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     uint32_t Value = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
 451     uint32_t Value2 = 0;
 452
 453     if (const MCSymbol *B = Target.getSymB()) {
 454       Type = RIT_LocalDifference;
 455
 456       MCSymbolData *SD = SymbolMap.lookup(B);
 457       Value2 = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
 458     }
 459
 460     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 461     Fixup.FixedValue = Value - Value2 + Target.getConstant();
 462     if (isFixupKindPCRel(Fixup.Kind)) {
 463       Fixup.FixedValue -= Address;
 464       IsPCRel = 1;
 465     }
 466
 467     MachRelocationEntry MRE;
 468     MRE.Word0 = ((Address   <<  0) |
 469                  (Type      << 24) |
 470                  (Log2Size  << 28) |
 471                  (IsPCRel   << 30) |
 472                  RF_Scattered);
 473     MRE.Word1 = Value;
 474     Relocs.push_back(MRE);
 475
 476     if (Type == RIT_LocalDifference) {
 477       Type = RIT_Pair;
 478
 479       MachRelocationEntry MRE;
 480       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 481                    (Type      << 24) |
 482                    (Log2Size  << 28) |
 483                    (0   << 30) |
 484                    RF_Scattered);
 485       MRE.Word1 = Value2;
 486       Relocs.push_back(MRE);
 487     }
 488   }
 489
 490   void ComputeRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCDataFragment &Fragment,
 491                              MCAsmFixup &Fixup,
 492                              DenseMap<const MCSymbol*,MCSymbolData*> &SymbolMap,
 493                              std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
 494     MCValue Target;
 495     if (!Fixup.Value->EvaluateAsRelocatable(Target))
 496       llvm_report_error("expected relocatable expression");
 497
 498     // If this is a difference or a local symbol plus an offset, then we need a
 499     // scattered relocation entry.
 500     if (Target.getSymB() ||
 501         (Target.getSymA() && !Target.getSymA()->isUndefined() &&
 502          Target.getConstant()))
 503       return ComputeScatteredRelocationInfo(Asm, Fragment, Fixup, Target,
 504                                             SymbolMap, Relocs);
 505
 506     // See <reloc.h>.
 507     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
 508     uint32_t Value = 0;
 509     unsigned Index = 0;
 510     unsigned IsPCRel = 0;
 511     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 512     unsigned IsExtern = 0;
 513     unsigned Type = 0;
 514
 515     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 516       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 517       //
 518       // FIXME: When is this generated?
 519       Type = RIT_Vanilla;
 520       Value = 0;
 521       llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 522     } else {
 523       const MCSymbol *Symbol = Target.getSymA();
 524       MCSymbolData *SD = SymbolMap.lookup(Symbol);
 525
 526       if (Symbol->isUndefined()) {
 527         IsExtern = 1;
 528         Index = SD->getIndex();
 529         Value = 0;
 530       } else {
 531         // The index is the section ordinal.
 532         //
 533         // FIXME: O(N)
 534         Index = 1;
 535         MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
 536         for (; it != ie; ++it, ++Index)
 537           if (&*it == SD->getFragment()->getParent())
 538             break;
 539         assert(it != ie && "Unable to find section index!");
 540         Value = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
 541       }
 542
 543       Type = RIT_Vanilla;
 544     }
 545
 546     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 547     Fixup.FixedValue = Value + Target.getConstant();
 548
 549     if (isFixupKindPCRel(Fixup.Kind)) {
 550       Fixup.FixedValue -= Address;
 551       IsPCRel = 1;
 552     }
 553
 554     // struct relocation_info (8 bytes)
 555     MachRelocationEntry MRE;
 556     MRE.Word0 = Address;
 557     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 558                  (IsPCRel   << 24) |
 559                  (Log2Size  << 25) |
 560                  (IsExtern  << 27) |
 561                  (Type      << 28));
 562     Relocs.push_back(MRE);
 563   }
 564
 565   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm,
 566                            DenseMap<const MCSymbol*,MCSymbolData*> &SymbolMap) {
 567     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 568     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 569     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 570     // symbol table much more complicated than it is worth.
 571     //
 572     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 573
 574     // Bind non lazy symbol pointers first.
 575     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 576            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 577       // FIXME: cast<> support!
 578       const MCSectionMachO &Section =
 579         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 580
 581       unsigned Type =
 582         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 583       if (Type != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 584         continue;
 585
 586       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
 587       if (!Entry)
 588         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
 589     }
 590
 591     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 592     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 593            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 594       // FIXME: cast<> support!
 595       const MCSectionMachO &Section =
 596         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 597
 598       unsigned Type =
 599         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 600       if (Type != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 601           Type != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 602         continue;
 603
 604       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
 605       if (!Entry) {
 606         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
 607
 608         // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 609         //
 610         // FIXME: Do not hardcode.
 611         Entry->setFlags(Entry->getFlags() | 0x0001);
 612       }
 613     }
 614   }
 615
 616   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 617   ///
 618   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 619   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 620   /// string table.
 621   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 622                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 623                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 624                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 625     // Build section lookup table.
 626     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 627     unsigned Index = 1;
 628     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 629            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 630       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 631     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 632
 633     // Index 0 is always the empty string.
 634     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 635     StringTable += '\x00';
 636
 637     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 638     // symbols.
 639     //
 640     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 641     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 642     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 643     // files.
 644     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 645            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 646       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 647
 648       // Ignore assembler temporaries.
 649       if (it->getSymbol().isTemporary())
 650         continue;
 651
 652       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 653         continue;
 654
 655       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 656       if (!Entry) {
 657         Entry = StringTable.size();
 658         StringTable += Symbol.getName();
 659         StringTable += '\x00';
 660       }
 661
 662       MachSymbolData MSD;
 663       MSD.SymbolData = it;
 664       MSD.StringIndex = Entry;
 665
 666       if (Symbol.isUndefined()) {
 667         MSD.SectionIndex = 0;
 668         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 669       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 670         MSD.SectionIndex = 0;
 671         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 672       } else {
 673         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 674         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 675         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 676       }
 677     }
 678
 679     // Now add the data for local symbols.
 680     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 681            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 682       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 683
 684       // Ignore assembler temporaries.
 685       if (it->getSymbol().isTemporary())
 686         continue;
 687
 688       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 689         continue;
 690
 691       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 692       if (!Entry) {
 693         Entry = StringTable.size();
 694         StringTable += Symbol.getName();
 695         StringTable += '\x00';
 696       }
 697
 698       MachSymbolData MSD;
 699       MSD.SymbolData = it;
 700       MSD.StringIndex = Entry;
 701
 702       if (Symbol.isAbsolute()) {
 703         MSD.SectionIndex = 0;
 704         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 705       } else {
 706         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 707         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 708         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 709       }
 710     }
 711
 712     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
 713     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
 714     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
 715
 716     // Set the symbol indices.
 717     Index = 0;
 718     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 719       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 720     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 721       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 722     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 723       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 724
 725     // The string table is padded to a multiple of 4.
 726     while (StringTable.size() % 4)
 727       StringTable += '\x00';
 728   }
 729
 730   void WriteObject(MCAssembler &Asm) {
 731     unsigned NumSections = Asm.size();
 732
 733     // Compute the symbol -> symbol data map.
 734     //
 735     // FIXME: This should not be here.
 736     DenseMap<const MCSymbol*, MCSymbolData *> SymbolMap;
 737     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 738            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it)
 739       SymbolMap[&it->getSymbol()] = it;
 740
 741     // Create symbol data for any indirect symbols.
 742     BindIndirectSymbols(Asm, SymbolMap);
 743
 744     // Compute symbol table information.
 745     SmallString<256> StringTable;
 746     std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 747     std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 748     std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 749     unsigned NumSymbols = Asm.symbol_size();
 750
 751     // No symbol table command is written if there are no symbols.
 752     if (NumSymbols)
 753       ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
 754                          UndefinedSymbolData);
 755
 756     // The section data starts after the header, the segment load command (and
 757     // section headers) and the symbol table.
 758     unsigned NumLoadCommands = 1;
 759     uint64_t LoadCommandsSize =
 760       SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
 761
 762     // Add the symbol table load command sizes, if used.
 763     if (NumSymbols) {
 764       NumLoadCommands += 2;
 765       LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
 766     }
 767
 768     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
 769     // vm size.
 770     uint64_t SectionDataStart = Header32Size + LoadCommandsSize;
 771     uint64_t SectionDataSize = 0;
 772     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
 773     uint64_t VMSize = 0;
 774     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 775            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 776       MCSectionData &SD = *it;
 777
 778       VMSize = std::max(VMSize, SD.getAddress() + SD.getSize());
 779
 780       if (isVirtualSection(SD.getSection()))
 781         continue;
 782
 783       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize,
 784                                  SD.getAddress() + SD.getSize());
 785       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize,
 786                                      SD.getAddress() + SD.getFileSize());
 787     }
 788
 789     // The section data is padded to 4 bytes.
 790     //
 791     // FIXME: Is this machine dependent?
 792     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
 793     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
 794
 795     // Write the prolog, starting with the header and load command...
 796     WriteHeader32(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
 797                   Asm.getSubsectionsViaSymbols());
 798     WriteSegmentLoadCommand32(NumSections, VMSize,
 799                               SectionDataStart, SectionDataSize);
 800
 801     // ... and then the section headers.
 802     //
 803     // We also compute the section relocations while we do this. Note that
 804     // computing relocation info will also update the fixup to have the correct
 805     // value; this will overwrite the appropriate data in the fragment when it
 806     // is written.
 807     std::vector<MachRelocationEntry> RelocInfos;
 808     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
 809     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 810            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 811       MCSectionData &SD = *it;
 812
 813       // The assembler writes relocations in the reverse order they were seen.
 814       //
 815       // FIXME: It is probably more complicated than this.
 816       unsigned NumRelocsStart = RelocInfos.size();
 817       for (MCSectionData::reverse_iterator it2 = SD.rbegin(),
 818              ie2 = SD.rend(); it2 != ie2; ++it2)
 819         if (MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(&*it2))
 820           for (unsigned i = 0, e = DF->fixup_size(); i != e; ++i)
 821             ComputeRelocationInfo(Asm, *DF, DF->getFixups()[e - i - 1],
 822                                   SymbolMap, RelocInfos);
 823
 824       unsigned NumRelocs = RelocInfos.size() - NumRelocsStart;
 825       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + SD.getAddress();
 826       WriteSection32(SD, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
 827       RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
 828     }
 829
 830     // Write the symbol table load command, if used.
 831     if (NumSymbols) {
 832       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
 833       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
 834       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
 835       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
 836       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
 837       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
 838       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
 839       unsigned NumSymTabSymbols =
 840         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
 841       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
 842       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
 843
 844       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
 845       if (NumIndirectSymbols)
 846         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
 847
 848       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
 849       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
 850
 851       // The string table is written after symbol table.
 852       uint64_t StringTableOffset =
 853         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * Nlist32Size;
 854       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
 855                              StringTableOffset, StringTable.size());
 856
 857       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
 858                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
 859                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
 860                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
 861     }
 862
 863     // Write the actual section data.
 864     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
 865       WriteFileData(OS, *it, *this);
 866
 867     // Write the extra padding.
 868     WriteZeros(SectionDataPadding);
 869
 870     // Write the relocation entries.
 871     for (unsigned i = 0, e = RelocInfos.size(); i != e; ++i) {
 872       Write32(RelocInfos[i].Word0);
 873       Write32(RelocInfos[i].Word1);
 874     }
 875
 876     // Write the symbol table data, if used.
 877     if (NumSymbols) {
 878       // Write the indirect symbol entries.
 879       for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator
 880              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 881              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 882         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
 883         // special handling.
 884         const MCSectionMachO &Section =
 885           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 886         unsigned Type =
 887           Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 888         if (Type == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
 889           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
 890           if (it->Symbol->isDefined() &&
 891               !SymbolMap.lookup(it->Symbol)->isExternal()) {
 892             uint32_t Flags = ISF_Local;
 893             if (it->Symbol->isAbsolute())
 894               Flags |= ISF_Absolute;
 895             Write32(Flags);
 896             continue;
 897           }
 898         }
 899
 900         Write32(SymbolMap[it->Symbol]->getIndex());
 901       }
 902
 903       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
 904
 905       // Write the symbol table entries.
 906       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 907         WriteNlist32(LocalSymbolData[i]);
 908       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 909         WriteNlist32(ExternalSymbolData[i]);
 910       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 911         WriteNlist32(UndefinedSymbolData[i]);
 912
 913       // Write the string table.
 914       OS << StringTable.str();
 915     }
 916   }
 917
 918   void ApplyFixup(const MCAsmFixup &Fixup, MCDataFragment &DF) {
 919     unsigned Size = 1 << getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 920
 921     // FIXME: Endianness assumption.
 922     assert(Fixup.Offset + Size <= DF.getContents().size() &&
 923            "Invalid fixup offset!");
 924     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i)
 925       DF.getContents()[Fixup.Offset + i] = uint8_t(Fixup.FixedValue >> (i * 8));
 926   }
 927 };
 928
 929 /* *** */
 930
 931 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
 932 }
 933
 934 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent)
 935   : Kind(_Kind),
 936     Parent(_Parent),
 937     FileSize(~UINT64_C(0))
 938 {
 939   if (Parent)
 940     Parent->getFragmentList().push_back(this);
 941 }
 942
 943 MCFragment::~MCFragment() {
 944 }
 945
 946 uint64_t MCFragment::getAddress() const {
 947   assert(getParent() && "Missing Section!");
 948   return getParent()->getAddress() + Offset;
 949 }
 950
 951 /* *** */
 952
 953 MCSectionData::MCSectionData() : Section(0) {}
 954
 955 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
 956   : Section(&_Section),
 957     Alignment(1),
 958     Address(~UINT64_C(0)),
 959     Size(~UINT64_C(0)),
 960     FileSize(~UINT64_C(0)),
 961     HasInstructions(false)
 962 {
 963   if (A)
 964     A->getSectionList().push_back(this);
 965 }
 966
 967 /* *** */
 968
 969 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(0) {}
 970
 971 MCSymbolData::MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
 972                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
 973   : Symbol(&_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
 974     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false),
 975     CommonSize(0), CommonAlign(0), Flags(0), Index(0)
 976 {
 977   if (A)
 978     A->getSymbolList().push_back(this);
 979 }
 980
 981 /* *** */
 982
 983 MCAssembler::MCAssembler(MCContext &_Context, raw_ostream &_OS)
 984   : Context(_Context), OS(_OS), SubsectionsViaSymbols(false)
 985 {
 986 }
 987
 988 MCAssembler::~MCAssembler() {
 989 }
 990
 991 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
 992   uint64_t Address = SD.getAddress();
 993
 994   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
 995     MCFragment &F = *it;
 996
 997     F.setOffset(Address - SD.getAddress());
 998
 999     // Evaluate fragment size.
1000     switch (F.getKind()) {
1001     case MCFragment::FT_Align: {
1002       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1003
1004       uint64_t Size = OffsetToAlignment(Address, AF.getAlignment());
1005       if (Size > AF.getMaxBytesToEmit())
1006         AF.setFileSize(0);
1007       else
1008         AF.setFileSize(Size);
1009       break;
1010     }
1011
1012     case MCFragment::FT_Data:
1013     case MCFragment::FT_Fill:
1014       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
1015       break;
1016
1017     case MCFragment::FT_Org: {
1018       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1019
1020       MCValue Target;
1021       if (!OF.getOffset().EvaluateAsRelocatable(Target))
1022         llvm_report_error("expected relocatable expression");
1023
1024       if (!Target.isAbsolute())
1025         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
1026       uint64_t OrgOffset = Target.getConstant();
1027       uint64_t Offset = Address - SD.getAddress();
1028
1029       // FIXME: We need a way to communicate this error.
1030       if (OrgOffset < Offset)
1031         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(OrgOffset) +
1032                           "' (at offset '" + Twine(Offset) + "'");
1033
1034       F.setFileSize(OrgOffset - Offset);
1035       break;
1036     }
1037
1038     case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1039       MCZeroFillFragment &ZFF = cast<MCZeroFillFragment>(F);
1040
1041       // Align the fragment offset; it is safe to adjust the offset freely since
1042       // this is only in virtual sections.
1043       uint64_t Aligned = RoundUpToAlignment(Address, ZFF.getAlignment());
1044       F.setOffset(Aligned - SD.getAddress());
1045
1046       // FIXME: This is misnamed.
1047       F.setFileSize(ZFF.getSize());
1048       break;
1049     }
1050     }
1051
1052     Address += F.getFileSize();
1053   }
1054
1055   // Set the section sizes.
1056   SD.setSize(Address - SD.getAddress());
1057   if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1058     SD.setFileSize(0);
1059   else
1060     SD.setFileSize(Address - SD.getAddress());
1061 }
1062
1063 /// WriteNopData - Write optimal nops to the output file for the \arg Count
1064 /// bytes.  This returns the number of bytes written.  It may return 0 if
1065 /// the \arg Count is more than the maximum optimal nops.
1066 ///
1067 /// FIXME this is X86 32-bit specific and should move to a better place.
1068 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW) {
1069   static const uint8_t Nops[16][16] = {
1070     // nop
1071     {0x90},
1072     // xchg %ax,%ax
1073     {0x66, 0x90},
1074     // nopl (%[re]ax)
1075     {0x0f, 0x1f, 0x00},
1076     // nopl 0(%[re]ax)
1077     {0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00},
1078     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1079     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1080     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1081     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1082     // nopl 0L(%[re]ax)
1083     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1084     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1085     {0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1086     // nopw 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1087     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1088     // nopw %cs:0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1089     {0x66, 0x2e, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1090     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1091     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1092     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1093      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1094     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1095     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1096     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1097      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1098     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1099     // nopl 0L(%[re]ax) */
1100     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1101      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1102     // nopl 0L(%[re]ax)
1103     // nopl 0L(%[re]ax)
1104     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1105      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1106     // nopl 0L(%[re]ax)
1107     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1108     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1109      0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
1110   };
1111
1112   if (Count > 15)
1113     return 0;
1114
1115   for (uint64_t i = 0; i < Count; i++)
1116     MOW.Write8 (uint8_t(Nops[Count - 1][i]));
1117
1118   return Count;
1119 }
1120
1121 /// WriteFileData - Write the \arg F data to the output file.
1122 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCFragment &F,
1123                           MachObjectWriter &MOW) {
1124   uint64_t Start = OS.tell();
1125   (void) Start;
1126
1127   ++EmittedFragments;
1128
1129   // FIXME: Embed in fragments instead?
1130   switch (F.getKind()) {
1131   case MCFragment::FT_Align: {
1132     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1133     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
1134
1135     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
1136     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
1137     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
1138     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
1139       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
1140                         Twine(AF.getValueSize()) +
1141                         "' is not a divisor of padding size '" +
1142                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
1143
1144     // See if we are aligning with nops, and if so do that first to try to fill
1145     // the Count bytes.  Then if that did not fill any bytes or there are any
1146     // bytes left to fill use the the Value and ValueSize to fill the rest.
1147     if (AF.getEmitNops()) {
1148       uint64_t NopByteCount = WriteNopData(Count, MOW);
1149       Count -= NopByteCount;
1150     }
1151
1152     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
1153       switch (AF.getValueSize()) {
1154       default:
1155         assert(0 && "Invalid size!");
1156       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
1157       case 2: MOW.Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
1158       case 4: MOW.Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
1159       case 8: MOW.Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
1160       }
1161     }
1162     break;
1163   }
1164
1165   case MCFragment::FT_Data: {
1166     MCDataFragment &DF = cast<MCDataFragment>(F);
1167
1168     // Apply the fixups.
1169     //
1170     // FIXME: Move elsewhere.
1171     for (MCDataFragment::const_fixup_iterator it = DF.fixup_begin(),
1172            ie = DF.fixup_end(); it != ie; ++it)
1173       MOW.ApplyFixup(*it, DF);
1174
1175     OS << cast<MCDataFragment>(F).getContents().str();
1176     break;
1177   }
1178
1179   case MCFragment::FT_Fill: {
1180     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
1181     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
1182       switch (FF.getValueSize()) {
1183       default:
1184         assert(0 && "Invalid size!");
1185       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (FF.getValue())); break;
1186       case 2: MOW.Write16(uint16_t(FF.getValue())); break;
1187       case 4: MOW.Write32(uint32_t(FF.getValue())); break;
1188       case 8: MOW.Write64(uint64_t(FF.getValue())); break;
1189       }
1190     }
1191     break;
1192   }
1193
1194   case MCFragment::FT_Org: {
1195     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1196
1197     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
1198       MOW.Write8(uint8_t(OF.getValue()));
1199
1200     break;
1201   }
1202
1203   case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1204     assert(0 && "Invalid zero fill fragment in concrete section!");
1205     break;
1206   }
1207   }
1208
1209   assert(OS.tell() - Start == F.getFileSize());
1210 }
1211
1212 /// WriteFileData - Write the \arg SD data to the output file.
1213 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
1214                           MachObjectWriter &MOW) {
1215   // Ignore virtual sections.
1216   if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
1217     assert(SD.getFileSize() == 0);
1218     return;
1219   }
1220
1221   uint64_t Start = OS.tell();
1222   (void) Start;
1223
1224   for (MCSectionData::const_iterator it = SD.begin(),
1225          ie = SD.end(); it != ie; ++it)
1226     WriteFileData(OS, *it, MOW);
1227
1228   // Add section padding.
1229   assert(SD.getFileSize() >= SD.getSize() && "Invalid section sizes!");
1230   MOW.WriteZeros(SD.getFileSize() - SD.getSize());
1231
1232   assert(OS.tell() - Start == SD.getFileSize());
1233 }
1234
1235 void MCAssembler::Finish() {
1236   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1237       llvm::errs() << "assembler backend - pre-layout\n--\n";
1238       dump(); });
1239
1240   // Layout the concrete sections and fragments.
1241   uint64_t Address = 0;
1242   MCSectionData *Prev = 0;
1243   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1244     MCSectionData &SD = *it;
1245
1246     // Skip virtual sections.
1247     if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1248       continue;
1249
1250     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1251     // section.
1252     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
1253       assert(Prev && "Missing prev section!");
1254       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
1255       Address += Pad;
1256     }
1257
1258     // Layout the section fragments and its size.
1259     SD.setAddress(Address);
1260     LayoutSection(SD);
1261     Address += SD.getFileSize();
1262
1263     Prev = &SD;
1264   }
1265
1266   // Layout the virtual sections.
1267   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1268     MCSectionData &SD = *it;
1269
1270     if (!isVirtualSection(SD.getSection()))
1271       continue;
1272
1273     SD.setAddress(Address);
1274     LayoutSection(SD);
1275     Address += SD.getSize();
1276   }
1277
1278   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1279       llvm::errs() << "assembler backend - post-layout\n--\n";
1280       dump(); });
1281
1282   // Write the object file.
1283   MachObjectWriter MOW(OS);
1284   MOW.WriteObject(*this);
1285
1286   OS.flush();
1287 }
1288
1289
1290 // Debugging methods
1291
1292 namespace llvm {
1293
1294 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCAsmFixup &AF) {
1295   OS << "<MCAsmFixup" << " Offset:" << AF.Offset << " Value:" << *AF.Value
1296      << " Kind:" << AF.Kind << ">";
1297   return OS;
1298 }
1299
1300 }
1301
1302 void MCFragment::dump() {
1303   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1304
1305   OS << "<MCFragment " << (void*) this << " Offset:" << Offset
1306      << " FileSize:" << FileSize;
1307
1308   OS << ">";
1309 }
1310
1311 void MCAlignFragment::dump() {
1312   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1313
1314   OS << "<MCAlignFragment ";
1315   this->MCFragment::dump();
1316   OS << "\n       ";
1317   OS << " Alignment:" << getAlignment()
1318      << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1319      << " MaxBytesToEmit:" << getMaxBytesToEmit() << ">";
1320 }
1321
1322 void MCDataFragment::dump() {
1323   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1324
1325   OS << "<MCDataFragment ";
1326   this->MCFragment::dump();
1327   OS << "\n       ";
1328   OS << " Contents:[";
1329   for (unsigned i = 0, e = getContents().size(); i != e; ++i) {
1330     if (i) OS << ",";
1331     OS << hexdigit((Contents[i] >> 4) & 0xF) << hexdigit(Contents[i] & 0xF);
1332   }
1333   OS << "] (" << getContents().size() << " bytes)";
1334
1335   if (!getFixups().empty()) {
1336     OS << ",\n       ";
1337     OS << " Fixups:[";
1338     for (fixup_iterator it = fixup_begin(), ie = fixup_end(); it != ie; ++it) {
1339       if (it != fixup_begin()) OS << ",\n            ";
1340       OS << *it;
1341     }
1342     OS << "]";
1343   }
1344
1345   OS << ">";
1346 }
1347
1348 void MCFillFragment::dump() {
1349   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1350
1351   OS << "<MCFillFragment ";
1352   this->MCFragment::dump();
1353   OS << "\n       ";
1354   OS << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1355      << " Count:" << getCount() << ">";
1356 }
1357
1358 void MCOrgFragment::dump() {
1359   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1360
1361   OS << "<MCOrgFragment ";
1362   this->MCFragment::dump();
1363   OS << "\n       ";
1364   OS << " Offset:" << getOffset() << " Value:" << getValue() << ">";
1365 }
1366
1367 void MCZeroFillFragment::dump() {
1368   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1369
1370   OS << "<MCZeroFillFragment ";
1371   this->MCFragment::dump();
1372   OS << "\n       ";
1373   OS << " Size:" << getSize() << " Alignment:" << getAlignment() << ">";
1374 }
1375
1376 void MCSectionData::dump() {
1377   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1378
1379   OS << "<MCSectionData";
1380   OS << " Alignment:" << getAlignment() << " Address:" << Address
1381      << " Size:" << Size << " FileSize:" << FileSize
1382      << " Fragments:[";
1383   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1384     if (it != begin()) OS << ",\n      ";
1385     it->dump();
1386   }
1387   OS << "]>";
1388 }
1389
1390 void MCSymbolData::dump() {
1391   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1392
1393   OS << "<MCSymbolData Symbol:" << getSymbol()
1394      << " Fragment:" << getFragment() << " Offset:" << getOffset()
1395      << " Flags:" << getFlags() << " Index:" << getIndex();
1396   if (isCommon())
1397     OS << " (common, size:" << getCommonSize()
1398        << " align: " << getCommonAlignment() << ")";
1399   if (isExternal())
1400     OS << " (external)";
1401   if (isPrivateExtern())
1402     OS << " (private extern)";
1403   OS << ">";
1404 }
1405
1406 void MCAssembler::dump() {
1407   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1408
1409   OS << "<MCAssembler\n";
1410   OS << "  Sections:[";
1411   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1412     if (it != begin()) OS << ",\n    ";
1413     it->dump();
1414   }
1415   OS << "],\n";
1416   OS << "  Symbols:[";
1417
1418   for (symbol_iterator it = symbol_begin(), ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
1419     if (it != symbol_begin()) OS << ",\n    ";
1420     it->dump();
1421   }
1422   OS << "]>\n";
1423 }