Add support for loading from a constant pool.
[oota-llvm.git] / lib / MC / ELFObjectWriter.cpp
1 //===- lib/MC/ELFObjectWriter.cpp - ELF File Writer -------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements ELF object file writer information.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
15 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
16 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
17 #include "llvm/ADT/Twine.h"
18 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
19 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
20 #include "llvm/MC/MCContext.h"
21 #include "llvm/MC/MCELFSymbolFlags.h"
22 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
23 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
24 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
25 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
26 #include "llvm/MC/MCValue.h"
27 #include "llvm/Support/Debug.h"
28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
29 #include "llvm/Support/ELF.h"
30 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
31
32 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
33 #include "../Target/ARM/ARMFixupKinds.h"
34
35 #include <vector>
36 using namespace llvm;
37
38 static unsigned GetType(const MCSymbolData &SD) {
39   uint32_t Type = (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STT_Shift)) >> ELF_STT_Shift;
40   assert(Type == ELF::STT_NOTYPE || Type == ELF::STT_OBJECT ||
41          Type == ELF::STT_FUNC || Type == ELF::STT_SECTION ||
42          Type == ELF::STT_FILE || Type == ELF::STT_COMMON ||
43          Type == ELF::STT_TLS);
44   return Type;
45 }
46
47 static unsigned GetBinding(const MCSymbolData &SD) {
48   uint32_t Binding = (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STB_Shift)) >> ELF_STB_Shift;
49   assert(Binding == ELF::STB_LOCAL || Binding == ELF::STB_GLOBAL ||
50          Binding == ELF::STB_WEAK);
51   return Binding;
52 }
53
54 static void SetBinding(MCSymbolData &SD, unsigned Binding) {
55   assert(Binding == ELF::STB_LOCAL || Binding == ELF::STB_GLOBAL ||
56          Binding == ELF::STB_WEAK);
57   uint32_t OtherFlags = SD.getFlags() & ~(0xf << ELF_STB_Shift);
58   SD.setFlags(OtherFlags | (Binding << ELF_STB_Shift));
59 }
60
61 static unsigned GetVisibility(MCSymbolData &SD) {
62   unsigned Visibility =
63     (SD.getFlags() & (0xf << ELF_STV_Shift)) >> ELF_STV_Shift;
64   assert(Visibility == ELF::STV_DEFAULT || Visibility == ELF::STV_INTERNAL ||
65          Visibility == ELF::STV_HIDDEN || Visibility == ELF::STV_PROTECTED);
66   return Visibility;
67 }
68
69
70 static bool RelocNeedsGOT(MCSymbolRefExpr::VariantKind Variant) {
71   switch (Variant) {
72   default:
73     return false;
74   case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
75   case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
76   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
77   case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
78   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
79   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
80   case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
81   case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
82   case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
83   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
84   case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
85   case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
86     return true;
87   }
88 }
89
90 namespace {
91   class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
92   protected:
93     /*static bool isFixupKindX86RIPRel(unsigned Kind) {
94       return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
95         Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
96     }*/
97
98
99     /// ELFSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
100     /// on symbols.
101     struct ELFSymbolData {
102       MCSymbolData *SymbolData;
103       uint64_t StringIndex;
104       uint32_t SectionIndex;
105
106       // Support lexicographic sorting.
107       bool operator<(const ELFSymbolData &RHS) const {
108         if (GetType(*SymbolData) == ELF::STT_FILE)
109           return true;
110         if (GetType(*RHS.SymbolData) == ELF::STT_FILE)
111           return false;
112         return SymbolData->getSymbol().getName() <
113                RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
114       }
115     };
116
117     /// @name Relocation Data
118     /// @{
119
120     struct ELFRelocationEntry {
121       // Make these big enough for both 32-bit and 64-bit
122       uint64_t r_offset;
123       int Index;
124       unsigned Type;
125       const MCSymbol *Symbol;
126       uint64_t r_addend;
127
128       ELFRelocationEntry()
129         : r_offset(0), Index(0), Type(0), Symbol(0), r_addend(0) {}
130
131       ELFRelocationEntry(uint64_t RelocOffset, int Idx,
132                          unsigned RelType, const MCSymbol *Sym,
133                          uint64_t Addend)
134         : r_offset(RelocOffset), Index(Idx), Type(RelType),
135           Symbol(Sym), r_addend(Addend) {}
136
137       // Support lexicographic sorting.
138       bool operator<(const ELFRelocationEntry &RE) const {
139         return RE.r_offset < r_offset;
140       }
141     };
142
143     SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> UsedInReloc;
144     SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> WeakrefUsedInReloc;
145     DenseMap<const MCSymbol *, const MCSymbol *> Renames;
146
147     llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
148                    std::vector<ELFRelocationEntry> > Relocations;
149     DenseMap<const MCSection*, uint64_t> SectionStringTableIndex;
150
151     /// @}
152     /// @name Symbol Table Data
153     /// @{
154
155     SmallString<256> StringTable;
156     std::vector<ELFSymbolData> LocalSymbolData;
157     std::vector<ELFSymbolData> ExternalSymbolData;
158     std::vector<ELFSymbolData> UndefinedSymbolData;
159
160     /// @}
161
162     bool NeedsGOT;
163
164     bool NeedsSymtabShndx;
165
166     unsigned Is64Bit : 1;
167
168     bool HasRelocationAddend;
169
170     Triple::OSType OSType;
171
172     uint16_t EMachine;
173
174     // This holds the symbol table index of the last local symbol.
175     unsigned LastLocalSymbolIndex;
176     // This holds the .strtab section index.
177     unsigned StringTableIndex;
178     // This holds the .symtab section index.
179     unsigned SymbolTableIndex;
180
181     unsigned ShstrtabIndex;
182
183
184     const MCSymbol *SymbolToReloc(const MCAssembler &Asm,
185                                   const MCValue &Target,
186                                   const MCFragment &F) const;
187
188   public:
189     ELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
190                     uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
191                     Triple::OSType _OSType)
192       : MCObjectWriter(_OS, IsLittleEndian),
193         NeedsGOT(false), NeedsSymtabShndx(false),
194         Is64Bit(_Is64Bit), HasRelocationAddend(_HasRelAddend),
195         OSType(_OSType), EMachine(_EMachine) {
196     }
197
198     virtual ~ELFObjectWriter();
199
200     void WriteWord(uint64_t W) {
201       if (Is64Bit)
202         Write64(W);
203       else
204         Write32(W);
205     }
206
207     void StringLE16(char *buf, uint16_t Value) {
208       buf[0] = char(Value >> 0);
209       buf[1] = char(Value >> 8);
210     }
211
212     void StringLE32(char *buf, uint32_t Value) {
213       StringLE16(buf, uint16_t(Value >> 0));
214       StringLE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 16));
215     }
216
217     void StringLE64(char *buf, uint64_t Value) {
218       StringLE32(buf, uint32_t(Value >> 0));
219       StringLE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 32));
220     }
221
222     void StringBE16(char *buf ,uint16_t Value) {
223       buf[0] = char(Value >> 8);
224       buf[1] = char(Value >> 0);
225     }
226
227     void StringBE32(char *buf, uint32_t Value) {
228       StringBE16(buf, uint16_t(Value >> 16));
229       StringBE16(buf + 2, uint16_t(Value >> 0));
230     }
231
232     void StringBE64(char *buf, uint64_t Value) {
233       StringBE32(buf, uint32_t(Value >> 32));
234       StringBE32(buf + 4, uint32_t(Value >> 0));
235     }
236
237     void String8(MCDataFragment &F, uint8_t Value) {
238       char buf[1];
239       buf[0] = Value;
240       F.getContents() += StringRef(buf, 1);
241     }
242
243     void String16(MCDataFragment &F, uint16_t Value) {
244       char buf[2];
245       if (isLittleEndian())
246         StringLE16(buf, Value);
247       else
248         StringBE16(buf, Value);
249       F.getContents() += StringRef(buf, 2);
250     }
251
252     void String32(MCDataFragment &F, uint32_t Value) {
253       char buf[4];
254       if (isLittleEndian())
255         StringLE32(buf, Value);
256       else
257         StringBE32(buf, Value);
258       F.getContents() += StringRef(buf, 4);
259     }
260
261     void String64(MCDataFragment &F, uint64_t Value) {
262       char buf[8];
263       if (isLittleEndian())
264         StringLE64(buf, Value);
265       else
266         StringBE64(buf, Value);
267       F.getContents() += StringRef(buf, 8);
268     }
269
270     virtual void WriteHeader(uint64_t SectionDataSize, unsigned NumberOfSections);
271
272     virtual void WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
273                           uint64_t name, uint8_t info,
274                           uint64_t value, uint64_t size,
275                           uint8_t other, uint32_t shndx,
276                           bool Reserved);
277
278     virtual void WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,  MCDataFragment *ShndxF,
279                      ELFSymbolData &MSD,
280                      const MCAsmLayout &Layout);
281
282     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, uint32_t> SectionIndexMapTy;
283     virtual void WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF, MCDataFragment *ShndxF,
284                           const MCAssembler &Asm,
285                           const MCAsmLayout &Layout,
286                           const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
287
288     virtual void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
289                                   const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
290                                   MCValue Target, uint64_t &FixedValue);
291
292     virtual uint64_t getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
293                                          const MCSymbol *S);
294
295     // Map from a group section to the signature symbol
296     typedef DenseMap<const MCSectionELF*, const MCSymbol*> GroupMapTy;
297     // Map from a signature symbol to the group section
298     typedef DenseMap<const MCSymbol*, const MCSectionELF*> RevGroupMapTy;
299
300     /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
301     ///
302     /// \param StringTable [out] - The string table data.
303     /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
304     /// string table.
305     virtual void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
306                             const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
307                             RevGroupMapTy RevGroupMap);
308
309     virtual void ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
310                          SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
311
312     virtual void WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
313                          const MCSectionData &SD);
314
315     virtual void WriteRelocations(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout) {
316       for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
317              ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
318         WriteRelocation(Asm, Layout, *it);
319       }
320     }
321
322     virtual void CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
323                                 const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap);
324
325     virtual void CreateGroupSections(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
326                              GroupMapTy &GroupMap, RevGroupMapTy &RevGroupMap);
327
328     virtual void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
329                                           const MCAsmLayout &Layout);
330
331     virtual void WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type, uint64_t Flags,
332                           uint64_t Address, uint64_t Offset,
333                           uint64_t Size, uint32_t Link, uint32_t Info,
334                           uint64_t Alignment, uint64_t EntrySize);
335
336     virtual void WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm, MCDataFragment *F,
337                                   const MCSectionData *SD);
338
339     virtual bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
340                               const MCValue Target,
341                               bool IsPCRel,
342                               const MCFragment *DF) const;
343
344     virtual void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout);
345     virtual void WriteSection(MCAssembler &Asm,
346                       const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
347                       uint32_t GroupSymbolIndex,
348                       uint64_t Offset, uint64_t Size, uint64_t Alignment,
349                       const MCSectionELF &Section);
350
351   protected:
352     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
353                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
354                                   int64_t Addend) = 0;
355
356     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const = 0;
357   };
358
359   //===- X86ELFObjectWriter -------------------------------------------===//
360
361   class X86ELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
362   public:
363     X86ELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
364                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
365                        Triple::OSType _OSType);
366
367     virtual ~X86ELFObjectWriter();
368   protected:
369     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
370                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
371                                   int64_t Addend);
372
373     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
374       switch (Kind) {
375       default:
376         return false;
377       case FK_PCRel_1:
378       case FK_PCRel_2:
379       case FK_PCRel_4:
380       case X86::reloc_riprel_4byte:
381       case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
382         return true;
383       }
384     }
385   };
386
387
388   //===- ARMELFObjectWriter -------------------------------------------===//
389
390   class ARMELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
391   public:
392     ARMELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
393                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
394                        Triple::OSType _OSType);
395
396     virtual ~ARMELFObjectWriter();
397   protected:
398     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
399                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
400                                   int64_t Addend);
401     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
402       switch (Kind) {
403       default:
404         return false;
405       case FK_PCRel_1:
406       case FK_PCRel_2:
407       case FK_PCRel_4:
408       case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
409       case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
410       case ARM::fixup_arm_branch:
411         return true;
412       }
413     }
414   };
415
416   //===- MBlazeELFObjectWriter -------------------------------------------===//
417
418   class MBlazeELFObjectWriter : public ELFObjectWriter {
419   public:
420     MBlazeELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit, bool IsLittleEndian,
421                           uint16_t _EMachine, bool _HasRelAddend,
422                           Triple::OSType _OSType);
423
424     virtual ~MBlazeELFObjectWriter();
425   protected:
426     virtual unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
427                                   bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
428                                   int64_t Addend);
429
430     virtual bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) const {
431       switch (Kind) {
432       default:
433         return false;
434       case FK_PCRel_1:
435       case FK_PCRel_2:
436       case FK_PCRel_4:
437         return true;
438       }
439     }
440   };
441 }
442
443 ELFObjectWriter::~ELFObjectWriter()
444 {}
445
446 // Emit the ELF header.
447 void ELFObjectWriter::WriteHeader(uint64_t SectionDataSize,
448                                   unsigned NumberOfSections) {
449   // ELF Header
450   // ----------
451   //
452   // Note
453   // ----
454   // emitWord method behaves differently for ELF32 and ELF64, writing
455   // 4 bytes in the former and 8 in the latter.
456
457   Write8(0x7f); // e_ident[EI_MAG0]
458   Write8('E');  // e_ident[EI_MAG1]
459   Write8('L');  // e_ident[EI_MAG2]
460   Write8('F');  // e_ident[EI_MAG3]
461
462   Write8(Is64Bit ? ELF::ELFCLASS64 : ELF::ELFCLASS32); // e_ident[EI_CLASS]
463
464   // e_ident[EI_DATA]
465   Write8(isLittleEndian() ? ELF::ELFDATA2LSB : ELF::ELFDATA2MSB);
466
467   Write8(ELF::EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
468   // e_ident[EI_OSABI]
469   switch (OSType) {
470     case Triple::FreeBSD:  Write8(ELF::ELFOSABI_FREEBSD); break;
471     case Triple::Linux:    Write8(ELF::ELFOSABI_LINUX); break;
472     default:               Write8(ELF::ELFOSABI_NONE); break;
473   }
474   Write8(0);                  // e_ident[EI_ABIVERSION]
475
476   WriteZeros(ELF::EI_NIDENT - ELF::EI_PAD);
477
478   Write16(ELF::ET_REL);             // e_type
479
480   Write16(EMachine); // e_machine = target
481
482   Write32(ELF::EV_CURRENT);         // e_version
483   WriteWord(0);                    // e_entry, no entry point in .o file
484   WriteWord(0);                    // e_phoff, no program header for .o
485   WriteWord(SectionDataSize + (Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) :
486             sizeof(ELF::Elf32_Ehdr)));  // e_shoff = sec hdr table off in bytes
487
488   // FIXME: Make this configurable.
489   Write32(0);   // e_flags = whatever the target wants
490
491   // e_ehsize = ELF header size
492   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr));
493
494   Write16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
495   Write16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
496
497   // e_shentsize = Section header entry size
498   Write16(Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Shdr) : sizeof(ELF::Elf32_Shdr));
499
500   // e_shnum     = # of section header ents
501   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
502     Write16(0);
503   else
504     Write16(NumberOfSections);
505
506   // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
507   if (NumberOfSections >= ELF::SHN_LORESERVE)
508     Write16(ELF::SHN_XINDEX);
509   else
510     Write16(ShstrtabIndex);
511 }
512
513 void ELFObjectWriter::WriteSymbolEntry(MCDataFragment *SymtabF,
514                                        MCDataFragment *ShndxF,
515                                        uint64_t name,
516                                        uint8_t info, uint64_t value,
517                                        uint64_t size, uint8_t other,
518                                        uint32_t shndx,
519                                        bool Reserved) {
520   if (ShndxF) {
521     if (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved)
522       String32(*ShndxF, shndx);
523     else
524       String32(*ShndxF, 0);
525   }
526
527   uint16_t Index = (shndx >= ELF::SHN_LORESERVE && !Reserved) ?
528     uint16_t(ELF::SHN_XINDEX) : shndx;
529
530   if (Is64Bit) {
531     String32(*SymtabF, name);  // st_name
532     String8(*SymtabF, info);   // st_info
533     String8(*SymtabF, other);  // st_other
534     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
535     String64(*SymtabF, value); // st_value
536     String64(*SymtabF, size);  // st_size
537   } else {
538     String32(*SymtabF, name);  // st_name
539     String32(*SymtabF, value); // st_value
540     String32(*SymtabF, size);  // st_size
541     String8(*SymtabF, info);   // st_info
542     String8(*SymtabF, other);  // st_other
543     String16(*SymtabF, Index); // st_shndx
544   }
545 }
546
547 static uint64_t SymbolValue(MCSymbolData &Data, const MCAsmLayout &Layout) {
548   if (Data.isCommon() && Data.isExternal())
549     return Data.getCommonAlignment();
550
551   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
552   if (!Symbol.isInSection())
553     return 0;
554
555   if (Data.getFragment())
556     return Layout.getSymbolOffset(&Data);
557
558   return 0;
559 }
560
561 void ELFObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
562                                                const MCAsmLayout &Layout) {
563   // The presence of symbol versions causes undefined symbols and
564   // versions declared with @@@ to be renamed.
565
566   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
567          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
568     const MCSymbol &Alias = it->getSymbol();
569     const MCSymbol &Symbol = Alias.AliasedSymbol();
570     MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
571
572     // Not an alias.
573     if (&Symbol == &Alias)
574       continue;
575
576     StringRef AliasName = Alias.getName();
577     size_t Pos = AliasName.find('@');
578     if (Pos == StringRef::npos)
579       continue;
580
581     // Aliases defined with .symvar copy the binding from the symbol they alias.
582     // This is the first place we are able to copy this information.
583     it->setExternal(SD.isExternal());
584     SetBinding(*it, GetBinding(SD));
585
586     StringRef Rest = AliasName.substr(Pos);
587     if (!Symbol.isUndefined() && !Rest.startswith("@@@"))
588       continue;
589
590     // FIXME: produce a better error message.
591     if (Symbol.isUndefined() && Rest.startswith("@@") &&
592         !Rest.startswith("@@@"))
593       report_fatal_error("A @@ version cannot be undefined");
594
595     Renames.insert(std::make_pair(&Symbol, &Alias));
596   }
597 }
598
599 void ELFObjectWriter::WriteSymbol(MCDataFragment *SymtabF,
600                                   MCDataFragment *ShndxF,
601                                   ELFSymbolData &MSD,
602                                   const MCAsmLayout &Layout) {
603   MCSymbolData &OrigData = *MSD.SymbolData;
604   MCSymbolData &Data =
605     Layout.getAssembler().getSymbolData(OrigData.getSymbol().AliasedSymbol());
606
607   bool IsReserved = Data.isCommon() || Data.getSymbol().isAbsolute() ||
608     Data.getSymbol().isVariable();
609
610   uint8_t Binding = GetBinding(OrigData);
611   uint8_t Visibility = GetVisibility(OrigData);
612   uint8_t Type = GetType(Data);
613
614   uint8_t Info = (Binding << ELF_STB_Shift) | (Type << ELF_STT_Shift);
615   uint8_t Other = Visibility;
616
617   uint64_t Value = SymbolValue(Data, Layout);
618   uint64_t Size = 0;
619   const MCExpr *ESize;
620
621   assert(!(Data.isCommon() && !Data.isExternal()));
622
623   ESize = Data.getSize();
624   if (Data.getSize()) {
625     MCValue Res;
626     if (ESize->getKind() == MCExpr::Binary) {
627       const MCBinaryExpr *BE = static_cast<const MCBinaryExpr *>(ESize);
628
629       if (BE->EvaluateAsRelocatable(Res, &Layout)) {
630         assert(!Res.getSymA() || !Res.getSymA()->getSymbol().isDefined());
631         assert(!Res.getSymB() || !Res.getSymB()->getSymbol().isDefined());
632         Size = Res.getConstant();
633       }
634     } else if (ESize->getKind() == MCExpr::Constant) {
635       Size = static_cast<const MCConstantExpr *>(ESize)->getValue();
636     } else {
637       assert(0 && "Unsupported size expression");
638     }
639   }
640
641   // Write out the symbol table entry
642   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, MSD.StringIndex, Info, Value,
643                    Size, Other, MSD.SectionIndex, IsReserved);
644 }
645
646 void ELFObjectWriter::WriteSymbolTable(MCDataFragment *SymtabF,
647                                        MCDataFragment *ShndxF,
648                                        const MCAssembler &Asm,
649                                        const MCAsmLayout &Layout,
650                                      const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
651   // The string table must be emitted first because we need the index
652   // into the string table for all the symbol names.
653   assert(StringTable.size() && "Missing string table");
654
655   // FIXME: Make sure the start of the symbol table is aligned.
656
657   // The first entry is the undefined symbol entry.
658   WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, 0, 0, 0, 0, 0, false);
659
660   // Write the symbol table entries.
661   LastLocalSymbolIndex = LocalSymbolData.size() + 1;
662   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
663     ELFSymbolData &MSD = LocalSymbolData[i];
664     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
665   }
666
667   // Write out a symbol table entry for each regular section.
668   for (MCAssembler::const_iterator i = Asm.begin(), e = Asm.end(); i != e;
669        ++i) {
670     const MCSectionELF &Section =
671       static_cast<const MCSectionELF&>(i->getSection());
672     if (Section.getType() == ELF::SHT_RELA ||
673         Section.getType() == ELF::SHT_REL ||
674         Section.getType() == ELF::SHT_STRTAB ||
675         Section.getType() == ELF::SHT_SYMTAB)
676       continue;
677     WriteSymbolEntry(SymtabF, ShndxF, 0, ELF::STT_SECTION, 0, 0,
678                      ELF::STV_DEFAULT, SectionIndexMap.lookup(&Section), false);
679     LastLocalSymbolIndex++;
680   }
681
682   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
683     ELFSymbolData &MSD = ExternalSymbolData[i];
684     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
685     assert(((Data.getFlags() & ELF_STB_Global) ||
686             (Data.getFlags() & ELF_STB_Weak)) &&
687            "External symbol requires STB_GLOBAL or STB_WEAK flag");
688     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
689     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
690       LastLocalSymbolIndex++;
691   }
692
693   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i) {
694     ELFSymbolData &MSD = UndefinedSymbolData[i];
695     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
696     WriteSymbol(SymtabF, ShndxF, MSD, Layout);
697     if (GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
698       LastLocalSymbolIndex++;
699   }
700 }
701
702 const MCSymbol *ELFObjectWriter::SymbolToReloc(const MCAssembler &Asm,
703                                                const MCValue &Target,
704                                                const MCFragment &F) const {
705   const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol();
706   const MCSymbol &ASymbol = Symbol.AliasedSymbol();
707   const MCSymbol *Renamed = Renames.lookup(&Symbol);
708   const MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
709
710   if (ASymbol.isUndefined()) {
711     if (Renamed)
712       return Renamed;
713     return &ASymbol;
714   }
715
716   if (SD.isExternal()) {
717     if (Renamed)
718       return Renamed;
719     return &Symbol;
720   }
721
722   const MCSectionELF &Section =
723     static_cast<const MCSectionELF&>(ASymbol.getSection());
724   const SectionKind secKind = Section.getKind();
725
726   if (secKind.isBSS())
727     return NULL;
728
729   if (secKind.isThreadLocal()) {
730     if (Renamed)
731       return Renamed;
732     return &Symbol;
733   }
734
735   MCSymbolRefExpr::VariantKind Kind = Target.getSymA()->getKind();
736   const MCSectionELF &Sec2 =
737     static_cast<const MCSectionELF&>(F.getParent()->getSection());
738
739   if (&Sec2 != &Section &&
740       (Kind == MCSymbolRefExpr::VK_PLT ||
741        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL ||
742        Kind == MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF)) {
743     if (Renamed)
744       return Renamed;
745     return &Symbol;
746   }
747
748   if (Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_MERGE) {
749     if (Target.getConstant() == 0)
750       return NULL;
751     if (Renamed)
752       return Renamed;
753     return &Symbol;
754   }
755
756   return NULL;
757 }
758
759
760 void ELFObjectWriter::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
761                                        const MCAsmLayout &Layout,
762                                        const MCFragment *Fragment,
763                                        const MCFixup &Fixup,
764                                        MCValue Target,
765                                        uint64_t &FixedValue) {
766   int64_t Addend = 0;
767   int Index = 0;
768   int64_t Value = Target.getConstant();
769   const MCSymbol *RelocSymbol = NULL;
770
771   bool IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
772   if (!Target.isAbsolute()) {
773     const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol();
774     const MCSymbol &ASymbol = Symbol.AliasedSymbol();
775     RelocSymbol = SymbolToReloc(Asm, Target, *Fragment);
776
777     if (const MCSymbolRefExpr *RefB = Target.getSymB()) {
778       const MCSymbol &SymbolB = RefB->getSymbol();
779       MCSymbolData &SDB = Asm.getSymbolData(SymbolB);
780       IsPCRel = true;
781
782       // Offset of the symbol in the section
783       int64_t a = Layout.getSymbolOffset(&SDB);
784
785       // Ofeset of the relocation in the section
786       int64_t b = Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
787       Value += b - a;
788     }
789
790     if (!RelocSymbol) {
791       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(ASymbol);
792       MCFragment *F = SD.getFragment();
793
794       Index = F->getParent()->getOrdinal() + 1;
795
796       // Offset of the symbol in the section
797       Value += Layout.getSymbolOffset(&SD);
798     } else {
799       if (Asm.getSymbolData(Symbol).getFlags() & ELF_Other_Weakref)
800         WeakrefUsedInReloc.insert(RelocSymbol);
801       else
802         UsedInReloc.insert(RelocSymbol);
803       Index = -1;
804     }
805     Addend = Value;
806     // Compensate for the addend on i386.
807     if (Is64Bit)
808       Value = 0;
809   }
810
811   FixedValue = Value;
812   unsigned Type = GetRelocType(Target, Fixup, IsPCRel,
813                                (RelocSymbol != 0), Addend);
814   
815   uint64_t RelocOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment) +
816     Fixup.getOffset();
817
818   if (!HasRelocationAddend) Addend = 0;
819   ELFRelocationEntry ERE(RelocOffset, Index, Type, RelocSymbol, Addend);
820   Relocations[Fragment->getParent()].push_back(ERE);
821 }
822
823
824 uint64_t
825 ELFObjectWriter::getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
826                                              const MCSymbol *S) {
827   MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*S);
828   return SD.getIndex();
829 }
830
831 static bool isInSymtab(const MCAssembler &Asm, const MCSymbolData &Data,
832                        bool Used, bool Renamed) {
833   if (Data.getFlags() & ELF_Other_Weakref)
834     return false;
835
836   if (Used)
837     return true;
838
839   if (Renamed)
840     return false;
841
842   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
843
844   if (Symbol.getName() == "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_")
845     return true;
846
847   const MCSymbol &A = Symbol.AliasedSymbol();
848   if (!A.isVariable() && A.isUndefined() && !Data.isCommon())
849     return false;
850
851   if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(Symbol) && !Symbol.isUndefined())
852     return false;
853
854   if (Symbol.isTemporary())
855     return false;
856
857   return true;
858 }
859
860 static bool isLocal(const MCSymbolData &Data, bool isSignature,
861                     bool isUsedInReloc) {
862   if (Data.isExternal())
863     return false;
864
865   const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
866   const MCSymbol &RefSymbol = Symbol.AliasedSymbol();
867
868   if (RefSymbol.isUndefined() && !RefSymbol.isVariable()) {
869     if (isSignature && !isUsedInReloc)
870       return true;
871
872     return false;
873   }
874
875   return true;
876 }
877
878 void ELFObjectWriter::ComputeIndexMap(MCAssembler &Asm,
879                                       SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
880   unsigned Index = 1;
881   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
882          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
883     const MCSectionELF &Section =
884       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
885     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
886       continue;
887     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
888   }
889
890   for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
891          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
892     const MCSectionELF &Section =
893       static_cast<const MCSectionELF &>(it->getSection());
894     if (Section.getType() == ELF::SHT_GROUP)
895       continue;
896     SectionIndexMap[&Section] = Index++;
897   }
898 }
899
900 void ELFObjectWriter::ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm,
901                                       const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
902                                       RevGroupMapTy RevGroupMap) {
903   // FIXME: Is this the correct place to do this?
904   if (NeedsGOT) {
905     llvm::StringRef Name = "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_";
906     MCSymbol *Sym = Asm.getContext().GetOrCreateSymbol(Name);
907     MCSymbolData &Data = Asm.getOrCreateSymbolData(*Sym);
908     Data.setExternal(true);
909     SetBinding(Data, ELF::STB_GLOBAL);
910   }
911
912   // Build section lookup table.
913   int NumRegularSections = Asm.size();
914
915   // Index 0 is always the empty string.
916   StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
917   StringTable += '\x00';
918
919   // Add the data for the symbols.
920   for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
921          ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
922     const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
923
924     bool Used = UsedInReloc.count(&Symbol);
925     bool WeakrefUsed = WeakrefUsedInReloc.count(&Symbol);
926     bool isSignature = RevGroupMap.count(&Symbol);
927
928     if (!isInSymtab(Asm, *it,
929                     Used || WeakrefUsed || isSignature,
930                     Renames.count(&Symbol)))
931       continue;
932
933     ELFSymbolData MSD;
934     MSD.SymbolData = it;
935     const MCSymbol &RefSymbol = Symbol.AliasedSymbol();
936
937     // Undefined symbols are global, but this is the first place we
938     // are able to set it.
939     bool Local = isLocal(*it, isSignature, Used);
940     if (!Local && GetBinding(*it) == ELF::STB_LOCAL) {
941       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(RefSymbol);
942       SetBinding(*it, ELF::STB_GLOBAL);
943       SetBinding(SD, ELF::STB_GLOBAL);
944     }
945
946     if (RefSymbol.isUndefined() && !Used && WeakrefUsed)
947       SetBinding(*it, ELF::STB_WEAK);
948
949     if (it->isCommon()) {
950       assert(!Local);
951       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_COMMON;
952     } else if (Symbol.isAbsolute() || RefSymbol.isVariable()) {
953       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_ABS;
954     } else if (RefSymbol.isUndefined()) {
955       if (isSignature && !Used)
956         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(RevGroupMap[&Symbol]);
957       else
958         MSD.SectionIndex = ELF::SHN_UNDEF;
959     } else {
960       const MCSectionELF &Section =
961         static_cast<const MCSectionELF&>(RefSymbol.getSection());
962       MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Section);
963       if (MSD.SectionIndex >= ELF::SHN_LORESERVE)
964         NeedsSymtabShndx = true;
965       assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
966     }
967
968     // The @@@ in symbol version is replaced with @ in undefined symbols and
969     // @@ in defined ones.
970     StringRef Name = Symbol.getName();
971     SmallString<32> Buf;
972
973     size_t Pos = Name.find("@@@");
974     if (Pos != StringRef::npos) {
975       Buf += Name.substr(0, Pos);
976       unsigned Skip = MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF ? 2 : 1;
977       Buf += Name.substr(Pos + Skip);
978       Name = Buf;
979     }
980
981     uint64_t &Entry = StringIndexMap[Name];
982     if (!Entry) {
983       Entry = StringTable.size();
984       StringTable += Name;
985       StringTable += '\x00';
986     }
987     MSD.StringIndex = Entry;
988     if (MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF)
989       UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
990     else if (Local)
991       LocalSymbolData.push_back(MSD);
992     else
993       ExternalSymbolData.push_back(MSD);
994   }
995
996   // Symbols are required to be in lexicographic order.
997   array_pod_sort(LocalSymbolData.begin(), LocalSymbolData.end());
998   array_pod_sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
999   array_pod_sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
1000
1001   // Set the symbol indices. Local symbols must come before all other
1002   // symbols with non-local bindings.
1003   unsigned Index = 1;
1004   for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1005     LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1006
1007   Index += NumRegularSections;
1008
1009   for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1010     ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1011   for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1012     UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1013 }
1014
1015 void ELFObjectWriter::WriteRelocation(MCAssembler &Asm, MCAsmLayout &Layout,
1016                                       const MCSectionData &SD) {
1017   if (!Relocations[&SD].empty()) {
1018     MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1019     const MCSectionELF *RelaSection;
1020     const MCSectionELF &Section =
1021       static_cast<const MCSectionELF&>(SD.getSection());
1022
1023     const StringRef SectionName = Section.getSectionName();
1024     std::string RelaSectionName = HasRelocationAddend ? ".rela" : ".rel";
1025     RelaSectionName += SectionName;
1026
1027     unsigned EntrySize;
1028     if (HasRelocationAddend)
1029       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rela) : sizeof(ELF::Elf32_Rela);
1030     else
1031       EntrySize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Rel) : sizeof(ELF::Elf32_Rel);
1032
1033     RelaSection = Ctx.getELFSection(RelaSectionName, HasRelocationAddend ?
1034                                     ELF::SHT_RELA : ELF::SHT_REL, 0,
1035                                     SectionKind::getReadOnly(),
1036                                     EntrySize, "");
1037
1038     MCSectionData &RelaSD = Asm.getOrCreateSectionData(*RelaSection);
1039     RelaSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1040
1041     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&RelaSD);
1042
1043     WriteRelocationsFragment(Asm, F, &SD);
1044   }
1045 }
1046
1047 void ELFObjectWriter::WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type,
1048                                        uint64_t Flags, uint64_t Address,
1049                                        uint64_t Offset, uint64_t Size,
1050                                        uint32_t Link, uint32_t Info,
1051                                        uint64_t Alignment,
1052                                        uint64_t EntrySize) {
1053   Write32(Name);        // sh_name: index into string table
1054   Write32(Type);        // sh_type
1055   WriteWord(Flags);     // sh_flags
1056   WriteWord(Address);   // sh_addr
1057   WriteWord(Offset);    // sh_offset
1058   WriteWord(Size);      // sh_size
1059   Write32(Link);        // sh_link
1060   Write32(Info);        // sh_info
1061   WriteWord(Alignment); // sh_addralign
1062   WriteWord(EntrySize); // sh_entsize
1063 }
1064
1065 void ELFObjectWriter::WriteRelocationsFragment(const MCAssembler &Asm,
1066                                                MCDataFragment *F,
1067                                                const MCSectionData *SD) {
1068   std::vector<ELFRelocationEntry> &Relocs = Relocations[SD];
1069   // sort by the r_offset just like gnu as does
1070   array_pod_sort(Relocs.begin(), Relocs.end());
1071
1072   for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1073     ELFRelocationEntry entry = Relocs[e - i - 1];
1074
1075     if (!entry.Index)
1076       ;
1077     else if (entry.Index < 0)
1078       entry.Index = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, entry.Symbol);
1079     else
1080       entry.Index += LocalSymbolData.size();
1081     if (Is64Bit) {
1082       String64(*F, entry.r_offset);
1083
1084       struct ELF::Elf64_Rela ERE64;
1085       ERE64.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1086       String64(*F, ERE64.r_info);
1087
1088       if (HasRelocationAddend)
1089         String64(*F, entry.r_addend);
1090     } else {
1091       String32(*F, entry.r_offset);
1092
1093       struct ELF::Elf32_Rela ERE32;
1094       ERE32.setSymbolAndType(entry.Index, entry.Type);
1095       String32(*F, ERE32.r_info);
1096
1097       if (HasRelocationAddend)
1098         String32(*F, entry.r_addend);
1099     }
1100   }
1101 }
1102
1103 void ELFObjectWriter::CreateMetadataSections(MCAssembler &Asm,
1104                                              MCAsmLayout &Layout,
1105                                     const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap) {
1106   MCContext &Ctx = Asm.getContext();
1107   MCDataFragment *F;
1108
1109   unsigned EntrySize = Is64Bit ? ELF::SYMENTRY_SIZE64 : ELF::SYMENTRY_SIZE32;
1110
1111   // We construct .shstrtab, .symtab and .strtab in this order to match gnu as.
1112   const MCSectionELF *ShstrtabSection =
1113     Ctx.getELFSection(".shstrtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1114                       SectionKind::getReadOnly());
1115   MCSectionData &ShstrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*ShstrtabSection);
1116   ShstrtabSD.setAlignment(1);
1117   ShstrtabIndex = Asm.size();
1118
1119   const MCSectionELF *SymtabSection =
1120     Ctx.getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB, 0,
1121                       SectionKind::getReadOnly(),
1122                       EntrySize, "");
1123   MCSectionData &SymtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabSection);
1124   SymtabSD.setAlignment(Is64Bit ? 8 : 4);
1125   SymbolTableIndex = Asm.size();
1126
1127   MCSectionData *SymtabShndxSD = NULL;
1128
1129   if (NeedsSymtabShndx) {
1130     const MCSectionELF *SymtabShndxSection =
1131       Ctx.getELFSection(".symtab_shndx", ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX, 0,
1132                         SectionKind::getReadOnly(), 4, "");
1133     SymtabShndxSD = &Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabShndxSection);
1134     SymtabShndxSD->setAlignment(4);
1135   }
1136
1137   const MCSection *StrtabSection;
1138   StrtabSection = Ctx.getELFSection(".strtab", ELF::SHT_STRTAB, 0,
1139                                     SectionKind::getReadOnly());
1140   MCSectionData &StrtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*StrtabSection);
1141   StrtabSD.setAlignment(1);
1142   StringTableIndex = Asm.size();
1143
1144   WriteRelocations(Asm, Layout);
1145
1146   // Symbol table
1147   F = new MCDataFragment(&SymtabSD);
1148   MCDataFragment *ShndxF = NULL;
1149   if (NeedsSymtabShndx) {
1150     ShndxF = new MCDataFragment(SymtabShndxSD);
1151   }
1152   WriteSymbolTable(F, ShndxF, Asm, Layout, SectionIndexMap);
1153
1154   F = new MCDataFragment(&StrtabSD);
1155   F->getContents().append(StringTable.begin(), StringTable.end());
1156
1157   F = new MCDataFragment(&ShstrtabSD);
1158
1159   // Section header string table.
1160   //
1161   // The first entry of a string table holds a null character so skip
1162   // section 0.
1163   uint64_t Index = 1;
1164   F->getContents() += '\x00';
1165
1166   StringMap<uint64_t> SecStringMap;
1167   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1168          ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1169     const MCSectionELF &Section =
1170       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1171     // FIXME: We could merge suffixes like in .text and .rela.text.
1172
1173     StringRef Name = Section.getSectionName();
1174     if (SecStringMap.count(Name)) {
1175       SectionStringTableIndex[&Section] =  SecStringMap[Name];
1176       continue;
1177     }
1178     // Remember the index into the string table so we can write it
1179     // into the sh_name field of the section header table.
1180     SectionStringTableIndex[&Section] = Index;
1181     SecStringMap[Name] = Index;
1182
1183     Index += Name.size() + 1;
1184     F->getContents() += Name;
1185     F->getContents() += '\x00';
1186   }
1187 }
1188
1189 bool ELFObjectWriter::IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1190                                            const MCValue Target,
1191                                            bool IsPCRel,
1192                                            const MCFragment *DF) const {
1193   // If this is a PCrel relocation, find the section this fixup value is
1194   // relative to.
1195   const MCSection *BaseSection = 0;
1196   if (IsPCRel) {
1197     BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1198     assert(BaseSection);
1199   }
1200
1201   const MCSection *SectionA = 0;
1202   const MCSymbol *SymbolA = 0;
1203   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
1204     SymbolA = &A->getSymbol();
1205     SectionA = &SymbolA->AliasedSymbol().getSection();
1206   }
1207
1208   const MCSection *SectionB = 0;
1209   const MCSymbol *SymbolB = 0;
1210   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
1211     SymbolB = &B->getSymbol();
1212     SectionB = &SymbolB->AliasedSymbol().getSection();
1213   }
1214
1215   if (!BaseSection)
1216     return SectionA == SectionB;
1217
1218   if (SymbolB)
1219     return false;
1220
1221   // Absolute address but PCrel instruction, so we need a relocation.
1222   if (!SymbolA)
1223     return false;
1224
1225   // FIXME: This is in here just to match gnu as output. If the two ends
1226   // are in the same section, there is nothing that the linker can do to
1227   // break it.
1228   const MCSymbolData &DataA = Asm.getSymbolData(*SymbolA);
1229   if (DataA.isExternal())
1230     return false;
1231
1232   return BaseSection == SectionA;
1233 }
1234
1235 void ELFObjectWriter::CreateGroupSections(MCAssembler &Asm,
1236                                           MCAsmLayout &Layout,
1237                                           GroupMapTy &GroupMap,
1238                                           RevGroupMapTy &RevGroupMap) {
1239   // Build the groups
1240   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1241        it != ie; ++it) {
1242     const MCSectionELF &Section =
1243       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1244     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1245       continue;
1246
1247     const MCSymbol *SignatureSymbol = Section.getGroup();
1248     Asm.getOrCreateSymbolData(*SignatureSymbol);
1249     const MCSectionELF *&Group = RevGroupMap[SignatureSymbol];
1250     if (!Group) {
1251       Group = Asm.getContext().CreateELFGroupSection();
1252       MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1253       Data.setAlignment(4);
1254       MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1255       String32(*F, ELF::GRP_COMDAT);
1256     }
1257     GroupMap[Group] = SignatureSymbol;
1258   }
1259
1260   // Add sections to the groups
1261   unsigned Index = 1;
1262   unsigned NumGroups = RevGroupMap.size();
1263   for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
1264        it != ie; ++it, ++Index) {
1265     const MCSectionELF &Section =
1266       static_cast<const MCSectionELF&>(it->getSection());
1267     if (!(Section.getFlags() & MCSectionELF::SHF_GROUP))
1268       continue;
1269     const MCSectionELF *Group = RevGroupMap[Section.getGroup()];
1270     MCSectionData &Data = Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
1271     // FIXME: we could use the previous fragment
1272     MCDataFragment *F = new MCDataFragment(&Data);
1273     String32(*F, NumGroups + Index);
1274   }
1275 }
1276
1277 void ELFObjectWriter::WriteSection(MCAssembler &Asm,
1278                                    const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
1279                                    uint32_t GroupSymbolIndex,
1280                                    uint64_t Offset, uint64_t Size,
1281                                    uint64_t Alignment,
1282                                    const MCSectionELF &Section) {
1283   uint64_t sh_link = 0;
1284   uint64_t sh_info = 0;
1285
1286   switch(Section.getType()) {
1287   case ELF::SHT_DYNAMIC:
1288     sh_link = SectionStringTableIndex[&Section];
1289     sh_info = 0;
1290     break;
1291
1292   case ELF::SHT_REL:
1293   case ELF::SHT_RELA: {
1294     const MCSectionELF *SymtabSection;
1295     const MCSectionELF *InfoSection;
1296     SymtabSection = Asm.getContext().getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB,
1297                                                    0,
1298                                                    SectionKind::getReadOnly());
1299     sh_link = SectionIndexMap.lookup(SymtabSection);
1300     assert(sh_link && ".symtab not found");
1301
1302     // Remove ".rel" and ".rela" prefixes.
1303     unsigned SecNameLen = (Section.getType() == ELF::SHT_REL) ? 4 : 5;
1304     StringRef SectionName = Section.getSectionName().substr(SecNameLen);
1305
1306     InfoSection = Asm.getContext().getELFSection(SectionName,
1307                                                  ELF::SHT_PROGBITS, 0,
1308                                                  SectionKind::getReadOnly());
1309     sh_info = SectionIndexMap.lookup(InfoSection);
1310     break;
1311   }
1312
1313   case ELF::SHT_SYMTAB:
1314   case ELF::SHT_DYNSYM:
1315     sh_link = StringTableIndex;
1316     sh_info = LastLocalSymbolIndex;
1317     break;
1318
1319   case ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX:
1320     sh_link = SymbolTableIndex;
1321     break;
1322
1323   case ELF::SHT_PROGBITS:
1324   case ELF::SHT_STRTAB:
1325   case ELF::SHT_NOBITS:
1326   case ELF::SHT_NULL:
1327   case ELF::SHT_ARM_ATTRIBUTES:
1328     // Nothing to do.
1329     break;
1330
1331   case ELF::SHT_GROUP: {
1332     sh_link = SymbolTableIndex;
1333     sh_info = GroupSymbolIndex;
1334     break;
1335   }
1336
1337   default:
1338     assert(0 && "FIXME: sh_type value not supported!");
1339     break;
1340   }
1341
1342   WriteSecHdrEntry(SectionStringTableIndex[&Section], Section.getType(),
1343                    Section.getFlags(), 0, Offset, Size, sh_link, sh_info,
1344                    Alignment, Section.getEntrySize());
1345 }
1346
1347 static bool IsELFMetaDataSection(const MCSectionData &SD) {
1348   return SD.getOrdinal() == ~UINT32_C(0) &&
1349     !SD.getSection().isVirtualSection();
1350 }
1351
1352 static uint64_t DataSectionSize(const MCSectionData &SD) {
1353   uint64_t Ret = 0;
1354   for (MCSectionData::const_iterator i = SD.begin(), e = SD.end(); i != e;
1355        ++i) {
1356     const MCFragment &F = *i;
1357     assert(F.getKind() == MCFragment::FT_Data);
1358     Ret += cast<MCDataFragment>(F).getContents().size();
1359   }
1360   return Ret;
1361 }
1362
1363 static uint64_t GetSectionFileSize(const MCAsmLayout &Layout,
1364                                    const MCSectionData &SD) {
1365   if (IsELFMetaDataSection(SD))
1366     return DataSectionSize(SD);
1367   return Layout.getSectionFileSize(&SD);
1368 }
1369
1370 static uint64_t GetSectionAddressSize(const MCAsmLayout &Layout,
1371                                       const MCSectionData &SD) {
1372   if (IsELFMetaDataSection(SD))
1373     return DataSectionSize(SD);
1374   return Layout.getSectionAddressSize(&SD);
1375 }
1376
1377 static void WriteDataSectionData(ELFObjectWriter *W, const MCSectionData &SD) {
1378   for (MCSectionData::const_iterator i = SD.begin(), e = SD.end(); i != e;
1379        ++i) {
1380     const MCFragment &F = *i;
1381     assert(F.getKind() == MCFragment::FT_Data);
1382     W->WriteBytes(cast<MCDataFragment>(F).getContents().str());
1383   }
1384 }
1385
1386 void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
1387                                   const MCAsmLayout &Layout) {
1388   GroupMapTy GroupMap;
1389   RevGroupMapTy RevGroupMap;
1390   CreateGroupSections(Asm, const_cast<MCAsmLayout&>(Layout), GroupMap,
1391                       RevGroupMap);
1392
1393   SectionIndexMapTy SectionIndexMap;
1394
1395   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1396
1397   // Compute symbol table information.
1398   ComputeSymbolTable(Asm, SectionIndexMap, RevGroupMap);
1399
1400   CreateMetadataSections(const_cast<MCAssembler&>(Asm),
1401                          const_cast<MCAsmLayout&>(Layout),
1402                          SectionIndexMap);
1403
1404   // Update to include the metadata sections.
1405   ComputeIndexMap(Asm, SectionIndexMap);
1406
1407   // Add 1 for the null section.
1408   unsigned NumSections = Asm.size() + 1;
1409   uint64_t NaturalAlignment = Is64Bit ? 8 : 4;
1410   uint64_t HeaderSize = Is64Bit ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr);
1411   uint64_t FileOff = HeaderSize;
1412
1413   std::vector<const MCSectionELF*> Sections;
1414   Sections.resize(NumSections);
1415
1416   for (SectionIndexMapTy::const_iterator i=
1417          SectionIndexMap.begin(), e = SectionIndexMap.end(); i != e; ++i) {
1418     const std::pair<const MCSectionELF*, uint32_t> &p = *i;
1419     Sections[p.second] = p.first;
1420   }
1421
1422   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1423     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1424     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1425
1426     FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1427
1428     // Get the size of the section in the output file (including padding).
1429     FileOff += GetSectionFileSize(Layout, SD);
1430   }
1431
1432   FileOff = RoundUpToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1433
1434   // Write out the ELF header ...
1435   WriteHeader(FileOff - HeaderSize, NumSections);
1436
1437   FileOff = HeaderSize;
1438
1439   // ... then all of the sections ...
1440   DenseMap<const MCSection*, uint64_t> SectionOffsetMap;
1441
1442   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1443     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1444     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1445
1446     uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, SD.getAlignment());
1447     WriteZeros(Padding);
1448     FileOff += Padding;
1449
1450     // Remember the offset into the file for this section.
1451     SectionOffsetMap[&Section] = FileOff;
1452
1453     FileOff += GetSectionFileSize(Layout, SD);
1454
1455     if (IsELFMetaDataSection(SD))
1456       WriteDataSectionData(this, SD);
1457     else
1458       Asm.WriteSectionData(&SD, Layout, this);
1459   }
1460
1461   uint64_t Padding = OffsetToAlignment(FileOff, NaturalAlignment);
1462   WriteZeros(Padding);
1463   FileOff += Padding;
1464
1465   // ... and then the section header table.
1466   // Should we align the section header table?
1467   //
1468   // Null section first.
1469   uint64_t FirstSectionSize =
1470     NumSections >= ELF::SHN_LORESERVE ? NumSections : 0;
1471   uint32_t FirstSectionLink =
1472     ShstrtabIndex >= ELF::SHN_LORESERVE ? ShstrtabIndex : 0;
1473   WriteSecHdrEntry(0, 0, 0, 0, 0, FirstSectionSize, FirstSectionLink, 0, 0, 0);
1474
1475   for (unsigned i = 1; i < NumSections; ++i) {
1476     const MCSectionELF &Section = *Sections[i];
1477     const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(Section);
1478     uint32_t GroupSymbolIndex;
1479     if (Section.getType() != ELF::SHT_GROUP)
1480       GroupSymbolIndex = 0;
1481     else
1482       GroupSymbolIndex = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, GroupMap[&Section]);
1483
1484     uint64_t Size = GetSectionAddressSize(Layout, SD);
1485
1486     WriteSection(Asm, SectionIndexMap, GroupSymbolIndex,
1487                  SectionOffsetMap[&Section], Size,
1488                  SD.getAlignment(), Section);
1489   }
1490 }
1491
1492 MCObjectWriter *llvm::createELFObjectWriter(raw_ostream &OS,
1493                                             bool Is64Bit,
1494                                             Triple::OSType OSType,
1495                                             uint16_t EMachine,
1496                                             bool IsLittleEndian,
1497                                             bool HasRelocationAddend) {
1498   switch (EMachine) {
1499     case ELF::EM_386:
1500     case ELF::EM_X86_64:
1501       return new X86ELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1502                                     HasRelocationAddend, OSType); break;
1503     case ELF::EM_ARM:
1504       return new ARMELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1505                                     HasRelocationAddend, OSType); break;
1506     case ELF::EM_MBLAZE:
1507       return new MBlazeELFObjectWriter(OS, Is64Bit, IsLittleEndian, EMachine,
1508                                        HasRelocationAddend, OSType); break;
1509     default: llvm_unreachable("Unsupported architecture"); break;
1510   }
1511 }
1512
1513
1514 /// START OF SUBCLASSES for ELFObjectWriter
1515 //===- ARMELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1516
1517 ARMELFObjectWriter::ARMELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1518                                        bool _IsLittleEndian,
1519                                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelocationAddend,
1520                                        Triple::OSType _OSType)
1521   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1522                     _HasRelocationAddend, _OSType)
1523 {}
1524
1525 ARMELFObjectWriter::~ARMELFObjectWriter()
1526 {}
1527
1528 unsigned ARMELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1529                                           const MCFixup &Fixup,
1530                                           bool IsPCRel,
1531                                           bool IsRelocWithSymbol,
1532                                           int64_t Addend) {
1533   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.isAbsolute() ?
1534     MCSymbolRefExpr::VK_None : Target.getSymA()->getKind();
1535
1536   if (IsPCRel) {
1537     switch (Modifier) {
1538     default: assert(0 && "Unimplemented Modifier");
1539     case MCSymbolRefExpr::VK_None: break;
1540     }
1541     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1542     default: assert(0 && "Unimplemented");
1543     case ARM::fixup_arm_branch: return ELF::R_ARM_CALL; break;
1544     }
1545   } else {
1546     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1547     default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1548     case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
1549     case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
1550     case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
1551     case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
1552     case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
1553       assert(0 && "Unimplemented"); break;
1554     case ARM::fixup_arm_branch:
1555       return ELF::R_ARM_CALL; break;
1556     case ARM::fixup_arm_movt_hi16: 
1557       return ELF::R_ARM_MOVT_ABS; break;
1558     case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
1559       return ELF::R_ARM_MOVW_ABS_NC; break;
1560     }
1561   }
1562
1563   if (RelocNeedsGOT(Modifier))
1564     NeedsGOT = true;
1565   return -1;
1566 }
1567
1568 //===- MBlazeELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1569
1570 MBlazeELFObjectWriter::MBlazeELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1571                                              bool _IsLittleEndian,
1572                                              uint16_t _EMachine,
1573                                              bool _HasRelocationAddend,
1574                                              Triple::OSType _OSType)
1575   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1576                     _HasRelocationAddend, _OSType) {
1577 }
1578
1579 MBlazeELFObjectWriter::~MBlazeELFObjectWriter() {
1580 }
1581
1582 unsigned MBlazeELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1583                                              const MCFixup &Fixup,
1584                                              bool IsPCRel,
1585                                              bool IsRelocWithSymbol,
1586                                              int64_t Addend) {
1587   // determine the type of the relocation
1588   unsigned Type;
1589   if (IsPCRel) {
1590     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1591     default:
1592       llvm_unreachable("Unimplemented");
1593     case FK_PCRel_4:
1594       Type = ELF::R_MICROBLAZE_64_PCREL;
1595       break;
1596     case FK_PCRel_2:
1597       Type = ELF::R_MICROBLAZE_32_PCREL;
1598       break;
1599     }
1600   } else {
1601     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1602     default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1603     case FK_Data_4:
1604       Type = ((IsRelocWithSymbol || Addend !=0)
1605               ? ELF::R_MICROBLAZE_32
1606               : ELF::R_MICROBLAZE_64);
1607       break;
1608     case FK_Data_2:
1609       Type = ELF::R_MICROBLAZE_32;
1610       break;
1611     }
1612   }
1613   return Type;
1614 }
1615
1616 //===- X86ELFObjectWriter -------------------------------------------===//
1617
1618
1619 X86ELFObjectWriter::X86ELFObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _Is64Bit,
1620                                        bool _IsLittleEndian,
1621                                        uint16_t _EMachine, bool _HasRelocationAddend,
1622                                        Triple::OSType _OSType)
1623   : ELFObjectWriter(_OS, _Is64Bit, _IsLittleEndian, _EMachine,
1624                     _HasRelocationAddend, _OSType)
1625 {}
1626
1627 X86ELFObjectWriter::~X86ELFObjectWriter()
1628 {}
1629
1630 unsigned X86ELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
1631                                           const MCFixup &Fixup,
1632                                           bool IsPCRel,
1633                                           bool IsRelocWithSymbol,
1634                                           int64_t Addend) {
1635   // determine the type of the relocation
1636
1637   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.isAbsolute() ?
1638     MCSymbolRefExpr::VK_None : Target.getSymA()->getKind();
1639   unsigned Type;
1640   if (Is64Bit) {
1641     if (IsPCRel) {
1642       switch (Modifier) {
1643       default:
1644         llvm_unreachable("Unimplemented");
1645       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1646         Type = ELF::R_X86_64_PC32;
1647         break;
1648       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
1649         Type = ELF::R_X86_64_PLT32;
1650         break;
1651       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
1652         Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
1653         break;
1654       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
1655         Type = ELF::R_X86_64_GOTTPOFF;
1656         break;
1657       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
1658         Type = ELF::R_X86_64_TLSGD;
1659         break;
1660       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
1661         Type = ELF::R_X86_64_TLSLD;
1662         break;
1663       }
1664     } else {
1665       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1666       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1667       case FK_Data_8: Type = ELF::R_X86_64_64; break;
1668       case X86::reloc_signed_4byte:
1669       case FK_PCRel_4:
1670         assert(isInt<32>(Target.getConstant()));
1671         switch (Modifier) {
1672         default:
1673           llvm_unreachable("Unimplemented");
1674         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1675           Type = ELF::R_X86_64_32S;
1676           break;
1677         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
1678           Type = ELF::R_X86_64_GOT32;
1679           break;
1680         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
1681           Type = ELF::R_X86_64_GOTPCREL;
1682           break;
1683         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
1684           Type = ELF::R_X86_64_TPOFF32;
1685           break;
1686         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
1687           Type = ELF::R_X86_64_DTPOFF32;
1688           break;
1689         }
1690         break;
1691       case FK_Data_4:
1692         Type = ELF::R_X86_64_32;
1693         break;
1694       case FK_Data_2: Type = ELF::R_X86_64_16; break;
1695       case FK_PCRel_1:
1696       case FK_Data_1: Type = ELF::R_X86_64_8; break;
1697       }
1698     }
1699   } else {
1700     if (IsPCRel) {
1701       switch (Modifier) {
1702       default:
1703         llvm_unreachable("Unimplemented");
1704       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1705         Type = ELF::R_386_PC32;
1706         break;
1707       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
1708         Type = ELF::R_386_PLT32;
1709         break;
1710       }
1711     } else {
1712       switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
1713       default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
1714
1715       case X86::reloc_global_offset_table:
1716         Type = ELF::R_386_GOTPC;
1717         break;
1718
1719       // FIXME: Should we avoid selecting reloc_signed_4byte in 32 bit mode
1720       // instead?
1721       case X86::reloc_signed_4byte:
1722       case FK_PCRel_4:
1723       case FK_Data_4:
1724         switch (Modifier) {
1725         default:
1726           llvm_unreachable("Unimplemented");
1727         case MCSymbolRefExpr::VK_None:
1728           Type = ELF::R_386_32;
1729           break;
1730         case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
1731           Type = ELF::R_386_GOT32;
1732           break;
1733         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF:
1734           Type = ELF::R_386_GOTOFF;
1735           break;
1736         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
1737           Type = ELF::R_386_TLS_GD;
1738           break;
1739         case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
1740           Type = ELF::R_386_TLS_LE_32;
1741           break;
1742         case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
1743           Type = ELF::R_386_TLS_IE;
1744           break;
1745         case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
1746           Type = ELF::R_386_TLS_LE;
1747           break;
1748         case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
1749           Type = ELF::R_386_TLS_GOTIE;
1750           break;
1751         case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
1752           Type = ELF::R_386_TLS_LDM;
1753           break;
1754         case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
1755           Type = ELF::R_386_TLS_LDO_32;
1756           break;
1757         }
1758         break;
1759       case FK_Data_2: Type = ELF::R_386_16; break;
1760       case FK_PCRel_1:
1761       case FK_Data_1: Type = ELF::R_386_8; break;
1762       }
1763     }
1764   }
1765
1766   if (RelocNeedsGOT(Modifier))
1767     NeedsGOT = true;
1768
1769   return Type;
1770 }