MC: Remove another dead MCAssembler argument, and update clients.
[oota-llvm.git] / lib / MC / MachObjectWriter.cpp
index fc711258f85c535f11667572b154ba75b64611a2..b2258027b1ce68338075021e77722d8fd32ac338 100644 (file)
@@ -7,7 +7,8 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/MC/MachObjectWriter.h"
+#include "llvm/MC/MCMachObjectWriter.h"
+#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
 #include "llvm/ADT/Twine.h"
 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
@@ -18,8 +19,8 @@
 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
 #include "llvm/MC/MCMachOSymbolFlags.h"
 #include "llvm/MC/MCValue.h"
+#include "llvm/Object/MachOFormat.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Support/MachO.h"
 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
 
 // FIXME: Gross.
 
 #include <vector>
 using namespace llvm;
+using namespace llvm::object;
 
 // FIXME: this has been copied from (or to) X86AsmBackend.cpp
 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
   switch (Kind) {
-  default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
-  case X86::reloc_pcrel_1byte:
+  // FIXME: Until ARM has it's own relocation stuff spun off, it comes
+  // through here and we don't want it to puke all over. Any reasonable
+  // values will only come when ARM relocation support gets added, at which
+  // point this will be X86 only again and the llvm_unreachable can be
+  // re-enabled.
+  default: return 0;// llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
+  case FK_PCRel_1:
   case FK_Data_1: return 0;
-  case X86::reloc_pcrel_2byte:
+  case FK_PCRel_2:
   case FK_Data_2: return 1;
-  case X86::reloc_pcrel_4byte:
+  case FK_PCRel_4:
   case X86::reloc_riprel_4byte:
   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
   case X86::reloc_signed_4byte:
@@ -45,24 +52,6 @@ static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
   }
 }
 
-static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
-  switch (Kind) {
-  default:
-    return false;
-  case X86::reloc_pcrel_1byte:
-  case X86::reloc_pcrel_2byte:
-  case X86::reloc_pcrel_4byte:
-  case X86::reloc_riprel_4byte:
-  case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
-    return true;
-  }
-}
-
-static bool isFixupKindRIPRel(unsigned Kind) {
-  return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
-    Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
-}
-
 static bool doesSymbolRequireExternRelocation(MCSymbolData *SD) {
   // Undefined symbols are always extern.
   if (SD->Symbol->isUndefined())
@@ -159,94 +148,7 @@ static bool isScatteredFixupFullyResolvedSimple(const MCAssembler &Asm,
 
 namespace {
 
-class MachObjectWriterImpl {
-  // See <mach-o/loader.h>.
-  enum {
-    Header_Magic32 = 0xFEEDFACE,
-    Header_Magic64 = 0xFEEDFACF
-  };
-
-  enum {
-    Header32Size = 28,
-    Header64Size = 32,
-    SegmentLoadCommand32Size = 56,
-    SegmentLoadCommand64Size = 72,
-    Section32Size = 68,
-    Section64Size = 80,
-    SymtabLoadCommandSize = 24,
-    DysymtabLoadCommandSize = 80,
-    Nlist32Size = 12,
-    Nlist64Size = 16,
-    RelocationInfoSize = 8
-  };
-
-  enum HeaderFileType {
-    HFT_Object = 0x1
-  };
-
-  enum HeaderFlags {
-    HF_SubsectionsViaSymbols = 0x2000
-  };
-
-  enum LoadCommandType {
-    LCT_Segment = 0x1,
-    LCT_Symtab = 0x2,
-    LCT_Dysymtab = 0xb,
-    LCT_Segment64 = 0x19
-  };
-
-  // See <mach-o/nlist.h>.
-  enum SymbolTypeType {
-    STT_Undefined = 0x00,
-    STT_Absolute  = 0x02,
-    STT_Section   = 0x0e
-  };
-
-  enum SymbolTypeFlags {
-    // If any of these bits are set, then the entry is a stab entry number (see
-    // <mach-o/stab.h>. Otherwise the other masks apply.
-    STF_StabsEntryMask = 0xe0,
-
-    STF_TypeMask       = 0x0e,
-    STF_External       = 0x01,
-    STF_PrivateExtern  = 0x10
-  };
-
-  /// IndirectSymbolFlags - Flags for encoding special values in the indirect
-  /// symbol entry.
-  enum IndirectSymbolFlags {
-    ISF_Local    = 0x80000000,
-    ISF_Absolute = 0x40000000
-  };
-
-  /// RelocationFlags - Special flags for addresses.
-  enum RelocationFlags {
-    RF_Scattered = 0x80000000
-  };
-
-  enum RelocationInfoType {
-    RIT_Vanilla             = 0,
-    RIT_Pair                = 1,
-    RIT_Difference          = 2,
-    RIT_PreboundLazyPointer = 3,
-    RIT_LocalDifference     = 4,
-    RIT_TLV                 = 5
-  };
-
-  /// X86_64 uses its own relocation types.
-  enum RelocationInfoTypeX86_64 {
-    RIT_X86_64_Unsigned   = 0,
-    RIT_X86_64_Signed     = 1,
-    RIT_X86_64_Branch     = 2,
-    RIT_X86_64_GOTLoad    = 3,
-    RIT_X86_64_GOT        = 4,
-    RIT_X86_64_Subtractor = 5,
-    RIT_X86_64_Signed1    = 6,
-    RIT_X86_64_Signed2    = 7,
-    RIT_X86_64_Signed4    = 8,
-    RIT_X86_64_TLV        = 9
-  };
-
+class MachObjectWriter : public MCObjectWriter {
   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
   /// on symbols.
   struct MachSymbolData {
@@ -261,16 +163,14 @@ class MachObjectWriterImpl {
     }
   };
 
+  /// The target specific Mach-O writer instance.
+  llvm::OwningPtr<MCMachObjectTargetWriter> TargetObjectWriter;
+
   /// @name Relocation Data
   /// @{
 
-  struct MachRelocationEntry {
-    uint32_t Word0;
-    uint32_t Word1;
-  };
-
   llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
-                 std::vector<MachRelocationEntry> > Relocations;
+                 std::vector<macho::RelocationEntry> > Relocations;
   llvm::DenseMap<const MCSectionData*, unsigned> IndirectSymBase;
 
   /// @}
@@ -284,37 +184,66 @@ class MachObjectWriterImpl {
 
   /// @}
 
-  MachObjectWriter *Writer;
+private:
+  /// @name Utility Methods
+  /// @{
 
-  raw_ostream &OS;
+  bool isFixupKindPCRel(const MCAssembler &Asm, unsigned Kind) {
+    const MCFixupKindInfo &FKI = Asm.getBackend().getFixupKindInfo(
+      (MCFixupKind) Kind);
 
-  unsigned Is64Bit : 1;
+    return FKI.Flags & MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel;
+  }
 
-  uint32_t CPUType;
-  uint32_t CPUSubtype;
+  /// @}
 
-public:
-  MachObjectWriterImpl(MachObjectWriter *_Writer, bool _Is64Bit,
-                       uint32_t _CPUType, uint32_t _CPUSubtype)
-    : Writer(_Writer), OS(Writer->getStream()), Is64Bit(_Is64Bit),
-      CPUType(_CPUType), CPUSubtype(_CPUSubtype) {
+  SectionAddrMap SectionAddress;
+  uint64_t getSectionAddress(const MCSectionData* SD) const {
+    return SectionAddress.lookup(SD);
+  }
+  uint64_t getSymbolAddress(const MCSymbolData* SD,
+                            const MCAsmLayout &Layout) const {
+    return getSectionAddress(SD->getFragment()->getParent()) +
+      Layout.getSymbolOffset(SD);
+  }
+  uint64_t getFragmentAddress(const MCFragment *Fragment,
+                            const MCAsmLayout &Layout) const {
+    return getSectionAddress(Fragment->getParent()) +
+      Layout.getFragmentOffset(Fragment);
   }
 
-  void Write8(uint8_t Value) { Writer->Write8(Value); }
-  void Write16(uint16_t Value) { Writer->Write16(Value); }
-  void Write32(uint32_t Value) { Writer->Write32(Value); }
-  void Write64(uint64_t Value) { Writer->Write64(Value); }
-  void WriteZeros(unsigned N) { Writer->WriteZeros(N); }
-  void WriteBytes(StringRef Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
-    Writer->WriteBytes(Str, ZeroFillSize);
+  uint64_t getPaddingSize(const MCSectionData *SD,
+                          const MCAsmLayout &Layout) const {
+    uint64_t EndAddr = getSectionAddress(SD) + Layout.getSectionAddressSize(SD);
+    unsigned Next = SD->getLayoutOrder() + 1;
+    if (Next >= Layout.getSectionOrder().size())
+      return 0;
+
+    const MCSectionData &NextSD = *Layout.getSectionOrder()[Next];
+    if (NextSD.getSection().isVirtualSection())
+      return 0;
+    return OffsetToAlignment(EndAddr, NextSD.getAlignment());
   }
 
+public:
+  MachObjectWriter(MCMachObjectTargetWriter *MOTW, raw_ostream &_OS,
+                   bool _IsLittleEndian)
+    : MCObjectWriter(_OS, _IsLittleEndian), TargetObjectWriter(MOTW) {
+  }
+
+  /// @name Target Writer Proxy Accessors
+  /// @{
+
+  bool is64Bit() const { return TargetObjectWriter->is64Bit(); }
+
+  /// @}
+
   void WriteHeader(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
                    bool SubsectionsViaSymbols) {
     uint32_t Flags = 0;
 
     if (SubsectionsViaSymbols)
-      Flags |= HF_SubsectionsViaSymbols;
+      Flags |= macho::HF_SubsectionsViaSymbols;
 
     // struct mach_header (28 bytes) or
     // struct mach_header_64 (32 bytes)
@@ -322,20 +251,20 @@ public:
     uint64_t Start = OS.tell();
     (void) Start;
 
-    Write32(Is64Bit ? Header_Magic64 : Header_Magic32);
+    Write32(is64Bit() ? macho::HM_Object64 : macho::HM_Object32);
 
-    Write32(CPUType);
-    Write32(CPUSubtype);
+    Write32(TargetObjectWriter->getCPUType());
+    Write32(TargetObjectWriter->getCPUSubtype());
 
-    Write32(HFT_Object);
-    Write32(NumLoadCommands);    // Object files have a single load command, the
-                                 // segment.
+    Write32(macho::HFT_Object);
+    Write32(NumLoadCommands);
     Write32(LoadCommandsSize);
     Write32(Flags);
-    if (Is64Bit)
+    if (is64Bit())
       Write32(0); // reserved
 
-    assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ? Header64Size : Header32Size);
+    assert(OS.tell() - Start == is64Bit() ? 
+           macho::Header64Size : macho::Header32Size);
   }
 
   /// WriteSegmentLoadCommand - Write a segment load command.
@@ -352,14 +281,16 @@ public:
     uint64_t Start = OS.tell();
     (void) Start;
 
-    unsigned SegmentLoadCommandSize = Is64Bit ? SegmentLoadCommand64Size :
-      SegmentLoadCommand32Size;
-    Write32(Is64Bit ? LCT_Segment64 : LCT_Segment);
+    unsigned SegmentLoadCommandSize =
+      is64Bit() ? macho::SegmentLoadCommand64Size:
+      macho::SegmentLoadCommand32Size;
+    Write32(is64Bit() ? macho::LCT_Segment64 : macho::LCT_Segment);
     Write32(SegmentLoadCommandSize +
-            NumSections * (Is64Bit ? Section64Size : Section32Size));
+            NumSections * (is64Bit() ? macho::Section64Size :
+                           macho::Section32Size));
 
     WriteBytes("", 16);
-    if (Is64Bit) {
+    if (is64Bit()) {
       Write64(0); // vmaddr
       Write64(VMSize); // vmsize
       Write64(SectionDataStartOffset); // file offset
@@ -381,10 +312,10 @@ public:
   void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                     const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
                     uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
-    uint64_t SectionSize = Layout.getSectionSize(&SD);
+    uint64_t SectionSize = Layout.getSectionAddressSize(&SD);
 
     // The offset is unused for virtual sections.
-    if (Asm.getBackend().isVirtualSection(SD.getSection())) {
+    if (SD.getSection().isVirtualSection()) {
       assert(Layout.getSectionFileSize(&SD) == 0 && "Invalid file size!");
       FileOffset = 0;
     }
@@ -398,11 +329,11 @@ public:
     const MCSectionMachO &Section = cast<MCSectionMachO>(SD.getSection());
     WriteBytes(Section.getSectionName(), 16);
     WriteBytes(Section.getSegmentName(), 16);
-    if (Is64Bit) {
-      Write64(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
+    if (is64Bit()) {
+      Write64(getSectionAddress(&SD)); // address
       Write64(SectionSize); // size
     } else {
-      Write32(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
+      Write32(getSectionAddress(&SD)); // address
       Write32(SectionSize); // size
     }
     Write32(FileOffset);
@@ -418,10 +349,11 @@ public:
     Write32(Flags);
     Write32(IndirectSymBase.lookup(&SD)); // reserved1
     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
-    if (Is64Bit)
+    if (is64Bit())
       Write32(0); // reserved3
 
-    assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ? Section64Size : Section32Size);
+    assert(OS.tell() - Start == is64Bit() ? macho::Section64Size :
+           macho::Section32Size);
   }
 
   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
@@ -432,14 +364,14 @@ public:
     uint64_t Start = OS.tell();
     (void) Start;
 
-    Write32(LCT_Symtab);
-    Write32(SymtabLoadCommandSize);
+    Write32(macho::LCT_Symtab);
+    Write32(macho::SymtabLoadCommandSize);
     Write32(SymbolOffset);
     Write32(NumSymbols);
     Write32(StringTableOffset);
     Write32(StringTableSize);
 
-    assert(OS.tell() - Start == SymtabLoadCommandSize);
+    assert(OS.tell() - Start == macho::SymtabLoadCommandSize);
   }
 
   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
@@ -455,8 +387,8 @@ public:
     uint64_t Start = OS.tell();
     (void) Start;
 
-    Write32(LCT_Dysymtab);
-    Write32(DysymtabLoadCommandSize);
+    Write32(macho::LCT_Dysymtab);
+    Write32(macho::DysymtabLoadCommandSize);
     Write32(FirstLocalSymbol);
     Write32(NumLocalSymbols);
     Write32(FirstExternalSymbol);
@@ -476,7 +408,7 @@ public:
     Write32(0); // locreloff
     Write32(0); // nlocrel
 
-    assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
+    assert(OS.tell() - Start == macho::DysymtabLoadCommandSize);
   }
 
   void WriteNlist(MachSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout) {
@@ -490,27 +422,27 @@ public:
     //
     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
     if (Symbol.isUndefined())
-      Type = STT_Undefined;
+      Type = macho::STT_Undefined;
     else if (Symbol.isAbsolute())
-      Type = STT_Absolute;
+      Type = macho::STT_Absolute;
     else
-      Type = STT_Section;
+      Type = macho::STT_Section;
 
     // FIXME: Set STAB bits.
 
     if (Data.isPrivateExtern())
-      Type |= STF_PrivateExtern;
+      Type |= macho::STF_PrivateExtern;
 
     // Set external bit.
     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
-      Type |= STF_External;
+      Type |= macho::STF_External;
 
     // Compute the symbol address.
     if (Symbol.isDefined()) {
       if (Symbol.isAbsolute()) {
         Address = cast<MCConstantExpr>(Symbol.getVariableValue())->getValue();
       } else {
-        Address = Layout.getSymbolAddress(&Data);
+        Address = getSymbolAddress(&Data, Layout);
       }
     } else if (Data.isCommon()) {
       // Common symbols are encoded with the size in the address
@@ -538,7 +470,7 @@ public:
     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
     // value.
     Write16(Flags);
-    if (Is64Bit)
+    if (is64Bit())
       Write64(Address);
     else
       Write32(Address);
@@ -558,11 +490,15 @@ public:
   //  - Input errors, where something cannot be correctly encoded. 'as' allows
   //    these through in many cases.
 
+  static bool isFixupKindRIPRel(unsigned Kind) {
+    return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
+      Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
+  }
   void RecordX86_64Relocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                               const MCFragment *Fragment,
                               const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                               uint64_t &FixedValue) {
-    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Asm, Fixup.getKind());
     unsigned IsRIPRel = isFixupKindRIPRel(Fixup.getKind());
     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 
@@ -570,7 +506,7 @@ public:
     uint32_t FixupOffset =
       Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
     uint32_t FixupAddress =
-      Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
+      getFragmentAddress(Fragment, Layout) + Fixup.getOffset();
     int64_t Value = 0;
     unsigned Index = 0;
     unsigned IsExtern = 0;
@@ -589,7 +525,7 @@ public:
 
     if (Target.isAbsolute()) { // constant
       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
-      Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+      Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
       Index = 0;
 
       // FIXME: I believe this is broken, I don't think the linker can
@@ -599,7 +535,7 @@ public:
       // yet).
       if (IsPCRel) {
         IsExtern = 1;
-        Type = RIT_X86_64_Branch;
+        Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
       }
     } else if (Target.getSymB()) { // A - B + constant
       const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
@@ -633,10 +569,10 @@ public:
       if (A_Base == B_Base && A_Base)
         report_fatal_error("unsupported relocation with identical base");
 
-      Value += Layout.getSymbolAddress(&A_SD) -
-               (A_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolAddress(A_Base));
-      Value -= Layout.getSymbolAddress(&B_SD) -
-               (B_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolAddress(B_Base));
+      Value += getSymbolAddress(&A_SD, Layout) -
+        (A_Base == NULL ? 0 : getSymbolAddress(A_Base, Layout));
+      Value -= getSymbolAddress(&B_SD, Layout) -
+        (B_Base == NULL ? 0 : getSymbolAddress(B_Base, Layout));
 
       if (A_Base) {
         Index = A_Base->getIndex();
@@ -646,9 +582,9 @@ public:
         Index = A_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
         IsExtern = 0;
       }
-      Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+      Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 
-      MachRelocationEntry MRE;
+      macho::RelocationEntry MRE;
       MRE.Word0 = FixupOffset;
       MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
                    (IsPCRel   << 24) |
@@ -665,7 +601,7 @@ public:
         Index = B_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
         IsExtern = 0;
       }
-      Type = RIT_X86_64_Subtractor;
+      Type = macho::RIT_X86_64_Subtractor;
     } else {
       const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*Symbol);
@@ -691,15 +627,26 @@ public:
 
         // Add the local offset, if needed.
         if (Base != &SD)
-          Value += Layout.getSymbolAddress(&SD) - Layout.getSymbolAddress(Base);
+          Value += Layout.getSymbolOffset(&SD) - Layout.getSymbolOffset(Base);
       } else if (Symbol->isInSection()) {
         // The index is the section ordinal (1-based).
         Index = SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
         IsExtern = 0;
-        Value += Layout.getSymbolAddress(&SD);
+        Value += getSymbolAddress(&SD, Layout);
 
         if (IsPCRel)
           Value -= FixupAddress + (1 << Log2Size);
+      } else if (Symbol->isVariable()) {
+        const MCExpr *Value = Symbol->getVariableValue();
+        int64_t Res;
+        bool isAbs = Value->EvaluateAsAbsolute(Res, Layout, SectionAddress);
+        if (isAbs) {
+          FixedValue = Res;
+          return;
+        } else {
+          report_fatal_error("unsupported relocation of variable '" +
+                             Symbol->getName() + "'");
+        }
       } else {
         report_fatal_error("unsupported relocation of undefined symbol '" +
                            Symbol->getName() + "'");
@@ -713,15 +660,15 @@ public:
             // rewrite the movq to an leaq at link time if the symbol ends up in
             // the same linkage unit.
             if (unsigned(Fixup.getKind()) == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load)
-              Type = RIT_X86_64_GOTLoad;
+              Type = macho::RIT_X86_64_GOTLoad;
             else
-              Type = RIT_X86_64_GOT;
+              Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
           }  else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
-            Type = RIT_X86_64_TLV;
+            Type = macho::RIT_X86_64_TLV;
           }  else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None) {
             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
           } else {
-            Type = RIT_X86_64_Signed;
+            Type = macho::RIT_X86_64_Signed;
 
             // The Darwin x86_64 relocation format has a problem where it cannot
             // encode an address (L<foo> + <constant>) which is outside the atom
@@ -738,9 +685,9 @@ public:
             // (the additional bias), but instead appear to just look at the
             // final offset.
             switch (-(Target.getConstant() + (1LL << Log2Size))) {
-            case 1: Type = RIT_X86_64_Signed1; break;
-            case 2: Type = RIT_X86_64_Signed2; break;
-            case 4: Type = RIT_X86_64_Signed4; break;
+            case 1: Type = macho::RIT_X86_64_Signed1; break;
+            case 2: Type = macho::RIT_X86_64_Signed2; break;
+            case 4: Type = macho::RIT_X86_64_Signed4; break;
             }
           }
         } else {
@@ -748,24 +695,24 @@ public:
             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in branch "
                               "relocation");
 
-          Type = RIT_X86_64_Branch;
+          Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
         }
       } else {
         if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOT) {
-          Type = RIT_X86_64_GOT;
+          Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
           // GOTPCREL is allowed as a modifier on non-PCrel instructions, in
           // which case all we do is set the PCrel bit in the relocation entry;
           // this is used with exception handling, for example. The source is
           // required to include any necessary offset directly.
-          Type = RIT_X86_64_GOT;
+          Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
           IsPCRel = 1;
         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
           report_fatal_error("TLVP symbol modifier should have been rip-rel");
         } else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
           report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
         else
-          Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+          Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
       }
     }
 
@@ -773,7 +720,7 @@ public:
     FixedValue = Value;
 
     // struct relocation_info (8 bytes)
-    MachRelocationEntry MRE;
+    macho::RelocationEntry MRE;
     MRE.Word0 = FixupOffset;
     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
                  (IsPCRel   << 24) |
@@ -789,9 +736,9 @@ public:
                                  const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                                  uint64_t &FixedValue) {
     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
-    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Asm, Fixup.getKind());
     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
-    unsigned Type = RIT_Vanilla;
+    unsigned Type = macho::RIT_Vanilla;
 
     // See <reloc.h>.
     const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
@@ -801,7 +748,9 @@ public:
       report_fatal_error("symbol '" + A->getName() +
                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 
-    uint32_t Value = Layout.getSymbolAddress(A_SD);
+    uint32_t Value = getSymbolAddress(A_SD, Layout);
+    uint64_t SecAddr = getSectionAddress(A_SD->getFragment()->getParent());
+    FixedValue += SecAddr;
     uint32_t Value2 = 0;
 
     if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
@@ -816,28 +765,30 @@ public:
       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
       // for pedantic compatibility with 'as'.
-      Type = A_SD->isExternal() ? RIT_Difference : RIT_LocalDifference;
-      Value2 = Layout.getSymbolAddress(B_SD);
+      Type = A_SD->isExternal() ? macho::RIT_Difference :
+        macho::RIT_LocalDifference;
+      Value2 = getSymbolAddress(B_SD, Layout);
+      FixedValue -= getSectionAddress(B_SD->getFragment()->getParent());
     }
 
     // Relocations are written out in reverse order, so the PAIR comes first.
-    if (Type == RIT_Difference || Type == RIT_LocalDifference) {
-      MachRelocationEntry MRE;
+    if (Type == macho::RIT_Difference || Type == macho::RIT_LocalDifference) {
+      macho::RelocationEntry MRE;
       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
-                   (RIT_Pair  << 24) |
+                   (macho::RIT_Pair  << 24) |
                    (Log2Size  << 28) |
                    (IsPCRel   << 30) |
-                   RF_Scattered);
+                   macho::RF_Scattered);
       MRE.Word1 = Value2;
       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
     }
 
-    MachRelocationEntry MRE;
+    macho::RelocationEntry MRE;
     MRE.Word0 = ((FixupOffset <<  0) |
                  (Type        << 24) |
                  (Log2Size    << 28) |
                  (IsPCRel     << 30) |
-                 RF_Scattered);
+                 macho::RF_Scattered);
     MRE.Word1 = Value;
     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
   }
@@ -848,7 +799,7 @@ public:
                             const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                             uint64_t &FixedValue) {
     assert(Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP &&
-           !Is64Bit &&
+           !is64Bit() &&
            "Should only be called with a 32-bit TLVP relocation!");
 
     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
@@ -866,10 +817,10 @@ public:
     if (Target.getSymB()) {
       // If this is a subtraction then we're pcrel.
       uint32_t FixupAddress =
-      Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
+        getFragmentAddress(Fragment, Layout) + Fixup.getOffset();
       MCSymbolData *SD_B = &Asm.getSymbolData(Target.getSymB()->getSymbol());
       IsPCRel = 1;
-      FixedValue = (FixupAddress - Layout.getSymbolAddress(SD_B) +
+      FixedValue = (FixupAddress - getSymbolAddress(SD_B, Layout) +
                     Target.getConstant());
       FixedValue += 1ULL << Log2Size;
     } else {
@@ -877,25 +828,25 @@ public:
     }
 
     // struct relocation_info (8 bytes)
-    MachRelocationEntry MRE;
+    macho::RelocationEntry MRE;
     MRE.Word0 = Value;
     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
                  (IsPCRel   << 24) |
                  (Log2Size  << 25) |
                  (1         << 27) | // Extern
-                 (RIT_TLV   << 28)); // Type
+                 (macho::RIT_TLV   << 28)); // Type
     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
   }
 
   void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                         const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
                         MCValue Target, uint64_t &FixedValue) {
-    if (Is64Bit) {
+    if (is64Bit()) {
       RecordX86_64Relocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
       return;
     }
 
-    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Asm, Fixup.getKind());
     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 
     // If this is a 32-bit TLVP reloc it's handled a bit differently.
@@ -937,7 +888,18 @@ public:
       //
       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
       // find a case where they are actually emitted.
-      Type = RIT_Vanilla;
+      Type = macho::RIT_Vanilla;
+    } else if (SD->getSymbol().isVariable()) {
+      const MCExpr *Value = SD->getSymbol().getVariableValue();
+      int64_t Res;
+      bool isAbs = Value->EvaluateAsAbsolute(Res, Layout, SectionAddress);
+      if (isAbs) {
+        FixedValue = Res;
+        return;
+      } else {
+        report_fatal_error("unsupported relocation of variable '" +
+                           SD->getSymbol().getName() + "'");
+      }
     } else {
       // Check whether we need an external or internal relocation.
       if (doesSymbolRequireExternRelocation(SD)) {
@@ -947,17 +909,20 @@ public:
         // compensate for the addend of the symbol address, if it was
         // undefined. This occurs with weak definitions, for example.
         if (!SD->Symbol->isUndefined())
-          FixedValue -= Layout.getSymbolAddress(SD);
+          FixedValue -= Layout.getSymbolOffset(SD);
       } else {
         // The index is the section ordinal (1-based).
         Index = SD->getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
+        FixedValue += getSectionAddress(SD->getFragment()->getParent());
       }
+      if (IsPCRel)
+        FixedValue -= getSectionAddress(Fragment->getParent());
 
-      Type = RIT_Vanilla;
+      Type = macho::RIT_Vanilla;
     }
 
     // struct relocation_info (8 bytes)
-    MachRelocationEntry MRE;
+    macho::RelocationEntry MRE;
     MRE.Word0 = FixupOffset;
     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
                  (IsPCRel   << 24) |
@@ -1131,7 +1096,25 @@ public:
       StringTable += '\x00';
   }
 
-  void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
+  void computeSectionAddresses(const MCAssembler &Asm,
+                               const MCAsmLayout &Layout) {
+    uint64_t StartAddress = 0;
+    const SmallVectorImpl<MCSectionData*> &Order = Layout.getSectionOrder();
+    for (int i = 0, n = Order.size(); i != n ; ++i) {
+      const MCSectionData *SD = Order[i];
+      StartAddress = RoundUpToAlignment(StartAddress, SD->getAlignment());
+      SectionAddress[SD] = StartAddress;
+      StartAddress += Layout.getSectionAddressSize(SD);
+      // Explicitly pad the section to match the alignment requirements of the
+      // following one. This is for 'gas' compatibility, it shouldn't
+      /// strictly be necessary.
+      StartAddress += getPaddingSize(SD, Layout);
+    }
+  }
+
+  void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
+    computeSectionAddresses(Asm, Layout);
+
     // Create symbol data for any indirect symbols.
     BindIndirectSymbols(Asm);
 
@@ -1145,66 +1128,74 @@ public:
                             const MCValue Target,
                             bool IsPCRel,
                             const MCFragment *DF) const {
-    // If we are using scattered symbols, determine whether this value is
-    // actually resolved; scattering may cause atoms to move.
-    if (Asm.getBackend().hasScatteredSymbols()) {
-      if (Asm.getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
-        // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
-        // symbol) that the fixup value is relative to.
-        const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
-        if (IsPCRel) {
-          BaseSymbol = DF->getAtom();
-          if (!BaseSymbol)
-            return false;
-        }
+    // If we aren't using scattered symbols, the fixup is fully resolved.
+    if (!Asm.getBackend().hasScatteredSymbols())
+      return true;
 
-        return isScatteredFixupFullyResolved(Asm, Target, BaseSymbol);
-      } else {
-        const MCSection *BaseSection = 0;
-        if (IsPCRel)
-          BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
+    // Otherwise, determine whether this value is actually resolved; scattering
+    // may cause atoms to move.
 
-        return isScatteredFixupFullyResolvedSimple(Asm, Target, BaseSection);
-      }
+    // Check if we are using the "simple" resolution algorithm (e.g.,
+    // i386).
+    if (!Asm.getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
+      const MCSection *BaseSection = 0;
+      if (IsPCRel)
+        BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
+
+      return isScatteredFixupFullyResolvedSimple(Asm, Target, BaseSection);
     }
-    return true;
+
+    // Otherwise, compute the proper answer as reliably as possible.
+
+    // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
+    // symbol) that the fixup value is relative to.
+    const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
+    if (IsPCRel) {
+      BaseSymbol = DF->getAtom();
+      if (!BaseSymbol)
+        return false;
+    }
+
+    return isScatteredFixupFullyResolved(Asm, Target, BaseSymbol);
   }
 
-  void WriteObject(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
+  void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
     unsigned NumSections = Asm.size();
 
     // The section data starts after the header, the segment load command (and
     // section headers) and the symbol table.
     unsigned NumLoadCommands = 1;
-    uint64_t LoadCommandsSize = Is64Bit ?
-      SegmentLoadCommand64Size + NumSections * Section64Size :
-      SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
+    uint64_t LoadCommandsSize = is64Bit() ?
+      macho::SegmentLoadCommand64Size + NumSections * macho::Section64Size :
+      macho::SegmentLoadCommand32Size + NumSections * macho::Section32Size;
 
     // Add the symbol table load command sizes, if used.
     unsigned NumSymbols = LocalSymbolData.size() + ExternalSymbolData.size() +
       UndefinedSymbolData.size();
     if (NumSymbols) {
       NumLoadCommands += 2;
-      LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
+      LoadCommandsSize += (macho::SymtabLoadCommandSize +
+                           macho::DysymtabLoadCommandSize);
     }
 
     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
     // vm size.
-    uint64_t SectionDataStart = (Is64Bit ? Header64Size : Header32Size)
-      + LoadCommandsSize;
+    uint64_t SectionDataStart = (is64Bit() ? macho::Header64Size :
+                                 macho::Header32Size) + LoadCommandsSize;
     uint64_t SectionDataSize = 0;
     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
     uint64_t VMSize = 0;
     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
       const MCSectionData &SD = *it;
-      uint64_t Address = Layout.getSectionAddress(&SD);
-      uint64_t Size = Layout.getSectionSize(&SD);
+      uint64_t Address = getSectionAddress(&SD);
+      uint64_t Size = Layout.getSectionAddressSize(&SD);
       uint64_t FileSize = Layout.getSectionFileSize(&SD);
+      FileSize += getPaddingSize(&SD, Layout);
 
       VMSize = std::max(VMSize, Address + Size);
 
-      if (Asm.getBackend().isVirtualSection(SD.getSection()))
+      if (SD.getSection().isVirtualSection())
         continue;
 
       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize, Address + Size);
@@ -1227,11 +1218,11 @@ public:
     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
-      std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
+      std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
       unsigned NumRelocs = Relocs.size();
-      uint64_t SectionStart = SectionDataStart + Layout.getSectionAddress(it);
+      uint64_t SectionStart = SectionDataStart + getSectionAddress(it);
       WriteSection(Asm, Layout, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
-      RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
+      RelocTableEnd += NumRelocs * macho::RelocationInfoSize;
     }
 
     // Write the symbol table load command, if used.
@@ -1257,8 +1248,8 @@ public:
 
       // The string table is written after symbol table.
       uint64_t StringTableOffset =
-        SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * (Is64Bit ? Nlist64Size :
-                                                Nlist32Size);
+        SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * (is64Bit() ? macho::Nlist64Size :
+                                                macho::Nlist32Size);
       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
                              StringTableOffset, StringTable.size());
 
@@ -1270,8 +1261,13 @@ public:
 
     // Write the actual section data.
     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
-           ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
-      Asm.WriteSectionData(it, Layout, Writer);
+           ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
+      Asm.WriteSectionData(it, Layout, this);
+
+      uint64_t Pad = getPaddingSize(it, Layout);
+      for (unsigned int i = 0; i < Pad; ++i)
+        Write8(0);
+    }
 
     // Write the extra padding.
     WriteZeros(SectionDataPadding);
@@ -1281,7 +1277,7 @@ public:
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
       // Write the section relocation entries, in reverse order to match 'as'
       // (approximately, the exact algorithm is more complicated than this).
-      std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
+      std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
       for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
         Write32(Relocs[e - i - 1].Word0);
         Write32(Relocs[e - i - 1].Word1);
@@ -1302,9 +1298,9 @@ public:
           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
           if (it->Symbol->isDefined() &&
               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
-            uint32_t Flags = ISF_Local;
+            uint32_t Flags = macho::ISF_Local;
             if (it->Symbol->isAbsolute())
-              Flags |= ISF_Absolute;
+              Flags |= macho::ISF_Absolute;
             Write32(Flags);
             continue;
           }
@@ -1331,42 +1327,8 @@ public:
 
 }
 
-MachObjectWriter::MachObjectWriter(raw_ostream &OS,
-                                   bool Is64Bit,
-                                   uint32_t CPUType,
-                                   uint32_t CPUSubtype,
-                                   bool IsLittleEndian)
-  : MCObjectWriter(OS, IsLittleEndian)
-{
-  Impl = new MachObjectWriterImpl(this, Is64Bit, CPUType, CPUSubtype);
-}
-
-MachObjectWriter::~MachObjectWriter() {
-  delete (MachObjectWriterImpl*) Impl;
-}
-
-void MachObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
-  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->ExecutePostLayoutBinding(Asm);
-}
-
-void MachObjectWriter::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
-                                        const MCAsmLayout &Layout,
-                                        const MCFragment *Fragment,
-                                        const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
-                                        uint64_t &FixedValue) {
-  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->RecordRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
-                                                   Target, FixedValue);
-}
-
-bool MachObjectWriter::IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
-                                           const MCValue Target,
-                                           bool IsPCRel,
-                                           const MCFragment *DF) const {
-  return ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->IsFixupFullyResolved(Asm, Target,
-                                                              IsPCRel, DF);
-}
-
-void MachObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
-                                   const MCAsmLayout &Layout) {
-  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->WriteObject(Asm, Layout);
+MCObjectWriter *llvm::createMachObjectWriter(MCMachObjectTargetWriter *MOTW,
+                                             raw_ostream &OS,
+                                             bool IsLittleEndian) {
+  return new MachObjectWriter(MOTW, OS, IsLittleEndian);
 }