lib/MC/MachObjectWriter.cpp

   1 //===- lib/MC/MachObjectWriter.cpp - Mach-O 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 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  11 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  12 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  13 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
  14 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  15 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  16 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  17 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  18 #include "llvm/MC/MCMachOSymbolFlags.h"
  19 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  20 #include "llvm/Object/MachOFormat.h"
  21 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  23
  24 // FIXME: Gross.
  25 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  26
  27 #include <vector>
  28 using namespace llvm;
  29 using namespace llvm::object;
  30
  31 // FIXME: this has been copied from (or to) X86AsmBackend.cpp
  32 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
  33   switch (Kind) {
  34   // FIXME: Until ARM has it's own relocation stuff spun off, it comes
  35   // through here and we don't want it to puke all over. Any reasonable
  36   // values will only come when ARM relocation support gets added, at which
  37   // point this will be X86 only again and the llvm_unreachable can be
  38   // re-enabled.
  39   default: return 0;// llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
  40   case FK_PCRel_1:
  41   case FK_Data_1: return 0;
  42   case FK_PCRel_2:
  43   case FK_Data_2: return 1;
  44   case FK_PCRel_4:
  45   case X86::reloc_riprel_4byte:
  46   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
  47   case X86::reloc_signed_4byte:
  48   case FK_Data_4: return 2;
  49   case FK_Data_8: return 3;
  50   }
  51 }
  52
  53 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
  54   switch (Kind) {
  55   default:
  56     return false;
  57   case FK_PCRel_1:
  58   case FK_PCRel_2:
  59   case FK_PCRel_4:
  60   case X86::reloc_riprel_4byte:
  61   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
  62     return true;
  63   }
  64 }
  65
  66 static bool isFixupKindRIPRel(unsigned Kind) {
  67   return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
  68     Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
  69 }
  70
  71 static bool doesSymbolRequireExternRelocation(MCSymbolData *SD) {
  72   // Undefined symbols are always extern.
  73   if (SD->Symbol->isUndefined())
  74     return true;
  75
  76   // References to weak definitions require external relocation entries; the
  77   // definition may not always be the one in the same object file.
  78   if (SD->getFlags() & SF_WeakDefinition)
  79     return true;
  80
  81   // Otherwise, we can use an internal relocation.
  82   return false;
  83 }
  84
  85 static bool isScatteredFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
  86                                           const MCValue Target,
  87                                           const MCSymbolData *BaseSymbol) {
  88   // The effective fixup address is
  89   //     addr(atom(A)) + offset(A)
  90   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
  91   //   - addr(BaseSymbol) + <fixup offset from base symbol>
  92   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
  93   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(BaseSymbol) == 0.
  94   //
  95   // Note that "false" is almost always conservatively correct (it means we emit
  96   // a relocation which is unnecessary), except when it would force us to emit a
  97   // relocation which the target cannot encode.
  98
  99   const MCSymbolData *A_Base = 0, *B_Base = 0;
 100   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
 101     // Modified symbol references cannot be resolved.
 102     if (A->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 103       return false;
 104
 105     A_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(A->getSymbol()));
 106     if (!A_Base)
 107       return false;
 108   }
 109
 110   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 111     // Modified symbol references cannot be resolved.
 112     if (B->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 113       return false;
 114
 115     B_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(B->getSymbol()));
 116     if (!B_Base)
 117       return false;
 118   }
 119
 120   // If there is no base, A and B have to be the same atom for this fixup to be
 121   // fully resolved.
 122   if (!BaseSymbol)
 123     return A_Base == B_Base;
 124
 125   // Otherwise, B must be missing and A must be the base.
 126   return !B_Base && BaseSymbol == A_Base;
 127 }
 128
 129 static bool isScatteredFixupFullyResolvedSimple(const MCAssembler &Asm,
 130                                                 const MCValue Target,
 131                                                 const MCSection *BaseSection) {
 132   // The effective fixup address is
 133   //     addr(atom(A)) + offset(A)
 134   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
 135   //   - addr(<base symbol>) + <fixup offset from base symbol>
 136   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
 137   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(<base symbol>)) == 0.
 138   //
 139   // The simple (Darwin, except on x86_64) way of dealing with this was to
 140   // assume that any reference to a temporary symbol *must* be a temporary
 141   // symbol in the same atom, unless the sections differ. Therefore, any PCrel
 142   // relocation to a temporary symbol (in the same section) is fully
 143   // resolved. This also works in conjunction with absolutized .set, which
 144   // requires the compiler to use .set to absolutize the differences between
 145   // symbols which the compiler knows to be assembly time constants, so we don't
 146   // need to worry about considering symbol differences fully resolved.
 147
 148   // Non-relative fixups are only resolved if constant.
 149   if (!BaseSection)
 150     return Target.isAbsolute();
 151
 152   // Otherwise, relative fixups are only resolved if not a difference and the
 153   // target is a temporary in the same section.
 154   if (Target.isAbsolute() || Target.getSymB())
 155     return false;
 156
 157   const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 158   if (!A->isTemporary() || !A->isInSection() ||
 159       &A->getSection() != BaseSection)
 160     return false;
 161
 162   return true;
 163 }
 164
 165 namespace {
 166
 167 class MachObjectWriter : public MCObjectWriter {
 168   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
 169   /// on symbols.
 170   struct MachSymbolData {
 171     MCSymbolData *SymbolData;
 172     uint64_t StringIndex;
 173     uint8_t SectionIndex;
 174
 175     // Support lexicographic sorting.
 176     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
 177       return SymbolData->getSymbol().getName() <
 178              RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
 179     }
 180   };
 181
 182   /// @name Relocation Data
 183   /// @{
 184
 185   llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
 186                  std::vector<macho::RelocationEntry> > Relocations;
 187   llvm::DenseMap<const MCSectionData*, unsigned> IndirectSymBase;
 188
 189   /// @}
 190   /// @name Symbol Table Data
 191   /// @{
 192
 193   SmallString<256> StringTable;
 194   std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 195   std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 196   std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 197
 198   /// @}
 199
 200   unsigned Is64Bit : 1;
 201
 202   uint32_t CPUType;
 203   uint32_t CPUSubtype;
 204
 205 public:
 206   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS,
 207                    bool _Is64Bit, uint32_t _CPUType, uint32_t _CPUSubtype,
 208                    bool _IsLittleEndian)
 209     : MCObjectWriter(_OS, _IsLittleEndian),
 210       Is64Bit(_Is64Bit), CPUType(_CPUType), CPUSubtype(_CPUSubtype) {
 211   }
 212
 213   void WriteHeader(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
 214                    bool SubsectionsViaSymbols) {
 215     uint32_t Flags = 0;
 216
 217     if (SubsectionsViaSymbols)
 218       Flags |= macho::HF_SubsectionsViaSymbols;
 219
 220     // struct mach_header (28 bytes) or
 221     // struct mach_header_64 (32 bytes)
 222
 223     uint64_t Start = OS.tell();
 224     (void) Start;
 225
 226     Write32(Is64Bit ? macho::HM_Object64 : macho::HM_Object32);
 227
 228     Write32(CPUType);
 229     Write32(CPUSubtype);
 230
 231     Write32(macho::HFT_Object);
 232     Write32(NumLoadCommands);
 233     Write32(LoadCommandsSize);
 234     Write32(Flags);
 235     if (Is64Bit)
 236       Write32(0); // reserved
 237
 238     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ?
 239            macho::Header64Size : macho::Header32Size);
 240   }
 241
 242   /// WriteSegmentLoadCommand - Write a segment load command.
 243   ///
 244   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 245   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 246   void WriteSegmentLoadCommand(unsigned NumSections,
 247                                uint64_t VMSize,
 248                                uint64_t SectionDataStartOffset,
 249                                uint64_t SectionDataSize) {
 250     // struct segment_command (56 bytes) or
 251     // struct segment_command_64 (72 bytes)
 252
 253     uint64_t Start = OS.tell();
 254     (void) Start;
 255
 256     unsigned SegmentLoadCommandSize = Is64Bit ? macho::SegmentLoadCommand64Size:
 257       macho::SegmentLoadCommand32Size;
 258     Write32(Is64Bit ? macho::LCT_Segment64 : macho::LCT_Segment);
 259     Write32(SegmentLoadCommandSize +
 260             NumSections * (Is64Bit ? macho::Section64Size :
 261                            macho::Section32Size));
 262
 263     WriteBytes("", 16);
 264     if (Is64Bit) {
 265       Write64(0); // vmaddr
 266       Write64(VMSize); // vmsize
 267       Write64(SectionDataStartOffset); // file offset
 268       Write64(SectionDataSize); // file size
 269     } else {
 270       Write32(0); // vmaddr
 271       Write32(VMSize); // vmsize
 272       Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 273       Write32(SectionDataSize); // file size
 274     }
 275     Write32(0x7); // maxprot
 276     Write32(0x7); // initprot
 277     Write32(NumSections);
 278     Write32(0); // flags
 279
 280     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommandSize);
 281   }
 282
 283   void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 284                     const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
 285                     uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
 286     uint64_t SectionSize = Layout.getSectionSize(&SD);
 287
 288     // The offset is unused for virtual sections.
 289     if (SD.getSection().isVirtualSection()) {
 290       assert(Layout.getSectionFileSize(&SD) == 0 && "Invalid file size!");
 291       FileOffset = 0;
 292     }
 293
 294     // struct section (68 bytes) or
 295     // struct section_64 (80 bytes)
 296
 297     uint64_t Start = OS.tell();
 298     (void) Start;
 299
 300     const MCSectionMachO &Section = cast<MCSectionMachO>(SD.getSection());
 301     WriteBytes(Section.getSectionName(), 16);
 302     WriteBytes(Section.getSegmentName(), 16);
 303     if (Is64Bit) {
 304       Write64(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
 305       Write64(SectionSize); // size
 306     } else {
 307       Write32(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
 308       Write32(SectionSize); // size
 309     }
 310     Write32(FileOffset);
 311
 312     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
 313     if (SD.hasInstructions())
 314       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
 315
 316     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 317     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 318     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
 319     Write32(NumRelocations);
 320     Write32(Flags);
 321     Write32(IndirectSymBase.lookup(&SD)); // reserved1
 322     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 323     if (Is64Bit)
 324       Write32(0); // reserved3
 325
 326     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ? macho::Section64Size :
 327            macho::Section32Size);
 328   }
 329
 330   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 331                               uint32_t StringTableOffset,
 332                               uint32_t StringTableSize) {
 333     // struct symtab_command (24 bytes)
 334
 335     uint64_t Start = OS.tell();
 336     (void) Start;
 337
 338     Write32(macho::LCT_Symtab);
 339     Write32(macho::SymtabLoadCommandSize);
 340     Write32(SymbolOffset);
 341     Write32(NumSymbols);
 342     Write32(StringTableOffset);
 343     Write32(StringTableSize);
 344
 345     assert(OS.tell() - Start == macho::SymtabLoadCommandSize);
 346   }
 347
 348   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 349                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 350                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 351                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 352                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 353                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 354                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 355                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 356     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 357
 358     uint64_t Start = OS.tell();
 359     (void) Start;
 360
 361     Write32(macho::LCT_Dysymtab);
 362     Write32(macho::DysymtabLoadCommandSize);
 363     Write32(FirstLocalSymbol);
 364     Write32(NumLocalSymbols);
 365     Write32(FirstExternalSymbol);
 366     Write32(NumExternalSymbols);
 367     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 368     Write32(NumUndefinedSymbols);
 369     Write32(0); // tocoff
 370     Write32(0); // ntoc
 371     Write32(0); // modtaboff
 372     Write32(0); // nmodtab
 373     Write32(0); // extrefsymoff
 374     Write32(0); // nextrefsyms
 375     Write32(IndirectSymbolOffset);
 376     Write32(NumIndirectSymbols);
 377     Write32(0); // extreloff
 378     Write32(0); // nextrel
 379     Write32(0); // locreloff
 380     Write32(0); // nlocrel
 381
 382     assert(OS.tell() - Start == macho::DysymtabLoadCommandSize);
 383   }
 384
 385   void WriteNlist(MachSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout) {
 386     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 387     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 388     uint8_t Type = 0;
 389     uint16_t Flags = Data.getFlags();
 390     uint32_t Address = 0;
 391
 392     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 393     //
 394     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 395     if (Symbol.isUndefined())
 396       Type = macho::STT_Undefined;
 397     else if (Symbol.isAbsolute())
 398       Type = macho::STT_Absolute;
 399     else
 400       Type = macho::STT_Section;
 401
 402     // FIXME: Set STAB bits.
 403
 404     if (Data.isPrivateExtern())
 405       Type |= macho::STF_PrivateExtern;
 406
 407     // Set external bit.
 408     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
 409       Type |= macho::STF_External;
 410
 411     // Compute the symbol address.
 412     if (Symbol.isDefined()) {
 413       if (Symbol.isAbsolute()) {
 414         Address = cast<MCConstantExpr>(Symbol.getVariableValue())->getValue();
 415       } else {
 416         Address = Layout.getSymbolAddress(&Data);
 417       }
 418     } else if (Data.isCommon()) {
 419       // Common symbols are encoded with the size in the address
 420       // field, and their alignment in the flags.
 421       Address = Data.getCommonSize();
 422
 423       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
 424       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
 425         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
 426         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
 427         if (Log2Size > 15)
 428           report_fatal_error("invalid 'common' alignment '" +
 429                             Twine(Align) + "'");
 430         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
 431         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
 432       }
 433     }
 434
 435     // struct nlist (12 bytes)
 436
 437     Write32(MSD.StringIndex);
 438     Write8(Type);
 439     Write8(MSD.SectionIndex);
 440
 441     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 442     // value.
 443     Write16(Flags);
 444     if (Is64Bit)
 445       Write64(Address);
 446     else
 447       Write32(Address);
 448   }
 449
 450   // FIXME: We really need to improve the relocation validation. Basically, we
 451   // want to implement a separate computation which evaluates the relocation
 452   // entry as the linker would, and verifies that the resultant fixup value is
 453   // exactly what the encoder wanted. This will catch several classes of
 454   // problems:
 455   //
 456   //  - Relocation entry bugs, the two algorithms are unlikely to have the same
 457   //    exact bug.
 458   //
 459   //  - Relaxation issues, where we forget to relax something.
 460   //
 461   //  - Input errors, where something cannot be correctly encoded. 'as' allows
 462   //    these through in many cases.
 463
 464   void RecordX86_64Relocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 465                               const MCFragment *Fragment,
 466                               const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 467                               uint64_t &FixedValue) {
 468     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 469     unsigned IsRIPRel = isFixupKindRIPRel(Fixup.getKind());
 470     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 471
 472     // See <reloc.h>.
 473     uint32_t FixupOffset =
 474       Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 475     uint32_t FixupAddress =
 476       Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
 477     int64_t Value = 0;
 478     unsigned Index = 0;
 479     unsigned IsExtern = 0;
 480     unsigned Type = 0;
 481
 482     Value = Target.getConstant();
 483
 484     if (IsPCRel) {
 485       // Compensate for the relocation offset, Darwin x86_64 relocations only
 486       // have the addend and appear to have attempted to define it to be the
 487       // actual expression addend without the PCrel bias. However, instructions
 488       // with data following the relocation are not accomodated for (see comment
 489       // below regarding SIGNED{1,2,4}), so it isn't exactly that either.
 490       Value += 1LL << Log2Size;
 491     }
 492
 493     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 494       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 495       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 496       Index = 0;
 497
 498       // FIXME: I believe this is broken, I don't think the linker can
 499       // understand it. I think it would require a local relocation, but I'm not
 500       // sure if that would work either. The official way to get an absolute
 501       // PCrel relocation is to use an absolute symbol (which we don't support
 502       // yet).
 503       if (IsPCRel) {
 504         IsExtern = 1;
 505         Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 506       }
 507     } else if (Target.getSymB()) { // A - B + constant
 508       const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 509       MCSymbolData &A_SD = Asm.getSymbolData(*A);
 510       const MCSymbolData *A_Base = Asm.getAtom(&A_SD);
 511
 512       const MCSymbol *B = &Target.getSymB()->getSymbol();
 513       MCSymbolData &B_SD = Asm.getSymbolData(*B);
 514       const MCSymbolData *B_Base = Asm.getAtom(&B_SD);
 515
 516       // Neither symbol can be modified.
 517       if (Target.getSymA()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None ||
 518           Target.getSymB()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 519         report_fatal_error("unsupported relocation of modified symbol");
 520
 521       // We don't support PCrel relocations of differences. Darwin 'as' doesn't
 522       // implement most of these correctly.
 523       if (IsPCRel)
 524         report_fatal_error("unsupported pc-relative relocation of difference");
 525
 526       // The support for the situation where one or both of the symbols would
 527       // require a local relocation is handled just like if the symbols were
 528       // external.  This is certainly used in the case of debug sections where
 529       // the section has only temporary symbols and thus the symbols don't have
 530       // base symbols.  This is encoded using the section ordinal and
 531       // non-extern relocation entries.
 532
 533       // Darwin 'as' doesn't emit correct relocations for this (it ends up with
 534       // a single SIGNED relocation); reject it for now.  Except the case where
 535       // both symbols don't have a base, equal but both NULL.
 536       if (A_Base == B_Base && A_Base)
 537         report_fatal_error("unsupported relocation with identical base");
 538
 539       assert((A_Base == NULL) == (B_Base == NULL));
 540       assert(A_SD.getFragment()->getParent() ==
 541              B_SD.getFragment()->getParent());
 542
 543       Value += Layout.getSymbolOffset(&A_SD) -
 544                (A_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolOffset(A_Base));
 545       Value -= Layout.getSymbolOffset(&B_SD) -
 546                (B_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolOffset(B_Base));
 547
 548       if (A_Base) {
 549         Index = A_Base->getIndex();
 550         IsExtern = 1;
 551       }
 552       else {
 553         Index = A_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 554         IsExtern = 0;
 555       }
 556       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 557
 558       macho::RelocationEntry MRE;
 559       MRE.Word0 = FixupOffset;
 560       MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 561                    (IsPCRel   << 24) |
 562                    (Log2Size  << 25) |
 563                    (IsExtern  << 27) |
 564                    (Type      << 28));
 565       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 566
 567       if (B_Base) {
 568         Index = B_Base->getIndex();
 569         IsExtern = 1;
 570       }
 571       else {
 572         Index = B_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 573         IsExtern = 0;
 574       }
 575       Type = macho::RIT_X86_64_Subtractor;
 576     } else {
 577       const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
 578       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*Symbol);
 579       const MCSymbolData *Base = Asm.getAtom(&SD);
 580
 581       // Relocations inside debug sections always use local relocations when
 582       // possible. This seems to be done because the debugger doesn't fully
 583       // understand x86_64 relocation entries, and expects to find values that
 584       // have already been fixed up.
 585       if (Symbol->isInSection()) {
 586         const MCSectionMachO &Section = static_cast<const MCSectionMachO&>(
 587           Fragment->getParent()->getSection());
 588         if (Section.hasAttribute(MCSectionMachO::S_ATTR_DEBUG))
 589           Base = 0;
 590       }
 591
 592       // x86_64 almost always uses external relocations, except when there is no
 593       // symbol to use as a base address (a local symbol with no preceeding
 594       // non-local symbol).
 595       if (Base) {
 596         Index = Base->getIndex();
 597         IsExtern = 1;
 598
 599         // Add the local offset, if needed.
 600         if (Base != &SD)
 601           Value += Layout.getSymbolOffset(&SD) - Layout.getSymbolOffset(Base);
 602       } else if (Symbol->isInSection()) {
 603         // The index is the section ordinal (1-based).
 604         Index = SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 605         IsExtern = 0;
 606         Value += Layout.getSymbolAddress(&SD);
 607
 608         if (IsPCRel)
 609           Value -= FixupAddress + (1 << Log2Size);
 610       } else {
 611         report_fatal_error("unsupported relocation of undefined symbol '" +
 612                            Symbol->getName() + "'");
 613       }
 614
 615       MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.getSymA()->getKind();
 616       if (IsPCRel) {
 617         if (IsRIPRel) {
 618           if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 619             // x86_64 distinguishes movq foo@GOTPCREL so that the linker can
 620             // rewrite the movq to an leaq at link time if the symbol ends up in
 621             // the same linkage unit.
 622             if (unsigned(Fixup.getKind()) == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load)
 623               Type = macho::RIT_X86_64_GOTLoad;
 624             else
 625               Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 626           }  else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 627             Type = macho::RIT_X86_64_TLV;
 628           }  else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None) {
 629             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 630           } else {
 631             Type = macho::RIT_X86_64_Signed;
 632
 633             // The Darwin x86_64 relocation format has a problem where it cannot
 634             // encode an address (L<foo> + <constant>) which is outside the atom
 635             // containing L<foo>. Generally, this shouldn't occur but it does
 636             // happen when we have a RIPrel instruction with data following the
 637             // relocation entry (e.g., movb $012, L0(%rip)). Even with the PCrel
 638             // adjustment Darwin x86_64 uses, the offset is still negative and
 639             // the linker has no way to recognize this.
 640             //
 641             // To work around this, Darwin uses several special relocation types
 642             // to indicate the offsets. However, the specification or
 643             // implementation of these seems to also be incomplete; they should
 644             // adjust the addend as well based on the actual encoded instruction
 645             // (the additional bias), but instead appear to just look at the
 646             // final offset.
 647             switch (-(Target.getConstant() + (1LL << Log2Size))) {
 648             case 1: Type = macho::RIT_X86_64_Signed1; break;
 649             case 2: Type = macho::RIT_X86_64_Signed2; break;
 650             case 4: Type = macho::RIT_X86_64_Signed4; break;
 651             }
 652           }
 653         } else {
 654           if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 655             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in branch "
 656                               "relocation");
 657
 658           Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 659         }
 660       } else {
 661         if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOT) {
 662           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 663         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 664           // GOTPCREL is allowed as a modifier on non-PCrel instructions, in
 665           // which case all we do is set the PCrel bit in the relocation entry;
 666           // this is used with exception handling, for example. The source is
 667           // required to include any necessary offset directly.
 668           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 669           IsPCRel = 1;
 670         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 671           report_fatal_error("TLVP symbol modifier should have been rip-rel");
 672         } else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 673           report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 674         else
 675           Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 676       }
 677     }
 678
 679     // x86_64 always writes custom values into the fixups.
 680     FixedValue = Value;
 681
 682     // struct relocation_info (8 bytes)
 683     macho::RelocationEntry MRE;
 684     MRE.Word0 = FixupOffset;
 685     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 686                  (IsPCRel   << 24) |
 687                  (Log2Size  << 25) |
 688                  (IsExtern  << 27) |
 689                  (Type      << 28));
 690     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 691   }
 692
 693   void RecordScatteredRelocation(const MCAssembler &Asm,
 694                                  const MCAsmLayout &Layout,
 695                                  const MCFragment *Fragment,
 696                                  const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 697                                  uint64_t &FixedValue) {
 698     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 699     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 700     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 701     unsigned Type = macho::RIT_Vanilla;
 702
 703     // See <reloc.h>.
 704     const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 705     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 706
 707     if (!A_SD->getFragment())
 708       report_fatal_error("symbol '" + A->getName() +
 709                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 710
 711     uint32_t Value = Layout.getSymbolAddress(A_SD);
 712     uint32_t Value2 = 0;
 713
 714     if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 715       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(B->getSymbol());
 716
 717       if (!B_SD->getFragment())
 718         report_fatal_error("symbol '" + B->getSymbol().getName() +
 719                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 720
 721       // Select the appropriate difference relocation type.
 722       //
 723       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
 724       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
 725       // for pedantic compatibility with 'as'.
 726       Type = A_SD->isExternal() ? macho::RIT_Difference :
 727         macho::RIT_LocalDifference;
 728       Value2 = Layout.getSymbolAddress(B_SD);
 729     }
 730
 731     // Relocations are written out in reverse order, so the PAIR comes first.
 732     if (Type == macho::RIT_Difference || Type == macho::RIT_LocalDifference) {
 733       macho::RelocationEntry MRE;
 734       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 735                    (macho::RIT_Pair  << 24) |
 736                    (Log2Size  << 28) |
 737                    (IsPCRel   << 30) |
 738                    macho::RF_Scattered);
 739       MRE.Word1 = Value2;
 740       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 741     }
 742
 743     macho::RelocationEntry MRE;
 744     MRE.Word0 = ((FixupOffset <<  0) |
 745                  (Type        << 24) |
 746                  (Log2Size    << 28) |
 747                  (IsPCRel     << 30) |
 748                  macho::RF_Scattered);
 749     MRE.Word1 = Value;
 750     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 751   }
 752
 753   void RecordTLVPRelocation(const MCAssembler &Asm,
 754                             const MCAsmLayout &Layout,
 755                             const MCFragment *Fragment,
 756                             const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 757                             uint64_t &FixedValue) {
 758     assert(Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP &&
 759            !Is64Bit &&
 760            "Should only be called with a 32-bit TLVP relocation!");
 761
 762     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 763     uint32_t Value = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 764     unsigned IsPCRel = 0;
 765
 766     // Get the symbol data.
 767     MCSymbolData *SD_A = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 768     unsigned Index = SD_A->getIndex();
 769
 770     // We're only going to have a second symbol in pic mode and it'll be a
 771     // subtraction from the picbase. For 32-bit pic the addend is the difference
 772     // between the picbase and the next address.  For 32-bit static the addend
 773     // is zero.
 774     if (Target.getSymB()) {
 775       // If this is a subtraction then we're pcrel.
 776       uint32_t FixupAddress =
 777       Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
 778       MCSymbolData *SD_B = &Asm.getSymbolData(Target.getSymB()->getSymbol());
 779       IsPCRel = 1;
 780       FixedValue = (FixupAddress - Layout.getSymbolAddress(SD_B) +
 781                     Target.getConstant());
 782       FixedValue += 1ULL << Log2Size;
 783     } else {
 784       FixedValue = 0;
 785     }
 786
 787     // struct relocation_info (8 bytes)
 788     macho::RelocationEntry MRE;
 789     MRE.Word0 = Value;
 790     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 791                  (IsPCRel   << 24) |
 792                  (Log2Size  << 25) |
 793                  (1         << 27) | // Extern
 794                  (macho::RIT_TLV   << 28)); // Type
 795     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 796   }
 797
 798   void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 799                         const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
 800                         MCValue Target, uint64_t &FixedValue) {
 801     if (Is64Bit) {
 802       RecordX86_64Relocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 803       return;
 804     }
 805
 806     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 807     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 808
 809     // If this is a 32-bit TLVP reloc it's handled a bit differently.
 810     if (Target.getSymA() &&
 811         Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 812       RecordTLVPRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 813       return;
 814     }
 815
 816     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
 817     // a scattered relocation entry.
 818     // Differences always require scattered relocations.
 819     if (Target.getSymB())
 820         return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 821                                          Target, FixedValue);
 822
 823     // Get the symbol data, if any.
 824     MCSymbolData *SD = 0;
 825     if (Target.getSymA())
 826       SD = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 827
 828     // If this is an internal relocation with an offset, it also needs a
 829     // scattered relocation entry.
 830     uint32_t Offset = Target.getConstant();
 831     if (IsPCRel)
 832       Offset += 1 << Log2Size;
 833     if (Offset && SD && !doesSymbolRequireExternRelocation(SD))
 834       return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 835                                        Target, FixedValue);
 836
 837     // See <reloc.h>.
 838     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 839     unsigned Index = 0;
 840     unsigned IsExtern = 0;
 841     unsigned Type = 0;
 842
 843     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 844       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 845       //
 846       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
 847       // find a case where they are actually emitted.
 848       Type = macho::RIT_Vanilla;
 849     } else {
 850       // Check whether we need an external or internal relocation.
 851       if (doesSymbolRequireExternRelocation(SD)) {
 852         IsExtern = 1;
 853         Index = SD->getIndex();
 854         // For external relocations, make sure to offset the fixup value to
 855         // compensate for the addend of the symbol address, if it was
 856         // undefined. This occurs with weak definitions, for example.
 857         if (!SD->Symbol->isUndefined())
 858           FixedValue -= Layout.getSymbolAddress(SD);
 859       } else {
 860         // The index is the section ordinal (1-based).
 861         Index = SD->getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 862       }
 863
 864       Type = macho::RIT_Vanilla;
 865     }
 866
 867     // struct relocation_info (8 bytes)
 868     macho::RelocationEntry MRE;
 869     MRE.Word0 = FixupOffset;
 870     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 871                  (IsPCRel   << 24) |
 872                  (Log2Size  << 25) |
 873                  (IsExtern  << 27) |
 874                  (Type      << 28));
 875     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 876   }
 877
 878   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
 879     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 880     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 881     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 882     // symbol table much more complicated than it is worth.
 883     //
 884     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 885
 886     // Bind non lazy symbol pointers first.
 887     unsigned IndirectIndex = 0;
 888     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 889            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 890       const MCSectionMachO &Section =
 891         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 892
 893       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 894         continue;
 895
 896       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 897       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 898         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 899
 900       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
 901     }
 902
 903     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 904     IndirectIndex = 0;
 905     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 906            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 907       const MCSectionMachO &Section =
 908         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 909
 910       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 911           Section.getType() != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 912         continue;
 913
 914       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 915       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 916         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 917
 918       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 919       //
 920       // FIXME: Do not hardcode.
 921       bool Created;
 922       MCSymbolData &Entry = Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol, &Created);
 923       if (Created)
 924         Entry.setFlags(Entry.getFlags() | 0x0001);
 925     }
 926   }
 927
 928   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 929   ///
 930   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 931   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 932   /// string table.
 933   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 934                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 935                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 936                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 937     // Build section lookup table.
 938     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 939     unsigned Index = 1;
 940     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 941            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 942       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 943     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 944
 945     // Index 0 is always the empty string.
 946     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 947     StringTable += '\x00';
 948
 949     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 950     // symbols.
 951     //
 952     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 953     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 954     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 955     // files.
 956     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 957            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 958       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 959
 960       // Ignore non-linker visible symbols.
 961       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
 962         continue;
 963
 964       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 965         continue;
 966
 967       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 968       if (!Entry) {
 969         Entry = StringTable.size();
 970         StringTable += Symbol.getName();
 971         StringTable += '\x00';
 972       }
 973
 974       MachSymbolData MSD;
 975       MSD.SymbolData = it;
 976       MSD.StringIndex = Entry;
 977
 978       if (Symbol.isUndefined()) {
 979         MSD.SectionIndex = 0;
 980         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 981       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 982         MSD.SectionIndex = 0;
 983         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 984       } else {
 985         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 986         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 987         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 988       }
 989     }
 990
 991     // Now add the data for local symbols.
 992     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 993            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 994       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 995
 996       // Ignore non-linker visible symbols.
 997       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
 998         continue;
 999
1000       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
1001         continue;
1002
1003       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
1004       if (!Entry) {
1005         Entry = StringTable.size();
1006         StringTable += Symbol.getName();
1007         StringTable += '\x00';
1008       }
1009
1010       MachSymbolData MSD;
1011       MSD.SymbolData = it;
1012       MSD.StringIndex = Entry;
1013
1014       if (Symbol.isAbsolute()) {
1015         MSD.SectionIndex = 0;
1016         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1017       } else {
1018         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
1019         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
1020         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1021       }
1022     }
1023
1024     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
1025     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
1026     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
1027
1028     // Set the symbol indices.
1029     Index = 0;
1030     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1031       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1032     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1033       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1034     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1035       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1036
1037     // The string table is padded to a multiple of 4.
1038     while (StringTable.size() % 4)
1039       StringTable += '\x00';
1040   }
1041
1042   void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
1043     // Create symbol data for any indirect symbols.
1044     BindIndirectSymbols(Asm);
1045
1046     // Compute symbol table information and bind symbol indices.
1047     ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
1048                        UndefinedSymbolData);
1049   }
1050
1051
1052   bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1053                             const MCValue Target,
1054                             bool IsPCRel,
1055                             const MCFragment *DF) const {
1056     // If we aren't using scattered symbols, the fixup is fully resolved.
1057     if (!Asm.getBackend().hasScatteredSymbols())
1058       return true;
1059
1060     // Otherwise, determine whether this value is actually resolved; scattering
1061     // may cause atoms to move.
1062
1063     // Check if we are using the "simple" resolution algorithm (e.g.,
1064     // i386).
1065     if (!Asm.getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
1066       const MCSection *BaseSection = 0;
1067       if (IsPCRel)
1068         BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1069
1070       return isScatteredFixupFullyResolvedSimple(Asm, Target, BaseSection);
1071     }
1072
1073     // Otherwise, compute the proper answer as reliably as possible.
1074
1075     // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
1076     // symbol) that the fixup value is relative to.
1077     const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
1078     if (IsPCRel) {
1079       BaseSymbol = DF->getAtom();
1080       if (!BaseSymbol)
1081         return false;
1082     }
1083
1084     return isScatteredFixupFullyResolved(Asm, Target, BaseSymbol);
1085   }
1086
1087   void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
1088     unsigned NumSections = Asm.size();
1089
1090     // The section data starts after the header, the segment load command (and
1091     // section headers) and the symbol table.
1092     unsigned NumLoadCommands = 1;
1093     uint64_t LoadCommandsSize = Is64Bit ?
1094       macho::SegmentLoadCommand64Size + NumSections * macho::Section64Size :
1095       macho::SegmentLoadCommand32Size + NumSections * macho::Section32Size;
1096
1097     // Add the symbol table load command sizes, if used.
1098     unsigned NumSymbols = LocalSymbolData.size() + ExternalSymbolData.size() +
1099       UndefinedSymbolData.size();
1100     if (NumSymbols) {
1101       NumLoadCommands += 2;
1102       LoadCommandsSize += (macho::SymtabLoadCommandSize +
1103                            macho::DysymtabLoadCommandSize);
1104     }
1105
1106     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
1107     // vm size.
1108     uint64_t SectionDataStart = (Is64Bit ? macho::Header64Size :
1109                                  macho::Header32Size) + LoadCommandsSize;
1110     uint64_t SectionDataSize = 0;
1111     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
1112     uint64_t VMSize = 0;
1113     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1114            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1115       const MCSectionData &SD = *it;
1116       uint64_t Address = Layout.getSectionAddress(&SD);
1117       uint64_t Size = Layout.getSectionSize(&SD);
1118       uint64_t FileSize = Layout.getSectionFileSize(&SD);
1119
1120       VMSize = std::max(VMSize, Address + Size);
1121
1122       if (SD.getSection().isVirtualSection())
1123         continue;
1124
1125       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize, Address + Size);
1126       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize, Address + FileSize);
1127     }
1128
1129     // The section data is padded to 4 bytes.
1130     //
1131     // FIXME: Is this machine dependent?
1132     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
1133     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
1134
1135     // Write the prolog, starting with the header and load command...
1136     WriteHeader(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
1137                 Asm.getSubsectionsViaSymbols());
1138     WriteSegmentLoadCommand(NumSections, VMSize,
1139                             SectionDataStart, SectionDataSize);
1140
1141     // ... and then the section headers.
1142     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
1143     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1144            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1145       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1146       unsigned NumRelocs = Relocs.size();
1147       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + Layout.getSectionAddress(it);
1148       WriteSection(Asm, Layout, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
1149       RelocTableEnd += NumRelocs * macho::RelocationInfoSize;
1150     }
1151
1152     // Write the symbol table load command, if used.
1153     if (NumSymbols) {
1154       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
1155       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
1156       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
1157       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
1158       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
1159       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
1160       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
1161       unsigned NumSymTabSymbols =
1162         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
1163       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
1164       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
1165
1166       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
1167       if (NumIndirectSymbols)
1168         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
1169
1170       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
1171       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
1172
1173       // The string table is written after symbol table.
1174       uint64_t StringTableOffset =
1175         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * (Is64Bit ? macho::Nlist64Size :
1176                                                 macho::Nlist32Size);
1177       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
1178                              StringTableOffset, StringTable.size());
1179
1180       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
1181                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
1182                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
1183                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
1184     }
1185
1186     // Write the actual section data.
1187     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1188            ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
1189       Asm.WriteSectionData(it, Layout, this);
1190
1191     // Write the extra padding.
1192     WriteZeros(SectionDataPadding);
1193
1194     // Write the relocation entries.
1195     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1196            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1197       // Write the section relocation entries, in reverse order to match 'as'
1198       // (approximately, the exact algorithm is more complicated than this).
1199       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1200       for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1201         Write32(Relocs[e - i - 1].Word0);
1202         Write32(Relocs[e - i - 1].Word1);
1203       }
1204     }
1205
1206     // Write the symbol table data, if used.
1207     if (NumSymbols) {
1208       // Write the indirect symbol entries.
1209       for (MCAssembler::const_indirect_symbol_iterator
1210              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
1211              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
1212         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
1213         // special handling.
1214         const MCSectionMachO &Section =
1215           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
1216         if (Section.getType() == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
1217           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
1218           if (it->Symbol->isDefined() &&
1219               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
1220             uint32_t Flags = macho::ISF_Local;
1221             if (it->Symbol->isAbsolute())
1222               Flags |= macho::ISF_Absolute;
1223             Write32(Flags);
1224             continue;
1225           }
1226         }
1227
1228         Write32(Asm.getSymbolData(*it->Symbol).getIndex());
1229       }
1230
1231       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
1232
1233       // Write the symbol table entries.
1234       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1235         WriteNlist(LocalSymbolData[i], Layout);
1236       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1237         WriteNlist(ExternalSymbolData[i], Layout);
1238       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1239         WriteNlist(UndefinedSymbolData[i], Layout);
1240
1241       // Write the string table.
1242       OS << StringTable.str();
1243     }
1244   }
1245 };
1246
1247 }
1248
1249 MCObjectWriter *llvm::createMachObjectWriter(raw_ostream &OS, bool is64Bit,
1250                                              uint32_t CPUType,
1251                                              uint32_t CPUSubtype,
1252                                              bool IsLittleEndian) {
1253   return new MachObjectWriter(OS, is64Bit, CPUType, CPUSubtype, IsLittleEndian);
1254 }