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