment(4);
1252       MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1253       String32(*F, ELF::GRP_COMDAT);
1254     }
1255     GroupMap[Group] = SignatureSymbol;
1256   }
1257
1258   // Add sections to the groups
1259   unsigned Index = 1;
1260   unsigned NumGroups = RevGroupMap.size();
1261   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1262        it != ie; ++it, ++Index) {
1263     const MCSectionELF &Section =
1264       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1265     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1266       continue;
1267     const MCSectionELF *Group = RevGroupMap[Section.getGroup()];
1268     MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1269     // FIXME: we could use the previous fragment
1270     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1271     String32(*F, NumGroups + Index);
1272   }
1273 }
1274
1275 void ELFObjectWriter::WriteSection(MCAssembler &Asm,
1276                                    const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
1277                                    uint32_t GroupSymbolIndex,
1278                                    uint64_t Offset, uint64_t Size,
1279                                    uint64_t Alignment,
1280                                    const MCSectionELF &Section) {
1281   uint64_t sh_link = 0;
1282   uint64_t sh_info = 0;
1283
1284   switch(Section.getType()) {
1285   case ELF::SHT_DYNAMIC:
1286     sh_link = SectionStringTableIndex[&Section];
1287     sh_info = 0;
1288     break;
1289
1290   case ELF::SHT_REL:
1291   case ELF::SHT_RELA: {
1292     const MCSectionELF *SymtabSection;
1293     const MCSectionELF *InfoSection;
1294     SymtabSection = Asm.getContext().getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB,
1295                                                    0,
1296                                                    SectionKind::getReadOnly());
1297     sh_link = SectionIndexMap.lookup(SymtabSection);
1298     assert(sh_link && ".symtab not found");
1299
1300     // Remove ".rel" and ".rela" prefixes.
1301     unsigned SecNameLen = (Section.getType() == ELF::SHT_REL) ? 4 : 5;
1302     StringRef SectionName = Section.getSectionName().substr(SecNameLen);
1303
1304     InfoSection = Asm.getContext().getELFSection(SectionName,
1305                                                  ELF::SHT_PROGBITS, 0,
1306                                                  SectionKind::getReadOnly());
1307     sh_info = SectionIndexMap.lookup(InfoSection);
1308     break;
1309   }
1310
1311   case ELF::SHT_SYMTAB:
1312   case ELF::SHT_DYNSYM:
1313     sh_link = StringTableIndex;
1314     sh_info = LastLocalSymbolIndex;
1315     break;
1316
1317   case ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX:
1318     sh_link = SymbolTableIndex;
1319     break;
1320
1321   case ELF::SHT_PROGBITS:
1322   case ELF::SHT_STRTAB:
1323   case ELF::SHT_NOBITS:
1324   case ELF::SHT_NULL:
1325   case ELF::SHT_ARM_ATTRIBUTES:
1326     // Nothing to do.
1327     break;
1328
1329   case ELF::SHT_GROUP: {
1330     sh_link = SymbolTableIndex;
1331     sh_info = GroupSymbolIndex;
1332     break;
1333   }
1334
1335   default:
1336     assert(0 && "FIXME: sh_type value not supported!");
1337     break;
1338   }
1339
1340   WriteSecHdrEntry(SectionStringTableIndex[&Section], Section.getType(),
1341                    Section.getFlags(), 0, Offset, Size, sh_link, sh_info,
1342                    Alignment, Section.getEntrySize());
1343 }
1344
1345 static bool IsELFMetaDataSection(const MCSectionData &SD) {
1346   return SD.getOrdinal() == ~UINT32_C(0) &&
1347     !SD.getSection().isVirtualSection();
1348 }
1349
1350 static uint64_t DataSectionSize(const MCSectionData &SD) {
1351   uint64_t Ret = 0;
1352   for (MCSectionData::const_iterator i = SD.begin(), e = SD.end(); i != e;
1353        ++i) {
1354     const MCFragment &F = *i;
1355     assert(F.getKind() == MCFragment::FT_Data);
1356     Ret += cast<MCDataFragment>(F).getContents().size();
1357   }
1358   return Ret;
1359 }
1360
1361 static uint64_t GetSectionFileSize(const MCAsmLayout &Layout,
1362                                    const MCSectionData &SD) {
1363   if (IsELFMetaDataSection(SD))
1364     return DataSectionSize(SD);
1365   return Layout.getSectionFileSize(&SD);
1366 }
1367
1368 static uint64_t GetSectionSize(const MCAsmLayout &Layout,
1369                                    const MCSectionData &SD) {
1370   if (IsELFMetaDataSection(SD))
1371     return DataSectionSize(SD);
1372   return Layout.getSectionSize(&SD);
1373 }
1374
1375 static void WriteDataSectionData(ELFObjectWriter *W, const MCSectionData &SD) {
1376   for (MCSectionData::const_iterator i = SD.begin(), e = SD.end(); i != e;
1377        ++i) {
1378     const MCFragment &F = *i;
1379     assert(F.getKind() == MCFragment::FT_Data);
1380     W->WriteBytes(cast<MCDataFragment>(F).getContents().str());
1381   }
1382 }
1383
1384 void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
1385                                   const MCAsmLayout &Layout) {
1386   GroupMapTy GroupMap;
1387   RevGroupMapTy RevGroupMap;
1388   CreateGroupSections(Asm, const_cast<MCAsmLayout&>(Layout), GroupMap,
1389                       RevGroupMap);
1390
1391   SectionIndexMapTy SectionIndexMap;
1392
1393   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1394
1395   // Compute symbol table information.
1396   ComputeSymbolTable(Asm, SectionIndexMap, RevGroupMap);
1397
1398   CreateMetadataSections(const_cast<MCAssembler&>(Asm),
1399                          const_cast<MCAsmLayout&>(Layout),
1400                          SectionIndexMap);
1401
1402   // Update to include the metadata sections.
1403   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1404
1405   // Add 1 for the null section.
1406   unsigned NumSections = Asm.size() + 1;
1407   uint64_t NaturalAlignment = Is64Bit ? 8 : 4;
1408   uint64_t HeaderSize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr);
1409   uint64_t FileOff = HeaderSize;
1410
1411   std::vector<const MCSectionELF*> Sections;
1412   Sections.resize(NumSections);
1413
1414   for (SectionIndexMapTy::const_iterator i=
1415          SectionIndexMap.begin(), e = SectionIndexMap.end(); i != e; ++i) {
1416     const std::pair<const MCSectionELF*, uint32_t> &p = *i;
1417     Sections[p.second] = p.first;
1418   }
1419
1420   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1421     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1422     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1423
1424     FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1425
1426     // Get the size of the section in the output file (including padding).
1427     FileOff += GetSectionFileSize(Layout, SD);
1428   }
1429
1430   FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1431
1432   // Write out the ELF header ...
1433   WriteHeader(FileOff - HeaderSize, NumSections);
1434
1435   FileOff = HeaderSize;
1436
1437   // ... then all of the sections ...
1438   DenseMap<const MCSection*, uint64_t> SectionOffsetMap;
1439
1440   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1441     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1442     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1443
1444     uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1445     WriteZeros(Padding);
1446     FileOff += Padding;
1447
1448     // Remember the offset into the file for this section.
1449     SectionOffsetMap[&Section] = FileOff;
1450
1451     FileOff += GetSectionFileSize(Layout, SD);
1452
1453     if (IsELFMetaDataSection(SD))
1454       WriteDataSectionData(this, SD);
1455     else
1456       Asm.WriteSectionData(&SD, Layout, this);
1457   }
1458
1459   uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1460   WriteZeros(Padding);
1461   FileOff += Padding;
1462
1463   // ... and then the section header table.
1464   // Should we align the section header table?
1465   //
1466   // Null section first.
1467   uint64_t FirstSectionSize =
1468     NumSections >= ELF::SHN_LORESERVE ? NumSections : 0;
1469   uint32_t FirstSectionLink =
1470     ShstrtabIndex >= ELF::SHN_LORESERVE ? ShstrtabIndex : 0;
1471   WriteSecHdrEntry(0, 0, 0, 0, 0, FirstSectionSize, FirstSectionLink, 0, 0, 0);
1472
1473   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1474     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1475     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1476     uint32_t GroupSymbolIndex;
1477     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
1478       GroupSymbolIndex = 0;
1479     else
1480       GroupSymbolIndex = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, GroupMap[&Section]);
1481
1482     uint64_t Size = GetSectionSize(Layout, SD);
1483
1484     WriteSection(Asm, SectionIndexMap, GroupSymbolIndex,
1485                  SectionOffsetMap[&Section], Size,
1486                  SD.getAlignment(), Section);
1487   }
1488 }
1489
1490 MCObjectWriter *llvm::createELFObjectWriter(raw_ostream &OS,
1491                                             bool Is64Bit,
1492                                             Triple::OSType OSType,
1493                                             uint16_t EMachine,
1494                                             bool IsLittleEndian,
1495                                             bool HasRelocationAddend) {
1496   switch (EMachine) {
1497     case ELF::EM_386:
1498     case ELF::EM_X86_64:
1499       return new X86ELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1500                                     HasRelocationAddend, OSType); break;
1501     case ELF::EM_ARM:
1502       return new ARMELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1503                                     HasRelocationAddend, OSType); break;
1504     case ELF::EM_MBLAZE:
1505       return new MBlazeELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1506                                        HasRelocationAddend, OSType); break;
1507     default: llvm_unreachable("Unsupported architecture"); break;
1508   }
1509 }
1510
1511
1512 /// START OF SUBCLASSES for ELFObjectWriter
1513 //===- ARMELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1514
1515 ARMELFObjectWriter::ARMELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1516                                        bool _IsLittleEndian,
1517                                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelocationAddend,
1518                                        Triple::OSType _OSType)
1519   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1520                     _HasRelocationAddend, _OSType)
1521 {}
1522
1523 ARMELFObjectWriter::~ARMELFObjectWriter()
1524 {}
1525
1526 unsigned ARMELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1527                                           const MCFixup &Fixup,
1528                                           bool IsPCRel,
1529                                           bool IsRelocWithSymbol,
1530                                           int64_t Addend) {
1531   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.isAbsolute() ?
1532     MCSymbolRefExpr::VK_None : Target.getSymA()->getKind();
1533
1534   if (IsPCRel) {
1535     switch (Modifier) {
1536     default: assert(0 && "Unimplemented Modifier");
1537     case MCSymbolRefExpr::VK_None: break;
1538     }
1539     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1540     default: assert(0 && "Unimplemented");
1541     case ARM::fixup_arm_branch: return ELF::R_ARM_CALL; break;
1542     }
1543   } else {
1544     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1545     default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1546     case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
1547     case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
1548     case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
1549     case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
1550       assert(0 && "Unimplemented"); break;
1551     case ARM::fixup_arm_branch:
1552       return ELF::R_ARM_CALL; break;
1553     case ARM::fixup_arm_movt_hi16: 
1554       return ELF::R_ARM_MOVT_ABS; break;
1555     case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
1556       return ELF::R_ARM_MOVW_ABS_NC; break;
1557     }
1558   }
1559
1560   if (RelocNeedsGOT(Modifier))
1561     NeedsGOT = true;
1562   return -1;
1563 }
1564
1565 //===- MBlazeELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1566
1567 MBlazeELFObjectWriter::MBlazeELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1568                                              bool _IsLittleEndian,
1569                                              uint16_t _EMachine,
1570                                              bool _HasRelocationAddend,
1571                                              Triple::OSType _OSType)
1572   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1573                     _HasRelocationAddend, _OSType) {
1574 }
1575
1576 MBlazeELFObjectWriter::~MBlazeELFObjectWriter() {
1577 }
1578
1579 unsigned MBlazeELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1580                                              const MCFixup &Fixup,
1581                                              bool IsPCRel,
1582                                              bool IsRelocWithSymbol,
1583                                              int64_t Addend) {
1584   // determine the type of the relocation
1585   unsigned Type;
1586   if (IsPCRel) {
1587     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1588     default:
1589       llvm_unreachable("Unimplemented");
1590     case FK_PCRel_4:
1591       Type = ELF::R_MICROBLAZE_64_PCREL;
1592       break;
1593     case FK_PCRel_2:
1594       Type = ELF::R_MICROBLAZE_32_PCREL;
1595       break;
1596     }
1597   } else {
1598     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1599     default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1600     case FK_Data_4:
1601       Type = ((IsRelocWithSymbol || Addend !=0)
1602               ? ELF::R_MICROBLAZE_32
1603               : ELF::R_MICROBLAZE_64);
1604       break;
1605     case FK_Data_2:
1606       Type = ELF::R_MICROBLAZE_32;
1607       break;
1608     }
1609   }
1610   return Type;
1611 }
1612
1613 //===- X86ELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1614
1615
1616 X86ELFObjectWriter::X86ELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1617                                        bool _IsLittleEndian,
1618                                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelocationAddend,
1619                                        Triple::OSType _OSType)
1620   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1621                     _HasRelocationAddend, _OSType)
1622 {}
1623
1624 X86ELFObjectWriter::~X86ELFObjectWriter()
1625 {}
1626
1627 unsigned X86ELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1628                                           const MCFixup &Fixup,
1629                                           bool IsPCRel,
1630                                           bool IsRelocWithSymbol,
1631                                           int64_t Addend) {
1632   // determine the type of the relocation
1633
1634   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.isAbsolute() ?
1635     MCSymbolRefExpr::VK_None : Target.getSymA()->getKind();
1636   unsigned Type;
1637   if (Is64Bit) {
1638     if (IsPCRel) {
1639       switch (Modifier) {
1640       default:
1641         llvm_unreachable("Unimplemented");
1642       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1643         Type = ELF::R_X86_64_PC32;
1644         break;
1645       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
1646         Type = ELF::R_X86_64_PLT32;
1647         break;
1648       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
1649         Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
1650         break;
1651       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
1652         Type = ELF::R_X86_64_GOTTPOFF;
1653         break;
1654       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
1655         Type = ELF::R_X86_64_TLSGD;
1656         break;
1657       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
1658         Type = ELF::R_X86_64_TLSLD;
1659         break;
1660       }
1661     } else {
1662       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1663       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1664       case FK_Data_8: Type = ELF::R_X86_64_64; break;
1665       case X86::reloc_signed_4byte:
1666       case FK_PCRel_4:
1667         assert(isInt<32>(Target.getConstant()));
1668         switch (Modifier) {
1669         default:
1670           llvm_unreachable("Unimplemented");
1671         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1672           Type = ELF::R_X86_64_32S;
1673           break;
1674         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
1675           Type = ELF::R_X86_64_GOT32;
1676           break;
1677         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
1678           Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
1679           break;
1680         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
1681           Type = ELF::R_X86_64_TPOFF32;
1682           break;
1683         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
1684           Type = ELF::R_X86_64_DTPOFF32;
1685           break;
1686         }
1687         break;
1688       case FK_Data_4:
1689         Type = ELF::R_X86_64_32;
1690         break;
1691       case FK_Data_2: Type = ELF::R_X86_64_16; break;
1692       case FK_PCRel_1:
1693       case FK_Data_1: Type = ELF::R_X86_64_8; break;
1694       }
1695     }
1696   } else {
1697     if (IsPCRel) {
1698       switch (Modifier) {
1699       default:
1700         llvm_unreachable("Unimplemented");
1701       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1702         Type = ELF::R_386_PC32;
1703         break;
1704       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
1705         Type = ELF::R_386_PLT32;
1706         break;
1707       }
1708     } else {
1709       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1710       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1711
1712       case X86::reloc_global_offset_table:
1713         Type = ELF::R_386_GOTPC;
1714         break;
1715
1716       // FIXME: Should we avoid selecting reloc_signed_4byte in 32 bit mode
1717       // instead?
1718       case X86::reloc_signed_4byte:
1719       case FK_PCRel_4:
1720       case FK_Data_4:
1721         switch (Modifier) {
1722         default:
1723           llvm_unreachable("Unimplemented");
1724         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1725           Type = ELF::R_386_32;
1726           break;
1727         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
1728           Type = ELF::R_386_GOT32;
1729           break;
1730         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF:
1731           Type = ELF::R_386_GOTOFF;
1732           break;
1733         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
1734           Type = ELF::R_386_TLS_GD;
1735           break;
1736         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
1737           Type = ELF::R_386_TLS_LE_32;
1738           break;
1739         case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
1740           Type = ELF::R_386_TLS_IE;
1741           break;
1742         case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
1743           Type = ELF::R_386_TLS_LE;
1744           break;
1745         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
1746           Type = ELF::R_386_TLS_GOTIE;
1747           break;
1748         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
1749           Type = ELF::R_386_TLS_LDM;
1750           break;
1751         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
1752           Type = ELF::R_386_TLS_LDO_32;
1753           break;
1754         }
1755         break;
1756       case FK_Data_2: Type = ELF::R_386_16; break;
1757       case FK_PCRel_1:
1758       case FK_Data_1: Type = ELF::R_386_8; break;
1759       }
1760     }
1761   }
1762
1763   if (RelocNeedsGOT(Modifier))
1764     NeedsGOT = true;
1765
1766   return Type;
1767 }