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   SectionAddrMap SectionAddress;
 201   uint64_t getSectionAddress(const MCSectionData* SD) const {
 202     return SectionAddress.lookup(SD);
 203   }
 204   uint64_t getSymbolAddress(const MCSymbolData* SD,
 205                             const MCAsmLayout &Layout) const {
 206     return getSectionAddress(SD->getFragment()->getParent()) +
 207       Layout.getSymbolOffset(SD);
 208   }
 209   uint64_t getFragmentAddress(const MCFragment *Fragment,
 210                             const MCAsmLayout &Layout) const {
 211     return getSectionAddress(Fragment->getParent()) +
 212       Layout.getFragmentOffset(Fragment);
 213   }
 214
 215   uint64_t getPaddingSize(const MCSectionData *SD,
 216                           const MCAsmLayout &Layout) const {
 217     uint64_t EndAddr = getSectionAddress(SD) + Layout.getSectionAddressSize(SD);
 218     unsigned Next = SD->getLayoutOrder() + 1;
 219     if (Next >= Layout.getSectionOrder().size())
 220       return 0;
 221
 222     const MCSectionData &NextSD = *Layout.getSectionOrder()[Next];
 223     if (NextSD.getSection().isVirtualSection())
 224       return 0;
 225     return OffsetToAlignment(EndAddr, NextSD.getAlignment());
 226   }
 227
 228   unsigned Is64Bit : 1;
 229
 230   uint32_t CPUType;
 231   uint32_t CPUSubtype;
 232
 233 public:
 234   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS,
 235                    bool _Is64Bit, uint32_t _CPUType, uint32_t _CPUSubtype,
 236                    bool _IsLittleEndian)
 237     : MCObjectWriter(_OS, _IsLittleEndian),
 238       Is64Bit(_Is64Bit), CPUType(_CPUType), CPUSubtype(_CPUSubtype) {
 239   }
 240
 241   void WriteHeader(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
 242                    bool SubsectionsViaSymbols) {
 243     uint32_t Flags = 0;
 244
 245     if (SubsectionsViaSymbols)
 246       Flags |= macho::HF_SubsectionsViaSymbols;
 247
 248     // struct mach_header (28 bytes) or
 249     // struct mach_header_64 (32 bytes)
 250
 251     uint64_t Start = OS.tell();
 252     (void) Start;
 253
 254     Write32(Is64Bit ? macho::HM_Object64 : macho::HM_Object32);
 255
 256     Write32(CPUType);
 257     Write32(CPUSubtype);
 258
 259     Write32(macho::HFT_Object);
 260     Write32(NumLoadCommands);
 261     Write32(LoadCommandsSize);
 262     Write32(Flags);
 263     if (Is64Bit)
 264       Write32(0); // reserved
 265
 266     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ?
 267            macho::Header64Size : macho::Header32Size);
 268   }
 269
 270   /// WriteSegmentLoadCommand - Write a segment load command.
 271   ///
 272   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 273   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 274   void WriteSegmentLoadCommand(unsigned NumSections,
 275                                uint64_t VMSize,
 276                                uint64_t SectionDataStartOffset,
 277                                uint64_t SectionDataSize) {
 278     // struct segment_command (56 bytes) or
 279     // struct segment_command_64 (72 bytes)
 280
 281     uint64_t Start = OS.tell();
 282     (void) Start;
 283
 284     unsigned SegmentLoadCommandSize = Is64Bit ? macho::SegmentLoadCommand64Size:
 285       macho::SegmentLoadCommand32Size;
 286     Write32(Is64Bit ? macho::LCT_Segment64 : macho::LCT_Segment);
 287     Write32(SegmentLoadCommandSize +
 288             NumSections * (Is64Bit ? macho::Section64Size :
 289                            macho::Section32Size));
 290
 291     WriteBytes("", 16);
 292     if (Is64Bit) {
 293       Write64(0); // vmaddr
 294       Write64(VMSize); // vmsize
 295       Write64(SectionDataStartOffset); // file offset
 296       Write64(SectionDataSize); // file size
 297     } else {
 298       Write32(0); // vmaddr
 299       Write32(VMSize); // vmsize
 300       Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 301       Write32(SectionDataSize); // file size
 302     }
 303     Write32(0x7); // maxprot
 304     Write32(0x7); // initprot
 305     Write32(NumSections);
 306     Write32(0); // flags
 307
 308     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommandSize);
 309   }
 310
 311   void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 312                     const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
 313                     uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
 314     uint64_t SectionSize = Layout.getSectionAddressSize(&SD);
 315
 316     // The offset is unused for virtual sections.
 317     if (SD.getSection().isVirtualSection()) {
 318       assert(Layout.getSectionFileSize(&SD) == 0 && "Invalid file size!");
 319       FileOffset = 0;
 320     }
 321
 322     // struct section (68 bytes) or
 323     // struct section_64 (80 bytes)
 324
 325     uint64_t Start = OS.tell();
 326     (void) Start;
 327
 328     const MCSectionMachO &Section = cast<MCSectionMachO>(SD.getSection());
 329     WriteBytes(Section.getSectionName(), 16);
 330     WriteBytes(Section.getSegmentName(), 16);
 331     if (Is64Bit) {
 332       Write64(getSectionAddress(&SD)); // address
 333       Write64(SectionSize); // size
 334     } else {
 335       Write32(getSectionAddress(&SD)); // address
 336       Write32(SectionSize); // size
 337     }
 338     Write32(FileOffset);
 339
 340     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
 341     if (SD.hasInstructions())
 342       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
 343
 344     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 345     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 346     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
 347     Write32(NumRelocations);
 348     Write32(Flags);
 349     Write32(IndirectSymBase.lookup(&SD)); // reserved1
 350     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 351     if (Is64Bit)
 352       Write32(0); // reserved3
 353
 354     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ? macho::Section64Size :
 355            macho::Section32Size);
 356   }
 357
 358   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 359                               uint32_t StringTableOffset,
 360                               uint32_t StringTableSize) {
 361     // struct symtab_command (24 bytes)
 362
 363     uint64_t Start = OS.tell();
 364     (void) Start;
 365
 366     Write32(macho::LCT_Symtab);
 367     Write32(macho::SymtabLoadCommandSize);
 368     Write32(SymbolOffset);
 369     Write32(NumSymbols);
 370     Write32(StringTableOffset);
 371     Write32(StringTableSize);
 372
 373     assert(OS.tell() - Start == macho::SymtabLoadCommandSize);
 374   }
 375
 376   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 377                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 378                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 379                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 380                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 381                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 382                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 383                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 384     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 385
 386     uint64_t Start = OS.tell();
 387     (void) Start;
 388
 389     Write32(macho::LCT_Dysymtab);
 390     Write32(macho::DysymtabLoadCommandSize);
 391     Write32(FirstLocalSymbol);
 392     Write32(NumLocalSymbols);
 393     Write32(FirstExternalSymbol);
 394     Write32(NumExternalSymbols);
 395     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 396     Write32(NumUndefinedSymbols);
 397     Write32(0); // tocoff
 398     Write32(0); // ntoc
 399     Write32(0); // modtaboff
 400     Write32(0); // nmodtab
 401     Write32(0); // extrefsymoff
 402     Write32(0); // nextrefsyms
 403     Write32(IndirectSymbolOffset);
 404     Write32(NumIndirectSymbols);
 405     Write32(0); // extreloff
 406     Write32(0); // nextrel
 407     Write32(0); // locreloff
 408     Write32(0); // nlocrel
 409
 410     assert(OS.tell() - Start == macho::DysymtabLoadCommandSize);
 411   }
 412
 413   void WriteNlist(MachSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout) {
 414     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 415     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 416     uint8_t Type = 0;
 417     uint16_t Flags = Data.getFlags();
 418     uint32_t Address = 0;
 419
 420     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 421     //
 422     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 423     if (Symbol.isUndefined())
 424       Type = macho::STT_Undefined;
 425     else if (Symbol.isAbsolute())
 426       Type = macho::STT_Absolute;
 427     else
 428       Type = macho::STT_Section;
 429
 430     // FIXME: Set STAB bits.
 431
 432     if (Data.isPrivateExtern())
 433       Type |= macho::STF_PrivateExtern;
 434
 435     // Set external bit.
 436     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
 437       Type |= macho::STF_External;
 438
 439     // Compute the symbol address.
 440     if (Symbol.isDefined()) {
 441       if (Symbol.isAbsolute()) {
 442         Address = cast<MCConstantExpr>(Symbol.getVariableValue())->getValue();
 443       } else {
 444         Address = getSymbolAddress(&Data, Layout);
 445       }
 446     } else if (Data.isCommon()) {
 447       // Common symbols are encoded with the size in the address
 448       // field, and their alignment in the flags.
 449       Address = Data.getCommonSize();
 450
 451       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
 452       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
 453         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
 454         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
 455         if (Log2Size > 15)
 456           report_fatal_error("invalid 'common' alignment '" +
 457                             Twine(Align) + "'");
 458         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
 459         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
 460       }
 461     }
 462
 463     // struct nlist (12 bytes)
 464
 465     Write32(MSD.StringIndex);
 466     Write8(Type);
 467     Write8(MSD.SectionIndex);
 468
 469     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 470     // value.
 471     Write16(Flags);
 472     if (Is64Bit)
 473       Write64(Address);
 474     else
 475       Write32(Address);
 476   }
 477
 478   // FIXME: We really need to improve the relocation validation. Basically, we
 479   // want to implement a separate computation which evaluates the relocation
 480   // entry as the linker would, and verifies that the resultant fixup value is
 481   // exactly what the encoder wanted. This will catch several classes of
 482   // problems:
 483   //
 484   //  - Relocation entry bugs, the two algorithms are unlikely to have the same
 485   //    exact bug.
 486   //
 487   //  - Relaxation issues, where we forget to relax something.
 488   //
 489   //  - Input errors, where something cannot be correctly encoded. 'as' allows
 490   //    these through in many cases.
 491
 492   void RecordX86_64Relocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 493                               const MCFragment *Fragment,
 494                               const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 495                               uint64_t &FixedValue) {
 496     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 497     unsigned IsRIPRel = isFixupKindRIPRel(Fixup.getKind());
 498     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 499
 500     // See <reloc.h>.
 501     uint32_t FixupOffset =
 502       Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 503     uint32_t FixupAddress =
 504       getFragmentAddress(Fragment, Layout) + Fixup.getOffset();
 505     int64_t Value = 0;
 506     unsigned Index = 0;
 507     unsigned IsExtern = 0;
 508     unsigned Type = 0;
 509
 510     Value = Target.getConstant();
 511
 512     if (IsPCRel) {
 513       // Compensate for the relocation offset, Darwin x86_64 relocations only
 514       // have the addend and appear to have attempted to define it to be the
 515       // actual expression addend without the PCrel bias. However, instructions
 516       // with data following the relocation are not accomodated for (see comment
 517       // below regarding SIGNED{1,2,4}), so it isn't exactly that either.
 518       Value += 1LL << Log2Size;
 519     }
 520
 521     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 522       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 523       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 524       Index = 0;
 525
 526       // FIXME: I believe this is broken, I don't think the linker can
 527       // understand it. I think it would require a local relocation, but I'm not
 528       // sure if that would work either. The official way to get an absolute
 529       // PCrel relocation is to use an absolute symbol (which we don't support
 530       // yet).
 531       if (IsPCRel) {
 532         IsExtern = 1;
 533         Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 534       }
 535     } else if (Target.getSymB()) { // A - B + constant
 536       const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 537       MCSymbolData &A_SD = Asm.getSymbolData(*A);
 538       const MCSymbolData *A_Base = Asm.getAtom(&A_SD);
 539
 540       const MCSymbol *B = &Target.getSymB()->getSymbol();
 541       MCSymbolData &B_SD = Asm.getSymbolData(*B);
 542       const MCSymbolData *B_Base = Asm.getAtom(&B_SD);
 543
 544       // Neither symbol can be modified.
 545       if (Target.getSymA()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None ||
 546           Target.getSymB()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 547         report_fatal_error("unsupported relocation of modified symbol");
 548
 549       // We don't support PCrel relocations of differences. Darwin 'as' doesn't
 550       // implement most of these correctly.
 551       if (IsPCRel)
 552         report_fatal_error("unsupported pc-relative relocation of difference");
 553
 554       // The support for the situation where one or both of the symbols would
 555       // require a local relocation is handled just like if the symbols were
 556       // external.  This is certainly used in the case of debug sections where
 557       // the section has only temporary symbols and thus the symbols don't have
 558       // base symbols.  This is encoded using the section ordinal and
 559       // non-extern relocation entries.
 560
 561       // Darwin 'as' doesn't emit correct relocations for this (it ends up with
 562       // a single SIGNED relocation); reject it for now.  Except the case where
 563       // both symbols don't have a base, equal but both NULL.
 564       if (A_Base == B_Base && A_Base)
 565         report_fatal_error("unsupported relocation with identical base");
 566
 567       Value += getSymbolAddress(&A_SD, Layout) -
 568         (A_Base == NULL ? 0 : getSymbolAddress(A_Base, Layout));
 569       Value -= getSymbolAddress(&B_SD, Layout) -
 570         (B_Base == NULL ? 0 : getSymbolAddress(B_Base, Layout));
 571
 572       if (A_Base) {
 573         Index = A_Base->getIndex();
 574         IsExtern = 1;
 575       }
 576       else {
 577         Index = A_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 578         IsExtern = 0;
 579       }
 580       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 581
 582       macho::RelocationEntry MRE;
 583       MRE.Word0 = FixupOffset;
 584       MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 585                    (IsPCRel   << 24) |
 586                    (Log2Size  << 25) |
 587                    (IsExtern  << 27) |
 588                    (Type      << 28));
 589       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 590
 591       if (B_Base) {
 592         Index = B_Base->getIndex();
 593         IsExtern = 1;
 594       }
 595       else {
 596         Index = B_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 597         IsExtern = 0;
 598       }
 599       Type = macho::RIT_X86_64_Subtractor;
 600     } else {
 601       const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
 602       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*Symbol);
 603       const MCSymbolData *Base = Asm.getAtom(&SD);
 604
 605       // Relocations inside debug sections always use local relocations when
 606       // possible. This seems to be done because the debugger doesn't fully
 607       // understand x86_64 relocation entries, and expects to find values that
 608       // have already been fixed up.
 609       if (Symbol->isInSection()) {
 610         const MCSectionMachO &Section = static_cast<const MCSectionMachO&>(
 611           Fragment->getParent()->getSection());
 612         if (Section.hasAttribute(MCSectionMachO::S_ATTR_DEBUG))
 613           Base = 0;
 614       }
 615
 616       // x86_64 almost always uses external relocations, except when there is no
 617       // symbol to use as a base address (a local symbol with no preceeding
 618       // non-local symbol).
 619       if (Base) {
 620         Index = Base->getIndex();
 621         IsExtern = 1;
 622
 623         // Add the local offset, if needed.
 624         if (Base != &SD)
 625           Value += Layout.getSymbolOffset(&SD) - Layout.getSymbolOffset(Base);
 626       } else if (Symbol->isInSection()) {
 627         // The index is the section ordinal (1-based).
 628         Index = SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 629         IsExtern = 0;
 630         Value += getSymbolAddress(&SD, Layout);
 631
 632         if (IsPCRel)
 633           Value -= FixupAddress + (1 << Log2Size);
 634       } else if (Symbol->isVariable()) {
 635         const MCExpr *Value = Symbol->getVariableValue();
 636         int64_t Res;
 637         bool isAbs = Value->EvaluateAsAbsolute(Res, Layout, SectionAddress);
 638         if (isAbs) {
 639           FixedValue = Res;
 640           return;
 641         } else {
 642           report_fatal_error("unsupported relocation of variable '" +
 643                              Symbol->getName() + "'");
 644         }
 645       } else {
 646         report_fatal_error("unsupported relocation of undefined symbol '" +
 647                            Symbol->getName() + "'");
 648       }
 649
 650       MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.getSymA()->getKind();
 651       if (IsPCRel) {
 652         if (IsRIPRel) {
 653           if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 654             // x86_64 distinguishes movq foo@GOTPCREL so that the linker can
 655             // rewrite the movq to an leaq at link time if the symbol ends up in
 656             // the same linkage unit.
 657             if (unsigned(Fixup.getKind()) == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load)
 658               Type = macho::RIT_X86_64_GOTLoad;
 659             else
 660               Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 661           }  else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 662             Type = macho::RIT_X86_64_TLV;
 663           }  else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None) {
 664             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 665           } else {
 666             Type = macho::RIT_X86_64_Signed;
 667
 668             // The Darwin x86_64 relocation format has a problem where it cannot
 669             // encode an address (L<foo> + <constant>) which is outside the atom
 670             // containing L<foo>. Generally, this shouldn't occur but it does
 671             // happen when we have a RIPrel instruction with data following the
 672             // relocation entry (e.g., movb $012, L0(%rip)). Even with the PCrel
 673             // adjustment Darwin x86_64 uses, the offset is still negative and
 674             // the linker has no way to recognize this.
 675             //
 676             // To work around this, Darwin uses several special relocation types
 677             // to indicate the offsets. However, the specification or
 678             // implementation of these seems to also be incomplete; they should
 679             // adjust the addend as well based on the actual encoded instruction
 680             // (the additional bias), but instead appear to just look at the
 681             // final offset.
 682             switch (-(Target.getConstant() + (1LL << Log2Size))) {
 683             case 1: Type = macho::RIT_X86_64_Signed1; break;
 684             case 2: Type = macho::RIT_X86_64_Signed2; break;
 685             case 4: Type = macho::RIT_X86_64_Signed4; break;
 686             }
 687           }
 688         } else {
 689           if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 690             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in branch "
 691                               "relocation");
 692
 693           Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 694         }
 695       } else {
 696         if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOT) {
 697           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 698         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 699           // GOTPCREL is allowed as a modifier on non-PCrel instructions, in
 700           // which case all we do is set the PCrel bit in the relocation entry;
 701           // this is used with exception handling, for example. The source is
 702           // required to include any necessary offset directly.
 703           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 704           IsPCRel = 1;
 705         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 706           report_fatal_error("TLVP symbol modifier should have been rip-rel");
 707         } else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 708           report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 709         else
 710           Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 711       }
 712     }
 713
 714     // x86_64 always writes custom values into the fixups.
 715     FixedValue = Value;
 716
 717     // struct relocation_info (8 bytes)
 718     macho::RelocationEntry MRE;
 719     MRE.Word0 = FixupOffset;
 720     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 721                  (IsPCRel   << 24) |
 722                  (Log2Size  << 25) |
 723                  (IsExtern  << 27) |
 724                  (Type      << 28));
 725     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 726   }
 727
 728   void RecordScatteredRelocation(const MCAssembler &Asm,
 729                                  const MCAsmLayout &Layout,
 730                                  const MCFragment *Fragment,
 731                                  const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 732                                  uint64_t &FixedValue) {
 733     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 734     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 735     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 736     unsigned Type = macho::RIT_Vanilla;
 737
 738     // See <reloc.h>.
 739     const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 740     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 741
 742     if (!A_SD->getFragment())
 743       report_fatal_error("symbol '" + A->getName() +
 744                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 745
 746     uint32_t Value = getSymbolAddress(A_SD, Layout);
 747     uint64_t SecAddr = getSectionAddress(A_SD->getFragment()->getParent());
 748     FixedValue += SecAddr;
 749     uint32_t Value2 = 0;
 750
 751     if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 752       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(B->getSymbol());
 753
 754       if (!B_SD->getFragment())
 755         report_fatal_error("symbol '" + B->getSymbol().getName() +
 756                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 757
 758       // Select the appropriate difference relocation type.
 759       //
 760       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
 761       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
 762       // for pedantic compatibility with 'as'.
 763       Type = A_SD->isExternal() ? macho::RIT_Difference :
 764         macho::RIT_LocalDifference;
 765       Value2 = getSymbolAddress(B_SD, Layout);
 766       FixedValue -= getSectionAddress(B_SD->getFragment()->getParent());
 767     }
 768
 769     // Relocations are written out in reverse order, so the PAIR comes first.
 770     if (Type == macho::RIT_Difference || Type == macho::RIT_LocalDifference) {
 771       macho::RelocationEntry MRE;
 772       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 773                    (macho::RIT_Pair  << 24) |
 774                    (Log2Size  << 28) |
 775                    (IsPCRel   << 30) |
 776                    macho::RF_Scattered);
 777       MRE.Word1 = Value2;
 778       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 779     }
 780
 781     macho::RelocationEntry MRE;
 782     MRE.Word0 = ((FixupOffset <<  0) |
 783                  (Type        << 24) |
 784                  (Log2Size    << 28) |
 785                  (IsPCRel     << 30) |
 786                  macho::RF_Scattered);
 787     MRE.Word1 = Value;
 788     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 789   }
 790
 791   void RecordTLVPRelocation(const MCAssembler &Asm,
 792                             const MCAsmLayout &Layout,
 793                             const MCFragment *Fragment,
 794                             const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 795                             uint64_t &FixedValue) {
 796     assert(Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP &&
 797            !Is64Bit &&
 798            "Should only be called with a 32-bit TLVP relocation!");
 799
 800     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 801     uint32_t Value = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 802     unsigned IsPCRel = 0;
 803
 804     // Get the symbol data.
 805     MCSymbolData *SD_A = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 806     unsigned Index = SD_A->getIndex();
 807
 808     // We're only going to have a second symbol in pic mode and it'll be a
 809     // subtraction from the picbase. For 32-bit pic the addend is the difference
 810     // between the picbase and the next address.  For 32-bit static the addend
 811     // is zero.
 812     if (Target.getSymB()) {
 813       // If this is a subtraction then we're pcrel.
 814       uint32_t FixupAddress =
 815         getFragmentAddress(Fragment, Layout) + Fixup.getOffset();
 816       MCSymbolData *SD_B = &Asm.getSymbolData(Target.getSymB()->getSymbol());
 817       IsPCRel = 1;
 818       FixedValue = (FixupAddress - getSymbolAddress(SD_B, Layout) +
 819                     Target.getConstant());
 820       FixedValue += 1ULL << Log2Size;
 821     } else {
 822       FixedValue = 0;
 823     }
 824
 825     // struct relocation_info (8 bytes)
 826     macho::RelocationEntry MRE;
 827     MRE.Word0 = Value;
 828     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 829                  (IsPCRel   << 24) |
 830                  (Log2Size  << 25) |
 831                  (1         << 27) | // Extern
 832                  (macho::RIT_TLV   << 28)); // Type
 833     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 834   }
 835
 836   void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 837                         const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
 838                         MCValue Target, uint64_t &FixedValue) {
 839     if (Is64Bit) {
 840       RecordX86_64Relocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 841       return;
 842     }
 843
 844     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 845     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 846
 847     // If this is a 32-bit TLVP reloc it's handled a bit differently.
 848     if (Target.getSymA() &&
 849         Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 850       RecordTLVPRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 851       return;
 852     }
 853
 854     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
 855     // a scattered relocation entry.
 856     // Differences always require scattered relocations.
 857     if (Target.getSymB())
 858         return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 859                                          Target, FixedValue);
 860
 861     // Get the symbol data, if any.
 862     MCSymbolData *SD = 0;
 863     if (Target.getSymA())
 864       SD = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 865
 866     // If this is an internal relocation with an offset, it also needs a
 867     // scattered relocation entry.
 868     uint32_t Offset = Target.getConstant();
 869     if (IsPCRel)
 870       Offset += 1 << Log2Size;
 871     if (Offset && SD && !doesSymbolRequireExternRelocation(SD))
 872       return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 873                                        Target, FixedValue);
 874
 875     // See <reloc.h>.
 876     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 877     unsigned Index = 0;
 878     unsigned IsExtern = 0;
 879     unsigned Type = 0;
 880
 881     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 882       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 883       //
 884       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
 885       // find a case where they are actually emitted.
 886       Type = macho::RIT_Vanilla;
 887     } else if (SD->getSymbol().isVariable()) {
 888       const MCExpr *Value = SD->getSymbol().getVariableValue();
 889       int64_t Res;
 890       bool isAbs = Value->EvaluateAsAbsolute(Res, Layout, SectionAddress);
 891       if (isAbs) {
 892         FixedValue = Res;
 893         return;
 894       } else {
 895         report_fatal_error("unsupported relocation of variable '" +
 896                            SD->getSymbol().getName() + "'");
 897       }
 898     } else {
 899       // Check whether we need an external or internal relocation.
 900       if (doesSymbolRequireExternRelocation(SD)) {
 901         IsExtern = 1;
 902         Index = SD->getIndex();
 903         // For external relocations, make sure to offset the fixup value to
 904         // compensate for the addend of the symbol address, if it was
 905         // undefined. This occurs with weak definitions, for example.
 906         if (!SD->Symbol->isUndefined())
 907           FixedValue -= Layout.getSymbolOffset(SD);
 908       } else {
 909         // The index is the section ordinal (1-based).
 910         Index = SD->getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 911         FixedValue += getSectionAddress(SD->getFragment()->getParent());
 912       }
 913       if (IsPCRel)
 914         FixedValue -= getSectionAddress(Fragment->getParent());
 915
 916       Type = macho::RIT_Vanilla;
 917     }
 918
 919     // struct relocation_info (8 bytes)
 920     macho::RelocationEntry MRE;
 921     MRE.Word0 = FixupOffset;
 922     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 923                  (IsPCRel   << 24) |
 924                  (Log2Size  << 25) |
 925                  (IsExtern  << 27) |
 926                  (Type      << 28));
 927     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 928   }
 929
 930   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
 931     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 932     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 933     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 934     // symbol table much more complicated than it is worth.
 935     //
 936     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 937
 938     // Bind non lazy symbol pointers first.
 939     unsigned IndirectIndex = 0;
 940     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 941            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 942       const MCSectionMachO &Section =
 943         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 944
 945       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 946         continue;
 947
 948       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 949       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 950         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 951
 952       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
 953     }
 954
 955     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 956     IndirectIndex = 0;
 957     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 958            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 959       const MCSectionMachO &Section =
 960         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 961
 962       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 963           Section.getType() != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 964         continue;
 965
 966       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 967       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 968         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 969
 970       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 971       //
 972       // FIXME: Do not hardcode.
 973       bool Created;
 974       MCSymbolData &Entry = Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol, &Created);
 975       if (Created)
 976         Entry.setFlags(Entry.getFlags() | 0x0001);
 977     }
 978   }
 979
 980   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 981   ///
 982   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 983   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 984   /// string table.
 985   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 986                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 987                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 988                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 989     // Build section lookup table.
 990     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 991     unsigned Index = 1;
 992     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 993            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 994       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 995     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 996
 997     // Index 0 is always the empty string.
 998     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 999     StringTable += '\x00';
1000
1001     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
1002     // symbols.
1003     //
1004     // The particular order that we collect the symbols and create the string
1005     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
1006     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
1007     // files.
1008     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
1009            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
1010       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
1011
1012       // Ignore non-linker visible symbols.
1013       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
1014         continue;
1015
1016       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
1017         continue;
1018
1019       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
1020       if (!Entry) {
1021         Entry = StringTable.size();
1022         StringTable += Symbol.getName();
1023         StringTable += '\x00';
1024       }
1025
1026       MachSymbolData MSD;
1027       MSD.SymbolData = it;
1028       MSD.StringIndex = Entry;
1029
1030       if (Symbol.isUndefined()) {
1031         MSD.SectionIndex = 0;
1032         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
1033       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
1034         MSD.SectionIndex = 0;
1035         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
1036       } else {
1037         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
1038         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
1039         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
1040       }
1041     }
1042
1043     // Now add the data for local symbols.
1044     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
1045            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
1046       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
1047
1048       // Ignore non-linker visible symbols.
1049       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
1050         continue;
1051
1052       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
1053         continue;
1054
1055       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
1056       if (!Entry) {
1057         Entry = StringTable.size();
1058         StringTable += Symbol.getName();
1059         StringTable += '\x00';
1060       }
1061
1062       MachSymbolData MSD;
1063       MSD.SymbolData = it;
1064       MSD.StringIndex = Entry;
1065
1066       if (Symbol.isAbsolute()) {
1067         MSD.SectionIndex = 0;
1068         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1069       } else {
1070         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
1071         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
1072         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1073       }
1074     }
1075
1076     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
1077     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
1078     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
1079
1080     // Set the symbol indices.
1081     Index = 0;
1082     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1083       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1084     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1085       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1086     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1087       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1088
1089     // The string table is padded to a multiple of 4.
1090     while (StringTable.size() % 4)
1091       StringTable += '\x00';
1092   }
1093
1094   void computeSectionAddresses(const MCAssembler &Asm,
1095                                const MCAsmLayout &Layout) {
1096     uint64_t StartAddress = 0;
1097     const SmallVectorImpl<MCSectionData*> &Order = Layout.getSectionOrder();
1098     for (int i = 0, n = Order.size(); i != n ; ++i) {
1099       const MCSectionData *SD = Order[i];
1100       StartAddress = RoundUpToAlignment(StartAddress, SD->getAlignment());
1101       SectionAddress[SD] = StartAddress;
1102       StartAddress += Layout.getSectionAddressSize(SD);
1103       // Explicitly pad the section to match the alignment requirements of the
1104       // following one. This is for 'gas' compatibility, it shouldn't
1105       /// strictly be necessary.
1106       StartAddress += getPaddingSize(SD, Layout);
1107     }
1108   }
1109
1110   void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
1111     computeSectionAddresses(Asm, Layout);
1112
1113     // Create symbol data for any indirect symbols.
1114     BindIndirectSymbols(Asm);
1115
1116     // Compute symbol table information and bind symbol indices.
1117     ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
1118                        UndefinedSymbolData);
1119   }
1120
1121
1122   bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1123                             const MCValue Target,
1124                             bool IsPCRel,
1125                             const MCFragment *DF) const {
1126     // If we aren't using scattered symbols, the fixup is fully resolved.
1127     if (!Asm.getBackend().hasScatteredSymbols())
1128       return true;
1129
1130     // Otherwise, determine whether this value is actually resolved; scattering
1131     // may cause atoms to move.
1132
1133     // Check if we are using the "simple" resolution algorithm (e.g.,
1134     // i386).
1135     if (!Asm.getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
1136       const MCSection *BaseSection = 0;
1137       if (IsPCRel)
1138         BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1139
1140       return isScatteredFixupFullyResolvedSimple(Asm, Target, BaseSection);
1141     }
1142
1143     // Otherwise, compute the proper answer as reliably as possible.
1144
1145     // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
1146     // symbol) that the fixup value is relative to.
1147     const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
1148     if (IsPCRel) {
1149       BaseSymbol = DF->getAtom();
1150       if (!BaseSymbol)
1151         return false;
1152     }
1153
1154     return isScatteredFixupFullyResolved(Asm, Target, BaseSymbol);
1155   }
1156
1157   void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
1158     unsigned NumSections = Asm.size();
1159
1160     // The section data starts after the header, the segment load command (and
1161     // section headers) and the symbol table.
1162     unsigned NumLoadCommands = 1;
1163     uint64_t LoadCommandsSize = Is64Bit ?
1164       macho::SegmentLoadCommand64Size + NumSections * macho::Section64Size :
1165       macho::SegmentLoadCommand32Size + NumSections * macho::Section32Size;
1166
1167     // Add the symbol table load command sizes, if used.
1168     unsigned NumSymbols = LocalSymbolData.size() + ExternalSymbolData.size() +
1169       UndefinedSymbolData.size();
1170     if (NumSymbols) {
1171       NumLoadCommands += 2;
1172       LoadCommandsSize += (macho::SymtabLoadCommandSize +
1173                            macho::DysymtabLoadCommandSize);
1174     }
1175
1176     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
1177     // vm size.
1178     uint64_t SectionDataStart = (Is64Bit ? macho::Header64Size :
1179                                  macho::Header32Size) + LoadCommandsSize;
1180     uint64_t SectionDataSize = 0;
1181     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
1182     uint64_t VMSize = 0;
1183     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1184            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1185       const MCSectionData &SD = *it;
1186       uint64_t Address = getSectionAddress(&SD);
1187       uint64_t Size = Layout.getSectionAddressSize(&SD);
1188       uint64_t FileSize = Layout.getSectionFileSize(&SD);
1189       FileSize += getPaddingSize(&SD, Layout);
1190
1191       VMSize = std::max(VMSize, Address + Size);
1192
1193       if (SD.getSection().isVirtualSection())
1194         continue;
1195
1196       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize, Address + Size);
1197       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize, Address + FileSize);
1198     }
1199
1200     // The section data is padded to 4 bytes.
1201     //
1202     // FIXME: Is this machine dependent?
1203     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
1204     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
1205
1206     // Write the prolog, starting with the header and load command...
1207     WriteHeader(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
1208                 Asm.getSubsectionsViaSymbols());
1209     WriteSegmentLoadCommand(NumSections, VMSize,
1210                             SectionDataStart, SectionDataSize);
1211
1212     // ... and then the section headers.
1213     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
1214     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1215            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1216       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1217       unsigned NumRelocs = Relocs.size();
1218       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + getSectionAddress(it);
1219       WriteSection(Asm, Layout, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
1220       RelocTableEnd += NumRelocs * macho::RelocationInfoSize;
1221     }
1222
1223     // Write the symbol table load command, if used.
1224     if (NumSymbols) {
1225       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
1226       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
1227       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
1228       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
1229       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
1230       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
1231       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
1232       unsigned NumSymTabSymbols =
1233         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
1234       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
1235       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
1236
1237       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
1238       if (NumIndirectSymbols)
1239         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
1240
1241       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
1242       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
1243
1244       // The string table is written after symbol table.
1245       uint64_t StringTableOffset =
1246         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * (Is64Bit ? macho::Nlist64Size :
1247                                                 macho::Nlist32Size);
1248       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
1249                              StringTableOffset, StringTable.size());
1250
1251       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
1252                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
1253                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
1254                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
1255     }
1256
1257     // Write the actual section data.
1258     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1259            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1260       Asm.WriteSectionData(it, Layout, this);
1261
1262       uint64_t Pad = getPaddingSize(it, Layout);
1263       for (unsigned int i = 0; i < Pad; ++i)
1264         Write8(0);
1265     }
1266
1267     // Write the extra padding.
1268     WriteZeros(SectionDataPadding);
1269
1270     // Write the relocation entries.
1271     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1272            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1273       // Write the section relocation entries, in reverse order to match 'as'
1274       // (approximately, the exact algorithm is more complicated than this).
1275       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1276       for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1277         Write32(Relocs[e - i - 1].Word0);
1278         Write32(Relocs[e - i - 1].Word1);
1279       }
1280     }
1281
1282     // Write the symbol table data, if used.
1283     if (NumSymbols) {
1284       // Write the indirect symbol entries.
1285       for (MCAssembler::const_indirect_symbol_iterator
1286              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
1287              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
1288         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
1289         // special handling.
1290         const MCSectionMachO &Section =
1291           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
1292         if (Section.getType() == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
1293           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
1294           if (it->Symbol->isDefined() &&
1295               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
1296             uint32_t Flags = macho::ISF_Local;
1297             if (it->Symbol->isAbsolute())
1298               Flags |= macho::ISF_Absolute;
1299             Write32(Flags);
1300             continue;
1301           }
1302         }
1303
1304         Write32(Asm.getSymbolData(*it->Symbol).getIndex());
1305       }
1306
1307       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
1308
1309       // Write the symbol table entries.
1310       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1311         WriteNlist(LocalSymbolData[i], Layout);
1312       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1313         WriteNlist(ExternalSymbolData[i], Layout);
1314       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1315         WriteNlist(UndefinedSymbolData[i], Layout);
1316
1317       // Write the string table.
1318       OS << StringTable.str();
1319     }
1320   }
1321 };
1322
1323 }
1324
1325 MCObjectWriter *llvm::createMachObjectWriter(raw_ostream &OS, bool is64Bit,
1326                                              uint32_t CPUType,
1327                                              uint32_t CPUSubtype,
1328                                              bool IsLittleEndian) {
1329   return new MachObjectWriter(OS, is64Bit, CPUType, CPUSubtype, IsLittleEndian);
1330 }