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/MCSectionMachO.h"
  13 #include "llvm/Target/TargetMachOWriterInfo.h"
  14 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  15 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  16 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  17 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  19 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  20 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  21 #include <vector>
  22 using namespace llvm;
  23
  24 class MachObjectWriter;
  25
  26 STATISTIC(EmittedFragments, "Number of emitted assembler fragments");
  27
  28 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
  29                           MachObjectWriter &MOW);
  30
  31 class MachObjectWriter {
  32   // See <mach-o/loader.h>.
  33   enum {
  34     Header_Magic32 = 0xFEEDFACE,
  35     Header_Magic64 = 0xFEEDFACF
  36   };
  37
  38   static const unsigned Header32Size = 28;
  39   static const unsigned Header64Size = 32;
  40   static const unsigned SegmentLoadCommand32Size = 56;
  41   static const unsigned Section32Size = 68;
  42   static const unsigned SymtabLoadCommandSize = 24;
  43   static const unsigned DysymtabLoadCommandSize = 80;
  44   static const unsigned Nlist32Size = 12;
  45
  46   enum HeaderFileType {
  47     HFT_Object = 0x1
  48   };
  49
  50   enum LoadCommandType {
  51     LCT_Segment = 0x1,
  52     LCT_Symtab = 0x2,
  53     LCT_Dysymtab = 0xb
  54   };
  55
  56   // See <mach-o/nlist.h>.
  57   enum SymbolTypeType {
  58     STT_Undefined = 0x00,
  59     STT_Absolute  = 0x02,
  60     STT_Section   = 0x0e
  61   };
  62
  63   enum SymbolTypeFlags {
  64     // If any of these bits are set, then the entry is a stab entry number (see
  65     // <mach-o/stab.h>. Otherwise the other masks apply.
  66     STF_StabsEntryMask = 0xe0,
  67
  68     STF_TypeMask       = 0x0e,
  69     STF_External       = 0x01,
  70     STF_PrivateExtern  = 0x10
  71   };
  72
  73   /// IndirectSymbolFlags - Flags for encoding special values in the indirect
  74   /// symbol entry.
  75   enum IndirectSymbolFlags {
  76     ISF_Local    = 0x80000000,
  77     ISF_Absolute = 0x40000000
  78   };
  79
  80   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
  81   /// on symbols.
  82   struct MachSymbolData {
  83     MCSymbolData *SymbolData;
  84     uint64_t StringIndex;
  85     uint8_t SectionIndex;
  86
  87     // Support lexicographic sorting.
  88     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
  89       const std::string &Name = SymbolData->getSymbol().getName();
  90       return Name < RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
  91     }
  92   };
  93
  94   raw_ostream &OS;
  95   bool IsLSB;
  96
  97 public:
  98   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _IsLSB = true)
  99     : OS(_OS), IsLSB(_IsLSB) {
 100   }
 101
 102   /// @name Helper Methods
 103   /// @{
 104
 105   void Write8(uint8_t Value) {
 106     OS << char(Value);
 107   }
 108
 109   void Write16(uint16_t Value) {
 110     if (IsLSB) {
 111       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 112       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 113     } else {
 114       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 115       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 116     }
 117   }
 118
 119   void Write32(uint32_t Value) {
 120     if (IsLSB) {
 121       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 122       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 123     } else {
 124       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 125       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 126     }
 127   }
 128
 129   void Write64(uint64_t Value) {
 130     if (IsLSB) {
 131       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 132       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 133     } else {
 134       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 135       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 136     }
 137   }
 138
 139   void WriteZeros(unsigned N) {
 140     const char Zeros[16] = { 0 };
 141
 142     for (unsigned i = 0, e = N / 16; i != e; ++i)
 143       OS << StringRef(Zeros, 16);
 144
 145     OS << StringRef(Zeros, N % 16);
 146   }
 147
 148   void WriteString(const StringRef &Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
 149     OS << Str;
 150     if (ZeroFillSize)
 151       WriteZeros(ZeroFillSize - Str.size());
 152   }
 153
 154   /// @}
 155
 156   void WriteHeader32(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize) {
 157     // struct mach_header (28 bytes)
 158
 159     uint64_t Start = OS.tell();
 160     (void) Start;
 161
 162     Write32(Header_Magic32);
 163
 164     // FIXME: Support cputype.
 165     Write32(TargetMachOWriterInfo::HDR_CPU_TYPE_I386);
 166
 167     // FIXME: Support cpusubtype.
 168     Write32(TargetMachOWriterInfo::HDR_CPU_SUBTYPE_I386_ALL);
 169
 170     Write32(HFT_Object);
 171
 172     // Object files have a single load command, the segment.
 173     Write32(NumLoadCommands);
 174     Write32(LoadCommandsSize);
 175     Write32(0); // Flags
 176
 177     assert(OS.tell() - Start == Header32Size);
 178   }
 179
 180   /// WriteSegmentLoadCommand32 - Write a 32-bit segment load command.
 181   ///
 182   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 183   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 184   void WriteSegmentLoadCommand32(unsigned NumSections,
 185                                  uint64_t SectionDataStartOffset,
 186                                  uint64_t SectionDataSize) {
 187     // struct segment_command (56 bytes)
 188
 189     uint64_t Start = OS.tell();
 190     (void) Start;
 191
 192     Write32(LCT_Segment);
 193     Write32(SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size);
 194
 195     WriteString("", 16);
 196     Write32(0); // vmaddr
 197     Write32(SectionDataSize); // vmsize
 198     Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 199     Write32(SectionDataSize); // file size
 200     Write32(0x7); // maxprot
 201     Write32(0x7); // initprot
 202     Write32(NumSections);
 203     Write32(0); // flags
 204
 205     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommand32Size);
 206   }
 207
 208   void WriteSection32(const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset) {
 209     // struct section (68 bytes)
 210
 211     uint64_t Start = OS.tell();
 212     (void) Start;
 213
 214     // FIXME: cast<> support!
 215     const MCSectionMachO &Section =
 216       static_cast<const MCSectionMachO&>(SD.getSection());
 217     WriteString(Section.getSectionName(), 16);
 218     WriteString(Section.getSegmentName(), 16);
 219     Write32(0); // address
 220     Write32(SD.getFileSize()); // size
 221     Write32(FileOffset);
 222
 223     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 224     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 225     Write32(0); // file offset of relocation entries
 226     Write32(0); // number of relocation entrions
 227     Write32(Section.getTypeAndAttributes());
 228     Write32(0); // reserved1
 229     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 230
 231     assert(OS.tell() - Start == Section32Size);
 232   }
 233
 234   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 235                               uint32_t StringTableOffset,
 236                               uint32_t StringTableSize) {
 237     // struct symtab_command (24 bytes)
 238
 239     uint64_t Start = OS.tell();
 240     (void) Start;
 241
 242     Write32(LCT_Symtab);
 243     Write32(SymtabLoadCommandSize);
 244     Write32(SymbolOffset);
 245     Write32(NumSymbols);
 246     Write32(StringTableOffset);
 247     Write32(StringTableSize);
 248
 249     assert(OS.tell() - Start == SymtabLoadCommandSize);
 250   }
 251
 252   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 253                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 254                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 255                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 256                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 257                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 258                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 259                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 260     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 261
 262     uint64_t Start = OS.tell();
 263     (void) Start;
 264
 265     Write32(LCT_Dysymtab);
 266     Write32(DysymtabLoadCommandSize);
 267     Write32(FirstLocalSymbol);
 268     Write32(NumLocalSymbols);
 269     Write32(FirstExternalSymbol);
 270     Write32(NumExternalSymbols);
 271     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 272     Write32(NumUndefinedSymbols);
 273     Write32(0); // tocoff
 274     Write32(0); // ntoc
 275     Write32(0); // modtaboff
 276     Write32(0); // nmodtab
 277     Write32(0); // extrefsymoff
 278     Write32(0); // nextrefsyms
 279     Write32(IndirectSymbolOffset);
 280     Write32(NumIndirectSymbols);
 281     Write32(0); // extreloff
 282     Write32(0); // nextrel
 283     Write32(0); // locreloff
 284     Write32(0); // nlocrel
 285
 286     assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
 287   }
 288
 289   void WriteNlist32(MachSymbolData &MSD) {
 290     MCSymbol &Symbol = MSD.SymbolData->getSymbol();
 291     uint8_t Type = 0;
 292
 293     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 294     //
 295     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 296     if (Symbol.isUndefined())
 297       Type = STT_Undefined;
 298     else if (Symbol.isAbsolute())
 299       Type = STT_Absolute;
 300     else
 301       Type = STT_Section;
 302
 303     // FIXME: Set STAB bits.
 304
 305     if (MSD.SymbolData->isPrivateExtern())
 306       Type |= STF_PrivateExtern;
 307
 308     // Set external bit.
 309     if (MSD.SymbolData->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 310       Type |= STF_External;
 311
 312     // struct nlist (12 bytes)
 313
 314     Write32(MSD.StringIndex);
 315     Write8(Type);
 316     Write8(MSD.SectionIndex);
 317
 318     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 319     // value.
 320     Write16(MSD.SymbolData->getFlags() & 0xFFFF);
 321
 322     Write32(0); // FIXME: Value
 323   }
 324
 325   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm,
 326                            DenseMap<MCSymbol*, MCSymbolData*> &SymbolMap) {
 327     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 328     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 329     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 330     // symbol table much more complicated than it is worth.
 331     //
 332     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 333
 334     // Bind non lazy symbol pointers first.
 335     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 336            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 337       // FIXME: cast<> support!
 338       const MCSectionMachO &Section =
 339         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 340
 341       unsigned Type =
 342         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 343       if (Type != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 344         continue;
 345
 346       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
 347       if (!Entry)
 348         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
 349     }
 350
 351     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 352     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 353            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 354       // FIXME: cast<> support!
 355       const MCSectionMachO &Section =
 356         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 357
 358       unsigned Type =
 359         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 360       if (Type != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 361           Type != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 362         continue;
 363
 364       MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[it->Symbol];
 365       if (!Entry) {
 366         Entry = new MCSymbolData(*it->Symbol, 0, 0, &Asm);
 367
 368         // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 369         //
 370         // FIXME: Do not hardcode.
 371         Entry->setFlags(Entry->getFlags() | 0x0001);
 372       }
 373     }
 374   }
 375
 376   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 377   ///
 378   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 379   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 380   /// string table.
 381   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 382                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 383                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 384                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 385     // Build section lookup table.
 386     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 387     unsigned Index = 1;
 388     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 389            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 390       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 391     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 392
 393     // Index 0 is always the empty string.
 394     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 395     StringTable += '\x00';
 396
 397     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 398     // symbols.
 399     //
 400     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 401     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 402     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 403     // files.
 404     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 405            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 406       MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 407
 408       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 409         continue;
 410
 411       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 412       if (!Entry) {
 413         Entry = StringTable.size();
 414         StringTable += Symbol.getName();
 415         StringTable += '\x00';
 416       }
 417
 418       MachSymbolData MSD;
 419       MSD.SymbolData = it;
 420       MSD.StringIndex = Entry;
 421
 422       if (Symbol.isUndefined()) {
 423         MSD.SectionIndex = 0;
 424         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 425       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 426         MSD.SectionIndex = 0;
 427         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 428       } else {
 429         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 430         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 431         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 432       }
 433     }
 434
 435     // Now add the data for local symbols.
 436     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 437            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 438       MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 439
 440       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 441         continue;
 442
 443       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 444       if (!Entry) {
 445         Entry = StringTable.size();
 446         StringTable += Symbol.getName();
 447         StringTable += '\x00';
 448       }
 449
 450       MachSymbolData MSD;
 451       MSD.SymbolData = it;
 452       MSD.StringIndex = Entry;
 453
 454       if (Symbol.isAbsolute()) {
 455         MSD.SectionIndex = 0;
 456         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 457       } else {
 458         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 459         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 460         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 461       }
 462     }
 463
 464     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
 465     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
 466     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
 467
 468     // The string table is padded to a multiple of 4.
 469     //
 470     // FIXME: Check to see if this varies per arch.
 471     while (StringTable.size() % 4)
 472       StringTable += '\x00';
 473   }
 474
 475   void WriteObject(MCAssembler &Asm) {
 476     unsigned NumSections = Asm.size();
 477
 478     // Compute the symbol -> symbol data map.
 479     //
 480     // FIXME: This should not be here.
 481     DenseMap<MCSymbol*, MCSymbolData *> SymbolMap;
 482     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 483            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it)
 484       SymbolMap[&it->getSymbol()] = it;
 485
 486     // Create symbol data for any indirect symbols.
 487     BindIndirectSymbols(Asm, SymbolMap);
 488
 489     // Compute symbol table information.
 490     SmallString<256> StringTable;
 491     std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 492     std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 493     std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 494     unsigned NumSymbols = Asm.symbol_size();
 495
 496     // No symbol table command is written if there are no symbols.
 497     if (NumSymbols)
 498       ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
 499                          UndefinedSymbolData);
 500
 501     // Compute the file offsets for all the sections in advance, so that we can
 502     // write things out in order.
 503     SmallVector<uint64_t, 16> SectionFileOffsets;
 504     SectionFileOffsets.resize(NumSections);
 505
 506     // The section data starts after the header, the segment load command (and
 507     // section headers) and the symbol table.
 508     unsigned NumLoadCommands = 1;
 509     uint64_t LoadCommandsSize =
 510       SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
 511
 512     // Add the symbol table load command sizes, if used.
 513     if (NumSymbols) {
 514       NumLoadCommands += 2;
 515       LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
 516     }
 517
 518     uint64_t FileOffset = Header32Size + LoadCommandsSize;
 519     uint64_t SectionDataStartOffset = FileOffset;
 520     uint64_t SectionDataSize = 0;
 521     unsigned Index = 0;
 522     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 523            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
 524       SectionFileOffsets[Index] = FileOffset;
 525       FileOffset += it->getFileSize();
 526       SectionDataSize += it->getFileSize();
 527     }
 528
 529     // Write the prolog, starting with the header and load command...
 530     WriteHeader32(NumLoadCommands, LoadCommandsSize);
 531     WriteSegmentLoadCommand32(NumSections, SectionDataStartOffset,
 532                               SectionDataSize);
 533
 534     // ... and then the section headers.
 535     Index = 0;
 536     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 537            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 538       WriteSection32(*it, SectionFileOffsets[Index]);
 539
 540     // Write the symbol table load command, if used.
 541     if (NumSymbols) {
 542       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
 543       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
 544       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
 545       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
 546       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
 547       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
 548       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
 549       unsigned NumSymTabSymbols =
 550         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
 551       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
 552       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
 553
 554       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
 555       if (NumIndirectSymbols)
 556         IndirectSymbolOffset = SectionDataStartOffset + SectionDataSize;
 557
 558       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
 559       uint64_t SymbolTableOffset =
 560         SectionDataStartOffset + SectionDataSize + IndirectSymbolSize;
 561
 562       // The string table is written after symbol table.
 563       uint64_t StringTableOffset =
 564         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * Nlist32Size;
 565       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
 566                              StringTableOffset, StringTable.size());
 567
 568       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
 569                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
 570                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
 571                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
 572     }
 573
 574     // Write the actual section data.
 575     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
 576       WriteFileData(OS, *it, *this);
 577
 578     // Write the symbol table data, if used.
 579     if (NumSymbols) {
 580       // FIXME: We shouldn't need this index table.
 581       DenseMap<MCSymbol*, unsigned> SymbolIndexMap;
 582       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 583         MCSymbol &Symbol = LocalSymbolData[i].SymbolData->getSymbol();
 584         SymbolIndexMap.insert(std::make_pair(&Symbol, SymbolIndexMap.size()));
 585       }
 586       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 587         MCSymbol &Symbol = ExternalSymbolData[i].SymbolData->getSymbol();
 588         SymbolIndexMap.insert(std::make_pair(&Symbol, SymbolIndexMap.size()));
 589       }
 590       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i) {
 591         MCSymbol &Symbol = UndefinedSymbolData[i].SymbolData->getSymbol();
 592         SymbolIndexMap.insert(std::make_pair(&Symbol, SymbolIndexMap.size()));
 593       }
 594
 595       // Write the indirect symbol entries.
 596       //
 597       // FIXME: We need the symbol index map for this.
 598       for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator
 599              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 600              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 601         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
 602         // special handling.
 603         const MCSectionMachO &Section =
 604           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 605         unsigned Type =
 606           Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 607         if (Type == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
 608           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
 609           if (it->Symbol->isDefined() &&
 610               !SymbolMap.lookup(it->Symbol)->isExternal()) {
 611             uint32_t Flags = ISF_Local;
 612             if (it->Symbol->isAbsolute())
 613               Flags |= ISF_Absolute;
 614             Write32(Flags);
 615             continue;
 616           }
 617         }
 618
 619         Write32(SymbolIndexMap[it->Symbol]);
 620       }
 621
 622       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
 623
 624       // Write the symbol table entries.
 625       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 626         WriteNlist32(LocalSymbolData[i]);
 627       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 628         WriteNlist32(ExternalSymbolData[i]);
 629       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 630         WriteNlist32(UndefinedSymbolData[i]);
 631
 632       // Write the string table.
 633       OS << StringTable.str();
 634     }
 635   }
 636 };
 637
 638 /* *** */
 639
 640 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
 641 }
 642
 643 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *SD)
 644   : Kind(_Kind),
 645     FileSize(~UINT64_C(0))
 646 {
 647   if (SD)
 648     SD->getFragmentList().push_back(this);
 649 }
 650
 651 MCFragment::~MCFragment() {
 652 }
 653
 654 /* *** */
 655
 656 MCSectionData::MCSectionData() : Section(*(MCSection*)0) {}
 657
 658 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
 659   : Section(_Section),
 660     Alignment(1),
 661     FileSize(~UINT64_C(0))
 662 {
 663   if (A)
 664     A->getSectionList().push_back(this);
 665 }
 666
 667 /* *** */
 668
 669 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(*(MCSymbol*)0) {}
 670
 671 MCSymbolData::MCSymbolData(MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
 672                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
 673   : Symbol(_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
 674     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false), Flags(0)
 675 {
 676   if (A)
 677     A->getSymbolList().push_back(this);
 678 }
 679
 680 /* *** */
 681
 682 MCAssembler::MCAssembler(raw_ostream &_OS) : OS(_OS) {}
 683
 684 MCAssembler::~MCAssembler() {
 685 }
 686
 687 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
 688   uint64_t Offset = 0;
 689
 690   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
 691     MCFragment &F = *it;
 692
 693     F.setOffset(Offset);
 694
 695     // Evaluate fragment size.
 696     switch (F.getKind()) {
 697     case MCFragment::FT_Align: {
 698       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
 699
 700       uint64_t AlignedOffset = RoundUpToAlignment(Offset, AF.getAlignment());
 701       uint64_t PaddingBytes = AlignedOffset - Offset;
 702
 703       if (PaddingBytes > AF.getMaxBytesToEmit())
 704         AF.setFileSize(0);
 705       else
 706         AF.setFileSize(PaddingBytes);
 707       break;
 708     }
 709
 710     case MCFragment::FT_Data:
 711     case MCFragment::FT_Fill:
 712       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
 713       break;
 714
 715     case MCFragment::FT_Org: {
 716       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
 717
 718       if (!OF.getOffset().isAbsolute())
 719         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 720       uint64_t OrgOffset = OF.getOffset().getConstant();
 721
 722       // FIXME: We need a way to communicate this error.
 723       if (OrgOffset < Offset)
 724         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(OrgOffset) +
 725                           "' (section offset '" + Twine(Offset) + "'");
 726
 727       F.setFileSize(OrgOffset - Offset);
 728       break;
 729     }
 730     }
 731
 732     Offset += F.getFileSize();
 733   }
 734
 735   // FIXME: Pad section?
 736   SD.setFileSize(Offset);
 737 }
 738
 739 /// WriteFileData - Write the \arg F data to the output file.
 740 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCFragment &F,
 741                           MachObjectWriter &MOW) {
 742   uint64_t Start = OS.tell();
 743   (void) Start;
 744
 745   ++EmittedFragments;
 746
 747   // FIXME: Embed in fragments instead?
 748   switch (F.getKind()) {
 749   case MCFragment::FT_Align: {
 750     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
 751     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
 752
 753     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
 754     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
 755     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
 756     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
 757       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
 758                         Twine(AF.getValueSize()) +
 759                         "' is not a divisor of padding size '" +
 760                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
 761
 762     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
 763       switch (AF.getValueSize()) {
 764       default:
 765         assert(0 && "Invalid size!");
 766       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
 767       case 2: MOW.Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
 768       case 4: MOW.Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
 769       case 8: MOW.Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
 770       }
 771     }
 772     break;
 773   }
 774
 775   case MCFragment::FT_Data:
 776     OS << cast<MCDataFragment>(F).getContents().str();
 777     break;
 778
 779   case MCFragment::FT_Fill: {
 780     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
 781
 782     if (!FF.getValue().isAbsolute())
 783       llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 784     int64_t Value = FF.getValue().getConstant();
 785
 786     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
 787       switch (FF.getValueSize()) {
 788       default:
 789         assert(0 && "Invalid size!");
 790       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (Value)); break;
 791       case 2: MOW.Write16(uint16_t(Value)); break;
 792       case 4: MOW.Write32(uint32_t(Value)); break;
 793       case 8: MOW.Write64(uint64_t(Value)); break;
 794       }
 795     }
 796     break;
 797   }
 798
 799   case MCFragment::FT_Org: {
 800     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
 801
 802     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
 803       MOW.Write8(uint8_t(OF.getValue()));
 804
 805     break;
 806   }
 807   }
 808
 809   assert(OS.tell() - Start == F.getFileSize());
 810 }
 811
 812 /// WriteFileData - Write the \arg SD data to the output file.
 813 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
 814                           MachObjectWriter &MOW) {
 815   uint64_t Start = OS.tell();
 816   (void) Start;
 817
 818   for (MCSectionData::const_iterator it = SD.begin(),
 819          ie = SD.end(); it != ie; ++it)
 820     WriteFileData(OS, *it, MOW);
 821
 822   assert(OS.tell() - Start == SD.getFileSize());
 823 }
 824
 825 void MCAssembler::Finish() {
 826   // Layout the sections and fragments.
 827   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it)
 828     LayoutSection(*it);
 829
 830   // Write the object file.
 831   MachObjectWriter MOW(OS);
 832   MOW.WriteObject(*this);
 833
 834   OS.flush();
 835 }