MC/Macho-O: Align the zerofill section itself to the maximum alignment.
[oota-llvm.git] / lib / MC / MCAssembler.cpp
1 //===- lib/MC/MCAssembler.cpp - Assembler Backend Implementation ----------===//
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 #define DEBUG_TYPE "assembler"
11 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
12 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
13 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
14 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
15 #include "llvm/MC/MCValue.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
21 #include "llvm/ADT/Twine.h"
22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
23 #include "llvm/Support/MachO.h"
24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
25 #include "llvm/Support/Debug.h"
26
27 // FIXME: Gross.
28 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
29
30 #include <vector>
31 using namespace llvm;
32
33 class MachObjectWriter;
34
35 STATISTIC(EmittedFragments, "Number of emitted assembler fragments");
36
37 // FIXME FIXME FIXME: There are number of places in this file where we convert
38 // what is a 64-bit assembler value used for computation into a value in the
39 // object file, which may truncate it. We should detect that truncation where
40 // invalid and report errors back.
41
42 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
43                           MachObjectWriter &MOW);
44
45 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW);
46
47 /// isVirtualSection - Check if this is a section which does not actually exist
48 /// in the object file.
49 static bool isVirtualSection(const MCSection &Section) {
50   // FIXME: Lame.
51   const MCSectionMachO &SMO = static_cast<const MCSectionMachO&>(Section);
52   unsigned Type = SMO.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
53   return (Type == MCSectionMachO::S_ZEROFILL);
54 }
55
56 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
57   switch (Kind) {
58   default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
59   case X86::reloc_pcrel_1byte:
60   case FK_Data_1: return 0;
61   case FK_Data_2: return 1;
62   case X86::reloc_pcrel_4byte:
63   case X86::reloc_riprel_4byte:
64   case FK_Data_4: return 2;
65   case FK_Data_8: return 3;
66   }
67 }
68
69 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
70   switch (Kind) {
71   default:
72     return false;
73   case X86::reloc_pcrel_1byte:
74   case X86::reloc_pcrel_4byte:
75   case X86::reloc_riprel_4byte:
76     return true;
77   }
78 }
79
80 class MachObjectWriter {
81   // See <mach-o/loader.h>.
82   enum {
83     Header_Magic32 = 0xFEEDFACE,
84     Header_Magic64 = 0xFEEDFACF
85   };
86
87   static const unsigned Header32Size = 28;
88   static const unsigned Header64Size = 32;
89   static const unsigned SegmentLoadCommand32Size = 56;
90   static const unsigned Section32Size = 68;
91   static const unsigned SymtabLoadCommandSize = 24;
92   static const unsigned DysymtabLoadCommandSize = 80;
93   static const unsigned Nlist32Size = 12;
94   static const unsigned RelocationInfoSize = 8;
95
96   enum HeaderFileType {
97     HFT_Object = 0x1
98   };
99
100   enum HeaderFlags {
101     HF_SubsectionsViaSymbols = 0x2000
102   };
103
104   enum LoadCommandType {
105     LCT_Segment = 0x1,
106     LCT_Symtab = 0x2,
107     LCT_Dysymtab = 0xb
108   };
109
110   // See <mach-o/nlist.h>.
111   enum SymbolTypeType {
112     STT_Undefined = 0x00,
113     STT_Absolute  = 0x02,
114     STT_Section   = 0x0e
115   };
116
117   enum SymbolTypeFlags {
118     // If any of these bits are set, then the entry is a stab entry number (see
119     // <mach-o/stab.h>. Otherwise the other masks apply.
120     STF_StabsEntryMask = 0xe0,
121
122     STF_TypeMask       = 0x0e,
123     STF_External       = 0x01,
124     STF_PrivateExtern  = 0x10
125   };
126
127   /// IndirectSymbolFlags - Flags for encoding special values in the indirect
128   /// symbol entry.
129   enum IndirectSymbolFlags {
130     ISF_Local    = 0x80000000,
131     ISF_Absolute = 0x40000000
132   };
133
134   /// RelocationFlags - Special flags for addresses.
135   enum RelocationFlags {
136     RF_Scattered = 0x80000000
137   };
138
139   enum RelocationInfoType {
140     RIT_Vanilla             = 0,
141     RIT_Pair                = 1,
142     RIT_Difference          = 2,
143     RIT_PreboundLazyPointer = 3,
144     RIT_LocalDifference     = 4
145   };
146
147   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
148   /// on symbols.
149   struct MachSymbolData {
150     MCSymbolData *SymbolData;
151     uint64_t StringIndex;
152     uint8_t SectionIndex;
153
154     // Support lexicographic sorting.
155     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
156       const std::string &Name = SymbolData->getSymbol().getName();
157       return Name < RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
158     }
159   };
160
161   raw_ostream &OS;
162   bool IsLSB;
163
164 public:
165   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _IsLSB = true)
166     : OS(_OS), IsLSB(_IsLSB) {
167   }
168
169   /// @name Helper Methods
170   /// @{
171
172   void Write8(uint8_t Value) {
173     OS << char(Value);
174   }
175
176   void Write16(uint16_t Value) {
177     if (IsLSB) {
178       Write8(uint8_t(Value >> 0));
179       Write8(uint8_t(Value >> 8));
180     } else {
181       Write8(uint8_t(Value >> 8));
182       Write8(uint8_t(Value >> 0));
183     }
184   }
185
186   void Write32(uint32_t Value) {
187     if (IsLSB) {
188       Write16(uint16_t(Value >> 0));
189       Write16(uint16_t(Value >> 16));
190     } else {
191       Write16(uint16_t(Value >> 16));
192       Write16(uint16_t(Value >> 0));
193     }
194   }
195
196   void Write64(uint64_t Value) {
197     if (IsLSB) {
198       Write32(uint32_t(Value >> 0));
199       Write32(uint32_t(Value >> 32));
200     } else {
201       Write32(uint32_t(Value >> 32));
202       Write32(uint32_t(Value >> 0));
203     }
204   }
205
206   void WriteZeros(unsigned N) {
207     const char Zeros[16] = { 0 };
208
209     for (unsigned i = 0, e = N / 16; i != e; ++i)
210       OS << StringRef(Zeros, 16);
211
212     OS << StringRef(Zeros, N % 16);
213   }
214
215   void WriteString(StringRef Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
216     OS << Str;
217     if (ZeroFillSize)
218       WriteZeros(ZeroFillSize - Str.size());
219   }
220
221   /// @}
222
223   void WriteHeader32(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
224                      bool SubsectionsViaSymbols) {
225     uint32_t Flags = 0;
226
227     if (SubsectionsViaSymbols)
228       Flags |= HF_SubsectionsViaSymbols;
229
230     // struct mach_header (28 bytes)
231
232     uint64_t Start = OS.tell();
233     (void) Start;
234
235     Write32(Header_Magic32);
236
237     // FIXME: Support cputype.
238     Write32(MachO::CPUTypeI386);
239     // FIXME: Support cpusubtype.
240     Write32(MachO::CPUSubType_I386_ALL);
241     Write32(HFT_Object);
242     Write32(NumLoadCommands);    // Object files have a single load command, the
243                                  // segment.
244     Write32(LoadCommandsSize);
245     Write32(Flags);
246
247     assert(OS.tell() - Start == Header32Size);
248   }
249
250   /// WriteSegmentLoadCommand32 - Write a 32-bit segment load command.
251   ///
252   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
253   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
254   void WriteSegmentLoadCommand32(unsigned NumSections,
255                                  uint64_t VMSize,
256                                  uint64_t SectionDataStartOffset,
257                                  uint64_t SectionDataSize) {
258     // struct segment_command (56 bytes)
259
260     uint64_t Start = OS.tell();
261     (void) Start;
262
263     Write32(LCT_Segment);
264     Write32(SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size);
265
266     WriteString("", 16);
267     Write32(0); // vmaddr
268     Write32(VMSize); // vmsize
269     Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
270     Write32(SectionDataSize); // file size
271     Write32(0x7); // maxprot
272     Write32(0x7); // initprot
273     Write32(NumSections);
274     Write32(0); // flags
275
276     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommand32Size);
277   }
278
279   void WriteSection32(const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
280                       uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
281     // The offset is unused for virtual sections.
282     if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
283       assert(SD.getFileSize() == 0 && "Invalid file size!");
284       FileOffset = 0;
285     }
286
287     // struct section (68 bytes)
288
289     uint64_t Start = OS.tell();
290     (void) Start;
291
292     // FIXME: cast<> support!
293     const MCSectionMachO &Section =
294       static_cast<const MCSectionMachO&>(SD.getSection());
295     WriteString(Section.getSectionName(), 16);
296     WriteString(Section.getSegmentName(), 16);
297     Write32(SD.getAddress()); // address
298     Write32(SD.getSize()); // size
299     Write32(FileOffset);
300
301     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
302     if (SD.hasInstructions())
303       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
304
305     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
306     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
307     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
308     Write32(NumRelocations);
309     Write32(Flags);
310     Write32(0); // reserved1
311     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
312
313     assert(OS.tell() - Start == Section32Size);
314   }
315
316   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
317                               uint32_t StringTableOffset,
318                               uint32_t StringTableSize) {
319     // struct symtab_command (24 bytes)
320
321     uint64_t Start = OS.tell();
322     (void) Start;
323
324     Write32(LCT_Symtab);
325     Write32(SymtabLoadCommandSize);
326     Write32(SymbolOffset);
327     Write32(NumSymbols);
328     Write32(StringTableOffset);
329     Write32(StringTableSize);
330
331     assert(OS.tell() - Start == SymtabLoadCommandSize);
332   }
333
334   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
335                                 uint32_t NumLocalSymbols,
336                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
337                                 uint32_t NumExternalSymbols,
338                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
339                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
340                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
341                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
342     // struct dysymtab_command (80 bytes)
343
344     uint64_t Start = OS.tell();
345     (void) Start;
346
347     Write32(LCT_Dysymtab);
348     Write32(DysymtabLoadCommandSize);
349     Write32(FirstLocalSymbol);
350     Write32(NumLocalSymbols);
351     Write32(FirstExternalSymbol);
352     Write32(NumExternalSymbols);
353     Write32(FirstUndefinedSymbol);
354     Write32(NumUndefinedSymbols);
355     Write32(0); // tocoff
356     Write32(0); // ntoc
357     Write32(0); // modtaboff
358     Write32(0); // nmodtab
359     Write32(0); // extrefsymoff
360     Write32(0); // nextrefsyms
361     Write32(IndirectSymbolOffset);
362     Write32(NumIndirectSymbols);
363     Write32(0); // extreloff
364     Write32(0); // nextrel
365     Write32(0); // locreloff
366     Write32(0); // nlocrel
367
368     assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
369   }
370
371   void WriteNlist32(MachSymbolData &MSD) {
372     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
373     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
374     uint8_t Type = 0;
375     uint16_t Flags = Data.getFlags();
376     uint32_t Address = 0;
377
378     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
379     //
380     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
381     if (Symbol.isUndefined())
382       Type = STT_Undefined;
383     else if (Symbol.isAbsolute())
384       Type = STT_Absolute;
385     else
386       Type = STT_Section;
387
388     // FIXME: Set STAB bits.
389
390     if (Data.isPrivateExtern())
391       Type |= STF_PrivateExtern;
392
393     // Set external bit.
394     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
395       Type |= STF_External;
396
397     // Compute the symbol address.
398     if (Symbol.isDefined()) {
399       if (Symbol.isAbsolute()) {
400         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
401       } else {
402         Address = Data.getFragment()->getAddress() + Data.getOffset();
403       }
404     } else if (Data.isCommon()) {
405       // Common symbols are encoded with the size in the address
406       // field, and their alignment in the flags.
407       Address = Data.getCommonSize();
408
409       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
410       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
411         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
412         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
413         if (Log2Size > 15)
414           llvm_report_error("invalid 'common' alignment '" +
415                             Twine(Align) + "'");
416         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
417         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
418       }
419     }
420
421     // struct nlist (12 bytes)
422
423     Write32(MSD.StringIndex);
424     Write8(Type);
425     Write8(MSD.SectionIndex);
426
427     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
428     // value.
429     Write16(Flags);
430     Write32(Address);
431   }
432
433   struct MachRelocationEntry {
434     uint32_t Word0;
435     uint32_t Word1;
436   };
437   void ComputeScatteredRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCFragment &Fragment,
438                                       MCAsmFixup &Fixup,
439                                       const MCValue &Target,
440                              DenseMap<const MCSymbol*,MCSymbolData*> &SymbolMap,
441                                      std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
442     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
443     unsigned IsPCRel = 0;
444     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
445     unsigned Type = RIT_Vanilla;
446
447     // See <reloc.h>.
448     const MCSymbol *A = Target.getSymA();
449     MCSymbolData *SD = SymbolMap.lookup(A);
450
451     if (!SD->getFragment())
452       llvm_report_error("symbol '" + A->getName() +
453                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
454
455     uint32_t Value = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
456     uint32_t Value2 = 0;
457
458     if (const MCSymbol *B = Target.getSymB()) {
459       MCSymbolData *SD = SymbolMap.lookup(B);
460
461       if (!SD->getFragment())
462         llvm_report_error("symbol '" + B->getName() +
463                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
464
465       Type = RIT_LocalDifference;
466       Value2 = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
467     }
468
469     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
470     Fixup.FixedValue = Value - Value2 + Target.getConstant();
471     if (isFixupKindPCRel(Fixup.Kind)) {
472       Fixup.FixedValue -= Address;
473       IsPCRel = 1;
474     }
475
476     MachRelocationEntry MRE;
477     MRE.Word0 = ((Address   <<  0) |
478                  (Type      << 24) |
479                  (Log2Size  << 28) |
480                  (IsPCRel   << 30) |
481                  RF_Scattered);
482     MRE.Word1 = Value;
483     Relocs.push_back(MRE);
484
485     if (Type == RIT_LocalDifference) {
486       Type = RIT_Pair;
487
488       MachRelocationEntry MRE;
489       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
490                    (Type      << 24) |
491                    (Log2Size  << 28) |
492                    (0   << 30) |
493                    RF_Scattered);
494       MRE.Word1 = Value2;
495       Relocs.push_back(MRE);
496     }
497   }
498
499   void ComputeRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCDataFragment &Fragment,
500                              MCAsmFixup &Fixup,
501                              DenseMap<const MCSymbol*,MCSymbolData*> &SymbolMap,
502                              std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
503     MCValue Target;
504     if (!Fixup.Value->EvaluateAsRelocatable(Target))
505       llvm_report_error("expected relocatable expression");
506
507     // If this is a difference or a local symbol plus an offset, then we need a
508     // scattered relocation entry.
509     if (Target.getSymB() ||
510         (Target.getSymA() && !Target.getSymA()->isUndefined() &&
511          Target.getConstant()))
512       return ComputeScatteredRelocationInfo(Asm, Fragment, Fixup, Target,
513                                             SymbolMap, Relocs);
514
515     // See <reloc.h>.
516     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
517     uint32_t Value = 0;
518     unsigned Index = 0;
519     unsigned IsPCRel = 0;
520     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
521     unsigned IsExtern = 0;
522     unsigned Type = 0;
523
524     if (Target.isAbsolute()) { // constant
525       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
526       //
527       // FIXME: When is this generated?
528       Type = RIT_Vanilla;
529       Value = 0;
530       llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
531     } else {
532       const MCSymbol *Symbol = Target.getSymA();
533       MCSymbolData *SD = SymbolMap.lookup(Symbol);
534
535       if (Symbol->isUndefined()) {
536         IsExtern = 1;
537         Index = SD->getIndex();
538         Value = 0;
539       } else {
540         // The index is the section ordinal.
541         //
542         // FIXME: O(N)
543         Index = 1;
544         MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
545         for (; it != ie; ++it, ++Index)
546           if (&*it == SD->getFragment()->getParent())
547             break;
548         assert(it != ie && "Unable to find section index!");
549         Value = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
550       }
551
552       Type = RIT_Vanilla;
553     }
554
555     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
556     Fixup.FixedValue = Value + Target.getConstant();
557
558     if (isFixupKindPCRel(Fixup.Kind)) {
559       Fixup.FixedValue -= Address;
560       IsPCRel = 1;
561     }
562
563     // struct relocation_info (8 bytes)
564     MachRelocationEntry MRE;
565     MRE.Word0 = Address;
566     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
567                  (IsPCRel   << 24) |
568                  (Log2Size  << 25) |
569                  (IsExtern  << 27) |
570                  (Type      << 28));
571     Relocs.push_back(MRE);
572   }
573
574   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm,
575                            DenseMap<const MCSymbol*,MCSymbolData*> &SymbolMap) {
576     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
577     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
578     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
579     // symbol table much more complicated than it is worth.
580     //
581     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
582
583     // Bind non lazy symbol pointers first.
584     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
585            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
586       // FIXME: cast<> support!
587       const MCSectionMachO &Section =
588         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
589
590       unsigned Type =
591         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
592       if (Type != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
593         continue;
594
595       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
596       if (!Entry)
597         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
598     }
599
600     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
601     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
602            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
603       // FIXME: cast<> support!
604       const MCSectionMachO &Section =
605         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
606
607       unsigned Type =
608         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
609       if (Type != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
610           Type != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
611         continue;
612
613       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
614       if (!Entry) {
615         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
616
617         // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
618         //
619         // FIXME: Do not hardcode.
620         Entry->setFlags(Entry->getFlags() | 0x0001);
621       }
622     }
623   }
624
625   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
626   ///
627   /// \param StringTable [out] - The string table data.
628   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
629   /// string table.
630   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
631                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
632                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
633                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
634     // Build section lookup table.
635     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
636     unsigned Index = 1;
637     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
638            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
639       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
640     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
641
642     // Index 0 is always the empty string.
643     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
644     StringTable += '\x00';
645
646     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
647     // symbols.
648     //
649     // The particular order that we collect the symbols and create the string
650     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
651     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
652     // files.
653     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
654            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
655       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
656
657       // Ignore assembler temporaries.
658       if (it->getSymbol().isTemporary())
659         continue;
660
661       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
662         continue;
663
664       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
665       if (!Entry) {
666         Entry = StringTable.size();
667         StringTable += Symbol.getName();
668         StringTable += '\x00';
669       }
670
671       MachSymbolData MSD;
672       MSD.SymbolData = it;
673       MSD.StringIndex = Entry;
674
675       if (Symbol.isUndefined()) {
676         MSD.SectionIndex = 0;
677         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
678       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
679         MSD.SectionIndex = 0;
680         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
681       } else {
682         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
683         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
684         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
685       }
686     }
687
688     // Now add the data for local symbols.
689     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
690            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
691       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
692
693       // Ignore assembler temporaries.
694       if (it->getSymbol().isTemporary())
695         continue;
696
697       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
698         continue;
699
700       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
701       if (!Entry) {
702         Entry = StringTable.size();
703         StringTable += Symbol.getName();
704         StringTable += '\x00';
705       }
706
707       MachSymbolData MSD;
708       MSD.SymbolData = it;
709       MSD.StringIndex = Entry;
710
711       if (Symbol.isAbsolute()) {
712         MSD.SectionIndex = 0;
713         LocalSymbolData.push_back(MSD);
714       } else {
715         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
716         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
717         LocalSymbolData.push_back(MSD);
718       }
719     }
720
721     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
722     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
723     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
724
725     // Set the symbol indices.
726     Index = 0;
727     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
728       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
729     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
730       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
731     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
732       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
733
734     // The string table is padded to a multiple of 4.
735     while (StringTable.size() % 4)
736       StringTable += '\x00';
737   }
738
739   void WriteObject(MCAssembler &Asm) {
740     unsigned NumSections = Asm.size();
741
742     // Compute the symbol -> symbol data map.
743     //
744     // FIXME: This should not be here.
745     DenseMap<const MCSymbol*, MCSymbolData *> SymbolMap;
746     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
747            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it)
748       SymbolMap[&it->getSymbol()] = it;
749
750     // Create symbol data for any indirect symbols.
751     BindIndirectSymbols(Asm, SymbolMap);
752
753     // Compute symbol table information.
754     SmallString<256> StringTable;
755     std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
756     std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
757     std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
758     unsigned NumSymbols = Asm.symbol_size();
759
760     // No symbol table command is written if there are no symbols.
761     if (NumSymbols)
762       ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
763                          UndefinedSymbolData);
764
765     // The section data starts after the header, the segment load command (and
766     // section headers) and the symbol table.
767     unsigned NumLoadCommands = 1;
768     uint64_t LoadCommandsSize =
769       SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
770
771     // Add the symbol table load command sizes, if used.
772     if (NumSymbols) {
773       NumLoadCommands += 2;
774       LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
775     }
776
777     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
778     // vm size.
779     uint64_t SectionDataStart = Header32Size + LoadCommandsSize;
780     uint64_t SectionDataSize = 0;
781     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
782     uint64_t VMSize = 0;
783     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
784            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
785       MCSectionData &SD = *it;
786
787       VMSize = std::max(VMSize, SD.getAddress() + SD.getSize());
788
789       if (isVirtualSection(SD.getSection()))
790         continue;
791
792       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize,
793                                  SD.getAddress() + SD.getSize());
794       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize,
795                                      SD.getAddress() + SD.getFileSize());
796     }
797
798     // The section data is padded to 4 bytes.
799     //
800     // FIXME: Is this machine dependent?
801     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
802     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
803
804     // Write the prolog, starting with the header and load command...
805     WriteHeader32(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
806                   Asm.getSubsectionsViaSymbols());
807     WriteSegmentLoadCommand32(NumSections, VMSize,
808                               SectionDataStart, SectionDataSize);
809
810     // ... and then the section headers.
811     //
812     // We also compute the section relocations while we do this. Note that
813     // computing relocation info will also update the fixup to have the correct
814     // value; this will overwrite the appropriate data in the fragment when it
815     // is written.
816     std::vector<MachRelocationEntry> RelocInfos;
817     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
818     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
819            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
820       MCSectionData &SD = *it;
821
822       // The assembler writes relocations in the reverse order they were seen.
823       //
824       // FIXME: It is probably more complicated than this.
825       unsigned NumRelocsStart = RelocInfos.size();
826       for (MCSectionData::reverse_iterator it2 = SD.rbegin(),
827              ie2 = SD.rend(); it2 != ie2; ++it2)
828         if (MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(&*it2))
829           for (unsigned i = 0, e = DF->fixup_size(); i != e; ++i)
830             ComputeRelocationInfo(Asm, *DF, DF->getFixups()[e - i - 1],
831                                   SymbolMap, RelocInfos);
832
833       unsigned NumRelocs = RelocInfos.size() - NumRelocsStart;
834       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + SD.getAddress();
835       WriteSection32(SD, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
836       RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
837     }
838
839     // Write the symbol table load command, if used.
840     if (NumSymbols) {
841       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
842       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
843       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
844       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
845       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
846       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
847       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
848       unsigned NumSymTabSymbols =
849         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
850       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
851       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
852
853       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
854       if (NumIndirectSymbols)
855         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
856
857       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
858       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
859
860       // The string table is written after symbol table.
861       uint64_t StringTableOffset =
862         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * Nlist32Size;
863       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
864                              StringTableOffset, StringTable.size());
865
866       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
867                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
868                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
869                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
870     }
871
872     // Write the actual section data.
873     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
874       WriteFileData(OS, *it, *this);
875
876     // Write the extra padding.
877     WriteZeros(SectionDataPadding);
878
879     // Write the relocation entries.
880     for (unsigned i = 0, e = RelocInfos.size(); i != e; ++i) {
881       Write32(RelocInfos[i].Word0);
882       Write32(RelocInfos[i].Word1);
883     }
884
885     // Write the symbol table data, if used.
886     if (NumSymbols) {
887       // Write the indirect symbol entries.
888       for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator
889              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
890              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
891         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
892         // special handling.
893         const MCSectionMachO &Section =
894           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
895         unsigned Type =
896           Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
897         if (Type == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
898           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
899           if (it->Symbol->isDefined() &&
900               !SymbolMap.lookup(it->Symbol)->isExternal()) {
901             uint32_t Flags = ISF_Local;
902             if (it->Symbol->isAbsolute())
903               Flags |= ISF_Absolute;
904             Write32(Flags);
905             continue;
906           }
907         }
908
909         Write32(SymbolMap[it->Symbol]->getIndex());
910       }
911
912       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
913
914       // Write the symbol table entries.
915       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
916         WriteNlist32(LocalSymbolData[i]);
917       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
918         WriteNlist32(ExternalSymbolData[i]);
919       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
920         WriteNlist32(UndefinedSymbolData[i]);
921
922       // Write the string table.
923       OS << StringTable.str();
924     }
925   }
926
927   void ApplyFixup(const MCAsmFixup &Fixup, MCDataFragment &DF) {
928     unsigned Size = 1 << getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
929
930     // FIXME: Endianness assumption.
931     assert(Fixup.Offset + Size <= DF.getContents().size() &&
932            "Invalid fixup offset!");
933     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i)
934       DF.getContents()[Fixup.Offset + i] = uint8_t(Fixup.FixedValue >> (i * 8));
935   }
936 };
937
938 /* *** */
939
940 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
941 }
942
943 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent)
944   : Kind(_Kind),
945     Parent(_Parent),
946     FileSize(~UINT64_C(0))
947 {
948   if (Parent)
949     Parent->getFragmentList().push_back(this);
950 }
951
952 MCFragment::~MCFragment() {
953 }
954
955 uint64_t MCFragment::getAddress() const {
956   assert(getParent() && "Missing Section!");
957   return getParent()->getAddress() + Offset;
958 }
959
960 /* *** */
961
962 MCSectionData::MCSectionData() : Section(0) {}
963
964 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
965   : Section(&_Section),
966     Alignment(1),
967     Address(~UINT64_C(0)),
968     Size(~UINT64_C(0)),
969     FileSize(~UINT64_C(0)),
970     HasInstructions(false)
971 {
972   if (A)
973     A->getSectionList().push_back(this);
974 }
975
976 /* *** */
977
978 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(0) {}
979
980 MCSymbolData::MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
981                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
982   : Symbol(&_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
983     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false),
984     CommonSize(0), CommonAlign(0), Flags(0), Index(0)
985 {
986   if (A)
987     A->getSymbolList().push_back(this);
988 }
989
990 /* *** */
991
992 MCAssembler::MCAssembler(MCContext &_Context, raw_ostream &_OS)
993   : Context(_Context), OS(_OS), SubsectionsViaSymbols(false)
994 {
995 }
996
997 MCAssembler::~MCAssembler() {
998 }
999
1000 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
1001   uint64_t Address = SD.getAddress();
1002
1003   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
1004     MCFragment &F = *it;
1005
1006     F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1007
1008     // Evaluate fragment size.
1009     switch (F.getKind()) {
1010     case MCFragment::FT_Align: {
1011       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1012
1013       uint64_t Size = OffsetToAlignment(Address, AF.getAlignment());
1014       if (Size > AF.getMaxBytesToEmit())
1015         AF.setFileSize(0);
1016       else
1017         AF.setFileSize(Size);
1018       break;
1019     }
1020
1021     case MCFragment::FT_Data:
1022     case MCFragment::FT_Fill:
1023       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
1024       break;
1025
1026     case MCFragment::FT_Org: {
1027       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1028
1029       MCValue Target;
1030       if (!OF.getOffset().EvaluateAsRelocatable(Target))
1031         llvm_report_error("expected relocatable expression");
1032
1033       if (!Target.isAbsolute())
1034         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
1035       uint64_t OrgOffset = Target.getConstant();
1036       uint64_t Offset = Address - SD.getAddress();
1037
1038       // FIXME: We need a way to communicate this error.
1039       if (OrgOffset < Offset)
1040         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(OrgOffset) +
1041                           "' (at offset '" + Twine(Offset) + "'");
1042
1043       F.setFileSize(OrgOffset - Offset);
1044       break;
1045     }
1046
1047     case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1048       MCZeroFillFragment &ZFF = cast<MCZeroFillFragment>(F);
1049
1050       // Align the fragment offset; it is safe to adjust the offset freely since
1051       // this is only in virtual sections.
1052       Address = RoundUpToAlignment(Address, ZFF.getAlignment());
1053       F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1054
1055       // FIXME: This is misnamed.
1056       F.setFileSize(ZFF.getSize());
1057       break;
1058     }
1059     }
1060
1061     Address += F.getFileSize();
1062   }
1063
1064   // Set the section sizes.
1065   SD.setSize(Address - SD.getAddress());
1066   if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1067     SD.setFileSize(0);
1068   else
1069     SD.setFileSize(Address - SD.getAddress());
1070 }
1071
1072 /// WriteNopData - Write optimal nops to the output file for the \arg Count
1073 /// bytes.  This returns the number of bytes written.  It may return 0 if
1074 /// the \arg Count is more than the maximum optimal nops.
1075 ///
1076 /// FIXME this is X86 32-bit specific and should move to a better place.
1077 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW) {
1078   static const uint8_t Nops[16][16] = {
1079     // nop
1080     {0x90},
1081     // xchg %ax,%ax
1082     {0x66, 0x90},
1083     // nopl (%[re]ax)
1084     {0x0f, 0x1f, 0x00},
1085     // nopl 0(%[re]ax)
1086     {0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00},
1087     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1088     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1089     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1090     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1091     // nopl 0L(%[re]ax)
1092     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1093     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1094     {0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1095     // nopw 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1096     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1097     // nopw %cs:0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1098     {0x66, 0x2e, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1099     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1100     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1101     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1102      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1103     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1104     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1105     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1106      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1107     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1108     // nopl 0L(%[re]ax) */
1109     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1110      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1111     // nopl 0L(%[re]ax)
1112     // nopl 0L(%[re]ax)
1113     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1114      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1115     // nopl 0L(%[re]ax)
1116     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1117     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1118      0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
1119   };
1120
1121   if (Count > 15)
1122     return 0;
1123
1124   for (uint64_t i = 0; i < Count; i++)
1125     MOW.Write8 (uint8_t(Nops[Count - 1][i]));
1126
1127   return Count;
1128 }
1129
1130 /// WriteFileData - Write the \arg F data to the output file.
1131 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCFragment &F,
1132                           MachObjectWriter &MOW) {
1133   uint64_t Start = OS.tell();
1134   (void) Start;
1135
1136   ++EmittedFragments;
1137
1138   // FIXME: Embed in fragments instead?
1139   switch (F.getKind()) {
1140   case MCFragment::FT_Align: {
1141     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1142     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
1143
1144     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
1145     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
1146     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
1147     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
1148       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
1149                         Twine(AF.getValueSize()) +
1150                         "' is not a divisor of padding size '" +
1151                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
1152
1153     // See if we are aligning with nops, and if so do that first to try to fill
1154     // the Count bytes.  Then if that did not fill any bytes or there are any
1155     // bytes left to fill use the the Value and ValueSize to fill the rest.
1156     if (AF.getEmitNops()) {
1157       uint64_t NopByteCount = WriteNopData(Count, MOW);
1158       Count -= NopByteCount;
1159     }
1160
1161     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
1162       switch (AF.getValueSize()) {
1163       default:
1164         assert(0 && "Invalid size!");
1165       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
1166       case 2: MOW.Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
1167       case 4: MOW.Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
1168       case 8: MOW.Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
1169       }
1170     }
1171     break;
1172   }
1173
1174   case MCFragment::FT_Data: {
1175     MCDataFragment &DF = cast<MCDataFragment>(F);
1176
1177     // Apply the fixups.
1178     //
1179     // FIXME: Move elsewhere.
1180     for (MCDataFragment::const_fixup_iterator it = DF.fixup_begin(),
1181            ie = DF.fixup_end(); it != ie; ++it)
1182       MOW.ApplyFixup(*it, DF);
1183
1184     OS << cast<MCDataFragment>(F).getContents().str();
1185     break;
1186   }
1187
1188   case MCFragment::FT_Fill: {
1189     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
1190     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
1191       switch (FF.getValueSize()) {
1192       default:
1193         assert(0 && "Invalid size!");
1194       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (FF.getValue())); break;
1195       case 2: MOW.Write16(uint16_t(FF.getValue())); break;
1196       case 4: MOW.Write32(uint32_t(FF.getValue())); break;
1197       case 8: MOW.Write64(uint64_t(FF.getValue())); break;
1198       }
1199     }
1200     break;
1201   }
1202
1203   case MCFragment::FT_Org: {
1204     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1205
1206     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
1207       MOW.Write8(uint8_t(OF.getValue()));
1208
1209     break;
1210   }
1211
1212   case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1213     assert(0 && "Invalid zero fill fragment in concrete section!");
1214     break;
1215   }
1216   }
1217
1218   assert(OS.tell() - Start == F.getFileSize());
1219 }
1220
1221 /// WriteFileData - Write the \arg SD data to the output file.
1222 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
1223                           MachObjectWriter &MOW) {
1224   // Ignore virtual sections.
1225   if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
1226     assert(SD.getFileSize() == 0);
1227     return;
1228   }
1229
1230   uint64_t Start = OS.tell();
1231   (void) Start;
1232
1233   for (MCSectionData::const_iterator it = SD.begin(),
1234          ie = SD.end(); it != ie; ++it)
1235     WriteFileData(OS, *it, MOW);
1236
1237   // Add section padding.
1238   assert(SD.getFileSize() >= SD.getSize() && "Invalid section sizes!");
1239   MOW.WriteZeros(SD.getFileSize() - SD.getSize());
1240
1241   assert(OS.tell() - Start == SD.getFileSize());
1242 }
1243
1244 void MCAssembler::Finish() {
1245   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1246       llvm::errs() << "assembler backend - pre-layout\n--\n";
1247       dump(); });
1248
1249   // Layout the concrete sections and fragments.
1250   uint64_t Address = 0;
1251   MCSectionData *Prev = 0;
1252   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1253     MCSectionData &SD = *it;
1254
1255     // Skip virtual sections.
1256     if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1257       continue;
1258
1259     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1260     // section.
1261     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
1262       assert(Prev && "Missing prev section!");
1263       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
1264       Address += Pad;
1265     }
1266
1267     // Layout the section fragments and its size.
1268     SD.setAddress(Address);
1269     LayoutSection(SD);
1270     Address += SD.getFileSize();
1271
1272     Prev = &SD;
1273   }
1274
1275   // Layout the virtual sections.
1276   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1277     MCSectionData &SD = *it;
1278
1279     if (!isVirtualSection(SD.getSection()))
1280       continue;
1281
1282     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1283     // section.
1284     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
1285       assert(Prev && "Missing prev section!");
1286       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
1287       Address += Pad;
1288     }
1289
1290     SD.setAddress(Address);
1291     LayoutSection(SD);
1292     Address += SD.getSize();
1293
1294     Prev = &SD;
1295   }
1296
1297   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1298       llvm::errs() << "assembler backend - post-layout\n--\n";
1299       dump(); });
1300
1301   // Write the object file.
1302   MachObjectWriter MOW(OS);
1303   MOW.WriteObject(*this);
1304
1305   OS.flush();
1306 }
1307
1308
1309 // Debugging methods
1310
1311 namespace llvm {
1312
1313 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCAsmFixup &AF) {
1314   OS << "<MCAsmFixup" << " Offset:" << AF.Offset << " Value:" << *AF.Value
1315      << " Kind:" << AF.Kind << ">";
1316   return OS;
1317 }
1318
1319 }
1320
1321 void MCFragment::dump() {
1322   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1323
1324   OS << "<MCFragment " << (void*) this << " Offset:" << Offset
1325      << " FileSize:" << FileSize;
1326
1327   OS << ">";
1328 }
1329
1330 void MCAlignFragment::dump() {
1331   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1332
1333   OS << "<MCAlignFragment ";
1334   this->MCFragment::dump();
1335   OS << "\n       ";
1336   OS << " Alignment:" << getAlignment()
1337      << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1338      << " MaxBytesToEmit:" << getMaxBytesToEmit() << ">";
1339 }
1340
1341 void MCDataFragment::dump() {
1342   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1343
1344   OS << "<MCDataFragment ";
1345   this->MCFragment::dump();
1346   OS << "\n       ";
1347   OS << " Contents:[";
1348   for (unsigned i = 0, e = getContents().size(); i != e; ++i) {
1349     if (i) OS << ",";
1350     OS << hexdigit((Contents[i] >> 4) & 0xF) << hexdigit(Contents[i] & 0xF);
1351   }
1352   OS << "] (" << getContents().size() << " bytes)";
1353
1354   if (!getFixups().empty()) {
1355     OS << ",\n       ";
1356     OS << " Fixups:[";
1357     for (fixup_iterator it = fixup_begin(), ie = fixup_end(); it != ie; ++it) {
1358       if (it != fixup_begin()) OS << ",\n            ";
1359       OS << *it;
1360     }
1361     OS << "]";
1362   }
1363
1364   OS << ">";
1365 }
1366
1367 void MCFillFragment::dump() {
1368   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1369
1370   OS << "<MCFillFragment ";
1371   this->MCFragment::dump();
1372   OS << "\n       ";
1373   OS << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1374      << " Count:" << getCount() << ">";
1375 }
1376
1377 void MCOrgFragment::dump() {
1378   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1379
1380   OS << "<MCOrgFragment ";
1381   this->MCFragment::dump();
1382   OS << "\n       ";
1383   OS << " Offset:" << getOffset() << " Value:" << getValue() << ">";
1384 }
1385
1386 void MCZeroFillFragment::dump() {
1387   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1388
1389   OS << "<MCZeroFillFragment ";
1390   this->MCFragment::dump();
1391   OS << "\n       ";
1392   OS << " Size:" << getSize() << " Alignment:" << getAlignment() << ">";
1393 }
1394
1395 void MCSectionData::dump() {
1396   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1397
1398   OS << "<MCSectionData";
1399   OS << " Alignment:" << getAlignment() << " Address:" << Address
1400      << " Size:" << Size << " FileSize:" << FileSize
1401      << " Fragments:[";
1402   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1403     if (it != begin()) OS << ",\n      ";
1404     it->dump();
1405   }
1406   OS << "]>";
1407 }
1408
1409 void MCSymbolData::dump() {
1410   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1411
1412   OS << "<MCSymbolData Symbol:" << getSymbol()
1413      << " Fragment:" << getFragment() << " Offset:" << getOffset()
1414      << " Flags:" << getFlags() << " Index:" << getIndex();
1415   if (isCommon())
1416     OS << " (common, size:" << getCommonSize()
1417        << " align: " << getCommonAlignment() << ")";
1418   if (isExternal())
1419     OS << " (external)";
1420   if (isPrivateExtern())
1421     OS << " (private extern)";
1422   OS << ">";
1423 }
1424
1425 void MCAssembler::dump() {
1426   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1427
1428   OS << "<MCAssembler\n";
1429   OS << "  Sections:[";
1430   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1431     if (it != begin()) OS << ",\n    ";
1432     it->dump();
1433   }
1434   OS << "],\n";
1435   OS << "  Symbols:[";
1436
1437   for (symbol_iterator it = symbol_begin(), ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
1438     if (it != symbol_begin()) OS << ",\n    ";
1439     it->dump();
1440   }
1441   OS << "]>\n";
1442 }