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/MCAsmLayout.h"
  13 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  14 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  15 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  16 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  17 #include "llvm/MC/MachObjectWriter.h"
  18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  21 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  22 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  23 #include "llvm/Support/Debug.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  26
  27 // FIXME: Gross.
  28 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  29
  30 #include <vector>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 STATISTIC(EmittedFragments, "Number of emitted assembler fragments");
  34
  35 // FIXME FIXME FIXME: There are number of places in this file where we convert
  36 // what is a 64-bit assembler value used for computation into a value in the
  37 // object file, which may truncate it. We should detect that truncation where
  38 // invalid and report errors back.
  39
  40 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
  41   switch (Kind) {
  42   default:
  43     return false;
  44   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  45   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  46   case X86::reloc_riprel_4byte:
  47     return true;
  48   }
  49 }
  50
  51 /* *** */
  52
  53 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
  54 }
  55
  56 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent)
  57   : Kind(_Kind),
  58     Parent(_Parent),
  59     FileSize(~UINT64_C(0))
  60 {
  61   if (Parent)
  62     Parent->getFragmentList().push_back(this);
  63 }
  64
  65 MCFragment::~MCFragment() {
  66 }
  67
  68 uint64_t MCFragment::getAddress() const {
  69   assert(getParent() && "Missing Section!");
  70   return getParent()->getAddress() + Offset;
  71 }
  72
  73 /* *** */
  74
  75 MCSectionData::MCSectionData() : Section(0) {}
  76
  77 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
  78   : Section(&_Section),
  79     Alignment(1),
  80     Address(~UINT64_C(0)),
  81     Size(~UINT64_C(0)),
  82     FileSize(~UINT64_C(0)),
  83     HasInstructions(false)
  84 {
  85   if (A)
  86     A->getSectionList().push_back(this);
  87 }
  88
  89 /* *** */
  90
  91 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(0) {}
  92
  93 MCSymbolData::MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
  94                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
  95   : Symbol(&_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
  96     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false),
  97     CommonSize(0), CommonAlign(0), Flags(0), Index(0)
  98 {
  99   if (A)
 100     A->getSymbolList().push_back(this);
 101 }
 102
 103 /* *** */
 104
 105 MCAssembler::MCAssembler(MCContext &_Context, TargetAsmBackend &_Backend,
 106                          raw_ostream &_OS)
 107   : Context(_Context), Backend(_Backend), OS(_OS), SubsectionsViaSymbols(false)
 108 {
 109 }
 110
 111 MCAssembler::~MCAssembler() {
 112 }
 113
 114 static bool isScatteredFixupFullyResolvedSimple(const MCAssembler &Asm,
 115                                                 const MCAsmFixup &Fixup,
 116                                                 const MCDataFragment *DF,
 117                                                 const MCValue Target,
 118                                                 const MCSection *BaseSection) {
 119   // The effective fixup address is
 120   //     addr(atom(A)) + offset(A)
 121   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
 122   //   - addr(<base symbol>) + <fixup offset from base symbol>
 123   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
 124   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(<base symbol>)) == 0.
 125   //
 126   // The simple (Darwin, except on x86_64) way of dealing with this was to
 127   // assume that any reference to a temporary symbol *must* be a temporary
 128   // symbol in the same atom, unless the sections differ. Therefore, any PCrel
 129   // relocation to a temporary symbol (in the same section) is fully
 130   // resolved. This also works in conjunction with absolutized .set, which
 131   // requires the compiler to use .set to absolutize the differences between
 132   // symbols which the compiler knows to be assembly time constants, so we don't
 133   // need to worry about consider symbol differences fully resolved.
 134
 135   // Non-relative fixups are only resolved if constant.
 136   if (!BaseSection)
 137     return Target.isAbsolute();
 138
 139   // Otherwise, relative fixups are only resolved if not a difference and the
 140   // target is a temporary in the same section.
 141   if (Target.isAbsolute() || Target.getSymB())
 142     return false;
 143
 144   const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 145   if (!A->isTemporary() || !A->isInSection() ||
 146       &A->getSection() != BaseSection)
 147     return false;
 148
 149   return true;
 150 }
 151
 152 static bool isScatteredFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
 153                                           const MCAsmFixup &Fixup,
 154                                           const MCDataFragment *DF,
 155                                           const MCValue Target,
 156                                           const MCSymbolData *BaseSymbol) {
 157   // The effective fixup address is
 158   //     addr(atom(A)) + offset(A)
 159   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
 160   //   - addr(BaseSymbol) + <fixup offset from base symbol>
 161   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
 162   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(BaseSymbol) == 0.
 163   //
 164   // Note that "false" is almost always conservatively correct (it means we emit
 165   // a relocation which is unnecessary), except when it would force us to emit a
 166   // relocation which the target cannot encode.
 167
 168   const MCSymbolData *A_Base = 0, *B_Base = 0;
 169   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
 170     // Modified symbol references cannot be resolved.
 171     if (A->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 172       return false;
 173
 174     A_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(A->getSymbol()));
 175     if (!A_Base)
 176       return false;
 177   }
 178
 179   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 180     // Modified symbol references cannot be resolved.
 181     if (B->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 182       return false;
 183
 184     B_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(B->getSymbol()));
 185     if (!B_Base)
 186       return false;
 187   }
 188
 189   // If there is no base, A and B have to be the same atom for this fixup to be
 190   // fully resolved.
 191   if (!BaseSymbol)
 192     return A_Base == B_Base;
 193
 194   // Otherwise, B must be missing and A must be the base.
 195   return !B_Base && BaseSymbol == A_Base;
 196 }
 197
 198 bool MCAssembler::isSymbolLinkerVisible(const MCSymbolData *SD) const {
 199   // Non-temporary labels should always be visible to the linker.
 200   if (!SD->getSymbol().isTemporary())
 201     return true;
 202
 203   // Absolute temporary labels are never visible.
 204   if (!SD->getFragment())
 205     return false;
 206
 207   // Otherwise, check if the section requires symbols even for temporary labels.
 208   return getBackend().doesSectionRequireSymbols(
 209     SD->getFragment()->getParent()->getSection());
 210 }
 211
 212 const MCSymbolData *MCAssembler::getAtomForAddress(const MCSectionData *Section,
 213                                                    uint64_t Address) const {
 214   const MCSymbolData *Best = 0;
 215   for (MCAssembler::const_symbol_iterator it = symbol_begin(),
 216          ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
 217     // Ignore non-linker visible symbols.
 218     if (!isSymbolLinkerVisible(it))
 219       continue;
 220
 221     // Ignore symbols not in the same section.
 222     if (!it->getFragment() || it->getFragment()->getParent() != Section)
 223       continue;
 224
 225     // Otherwise, find the closest symbol preceding this address (ties are
 226     // resolved in favor of the last defined symbol).
 227     if (it->getAddress() <= Address &&
 228         (!Best || it->getAddress() >= Best->getAddress()))
 229       Best = it;
 230   }
 231
 232   return Best;
 233 }
 234
 235 const MCSymbolData *MCAssembler::getAtom(const MCSymbolData *SD) const {
 236   // Linker visible symbols define atoms.
 237   if (isSymbolLinkerVisible(SD))
 238     return SD;
 239
 240   // Absolute and undefined symbols have no defining atom.
 241   if (!SD->getFragment())
 242     return 0;
 243
 244   // Otherwise, search by address.
 245   return getAtomForAddress(SD->getFragment()->getParent(), SD->getAddress());
 246 }
 247
 248 bool MCAssembler::EvaluateFixup(const MCAsmLayout &Layout, MCAsmFixup &Fixup,
 249                                 MCDataFragment *DF,
 250                                 MCValue &Target, uint64_t &Value) const {
 251   if (!Fixup.Value->EvaluateAsRelocatable(Target, &Layout))
 252     llvm_report_error("expected relocatable expression");
 253
 254   // FIXME: How do non-scattered symbols work in ELF? I presume the linker
 255   // doesn't support small relocations, but then under what criteria does the
 256   // assembler allow symbol differences?
 257
 258   Value = Target.getConstant();
 259
 260   bool IsResolved = true, IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
 261   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
 262     if (A->getSymbol().isDefined())
 263       Value += getSymbolData(A->getSymbol()).getAddress();
 264     else
 265       IsResolved = false;
 266   }
 267   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 268     if (B->getSymbol().isDefined())
 269       Value -= getSymbolData(B->getSymbol()).getAddress();
 270     else
 271       IsResolved = false;
 272   }
 273
 274   // If we are using scattered symbols, determine whether this value is actually
 275   // resolved; scattering may cause atoms to move.
 276   if (IsResolved && getBackend().hasScatteredSymbols()) {
 277     if (getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
 278       // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
 279       // symbol) that the fixup value is relative to.
 280       const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
 281       if (IsPCRel) {
 282         BaseSymbol = getAtomForAddress(
 283           DF->getParent(), DF->getAddress() + Fixup.Offset);
 284         if (!BaseSymbol)
 285           IsResolved = false;
 286       }
 287
 288       if (IsResolved)
 289         IsResolved = isScatteredFixupFullyResolved(*this, Fixup, DF, Target,
 290                                                    BaseSymbol);
 291     } else {
 292       const MCSection *BaseSection = 0;
 293       if (IsPCRel)
 294         BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
 295
 296       IsResolved = isScatteredFixupFullyResolvedSimple(*this, Fixup, DF, Target,
 297                                                        BaseSection);
 298     }
 299   }
 300
 301   if (IsPCRel)
 302     Value -= DF->getAddress() + Fixup.Offset;
 303
 304   return IsResolved;
 305 }
 306
 307 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
 308   MCAsmLayout Layout(*this);
 309   uint64_t Address = SD.getAddress();
 310
 311   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
 312     MCFragment &F = *it;
 313
 314     F.setOffset(Address - SD.getAddress());
 315
 316     // Evaluate fragment size.
 317     switch (F.getKind()) {
 318     case MCFragment::FT_Align: {
 319       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
 320
 321       uint64_t Size = OffsetToAlignment(Address, AF.getAlignment());
 322       if (Size > AF.getMaxBytesToEmit())
 323         AF.setFileSize(0);
 324       else
 325         AF.setFileSize(Size);
 326       break;
 327     }
 328
 329     case MCFragment::FT_Data:
 330     case MCFragment::FT_Fill:
 331       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
 332       break;
 333
 334     case MCFragment::FT_Org: {
 335       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
 336
 337       int64_t TargetLocation;
 338       if (!OF.getOffset().EvaluateAsAbsolute(TargetLocation, &Layout))
 339         llvm_report_error("expected assembly-time absolute expression");
 340
 341       // FIXME: We need a way to communicate this error.
 342       int64_t Offset = TargetLocation - F.getOffset();
 343       if (Offset < 0)
 344         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(TargetLocation) +
 345                           "' (at offset '" + Twine(F.getOffset()) + "'");
 346
 347       F.setFileSize(Offset);
 348       break;
 349     }
 350
 351     case MCFragment::FT_ZeroFill: {
 352       MCZeroFillFragment &ZFF = cast<MCZeroFillFragment>(F);
 353
 354       // Align the fragment offset; it is safe to adjust the offset freely since
 355       // this is only in virtual sections.
 356       Address = RoundUpToAlignment(Address, ZFF.getAlignment());
 357       F.setOffset(Address - SD.getAddress());
 358
 359       // FIXME: This is misnamed.
 360       F.setFileSize(ZFF.getSize());
 361       break;
 362     }
 363     }
 364
 365     Address += F.getFileSize();
 366   }
 367
 368   // Set the section sizes.
 369   SD.setSize(Address - SD.getAddress());
 370   if (getBackend().isVirtualSection(SD.getSection()))
 371     SD.setFileSize(0);
 372   else
 373     SD.setFileSize(Address - SD.getAddress());
 374 }
 375
 376 /// WriteNopData - Write optimal nops to the output file for the \arg Count
 377 /// bytes.  This returns the number of bytes written.  It may return 0 if
 378 /// the \arg Count is more than the maximum optimal nops.
 379 ///
 380 /// FIXME this is X86 32-bit specific and should move to a better place.
 381 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) {
 382   static const uint8_t Nops[16][16] = {
 383     // nop
 384     {0x90},
 385     // xchg %ax,%ax
 386     {0x66, 0x90},
 387     // nopl (%[re]ax)
 388     {0x0f, 0x1f, 0x00},
 389     // nopl 0(%[re]ax)
 390     {0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00},
 391     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 392     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
 393     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 394     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
 395     // nopl 0L(%[re]ax)
 396     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 397     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
 398     {0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 399     // nopw 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
 400     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 401     // nopw %cs:0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
 402     {0x66, 0x2e, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 403     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 404     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 405     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
 406      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
 407     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 408     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 409     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
 410      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
 411     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
 412     // nopl 0L(%[re]ax) */
 413     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
 414      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 415     // nopl 0L(%[re]ax)
 416     // nopl 0L(%[re]ax)
 417     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 418      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 419     // nopl 0L(%[re]ax)
 420     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
 421     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 422      0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
 423   };
 424
 425   if (Count > 15)
 426     return 0;
 427
 428   for (uint64_t i = 0; i < Count; i++)
 429     OW->Write8(uint8_t(Nops[Count - 1][i]));
 430
 431   return Count;
 432 }
 433
 434 /// WriteFragmentData - Write the \arg F data to the output file.
 435 static void WriteFragmentData(const MCFragment &F, MCObjectWriter *OW) {
 436   uint64_t Start = OW->getStream().tell();
 437   (void) Start;
 438
 439   ++EmittedFragments;
 440
 441   // FIXME: Embed in fragments instead?
 442   switch (F.getKind()) {
 443   case MCFragment::FT_Align: {
 444     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
 445     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
 446
 447     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
 448     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
 449     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
 450     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
 451       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
 452                         Twine(AF.getValueSize()) +
 453                         "' is not a divisor of padding size '" +
 454                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
 455
 456     // See if we are aligning with nops, and if so do that first to try to fill
 457     // the Count bytes.  Then if that did not fill any bytes or there are any
 458     // bytes left to fill use the the Value and ValueSize to fill the rest.
 459     if (AF.getEmitNops()) {
 460       uint64_t NopByteCount = WriteNopData(Count, OW);
 461       Count -= NopByteCount;
 462     }
 463
 464     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
 465       switch (AF.getValueSize()) {
 466       default:
 467         assert(0 && "Invalid size!");
 468       case 1: OW->Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
 469       case 2: OW->Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
 470       case 4: OW->Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
 471       case 8: OW->Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
 472       }
 473     }
 474     break;
 475   }
 476
 477   case MCFragment::FT_Data: {
 478     OW->WriteBytes(cast<MCDataFragment>(F).getContents().str());
 479     break;
 480   }
 481
 482   case MCFragment::FT_Fill: {
 483     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
 484     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
 485       switch (FF.getValueSize()) {
 486       default:
 487         assert(0 && "Invalid size!");
 488       case 1: OW->Write8 (uint8_t (FF.getValue())); break;
 489       case 2: OW->Write16(uint16_t(FF.getValue())); break;
 490       case 4: OW->Write32(uint32_t(FF.getValue())); break;
 491       case 8: OW->Write64(uint64_t(FF.getValue())); break;
 492       }
 493     }
 494     break;
 495   }
 496
 497   case MCFragment::FT_Org: {
 498     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
 499
 500     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
 501       OW->Write8(uint8_t(OF.getValue()));
 502
 503     break;
 504   }
 505
 506   case MCFragment::FT_ZeroFill: {
 507     assert(0 && "Invalid zero fill fragment in concrete section!");
 508     break;
 509   }
 510   }
 511
 512   assert(OW->getStream().tell() - Start == F.getFileSize());
 513 }
 514
 515 void MCAssembler::WriteSectionData(const MCSectionData *SD,
 516                                    MCObjectWriter *OW) const {
 517   // Ignore virtual sections.
 518   if (getBackend().isVirtualSection(SD->getSection())) {
 519     assert(SD->getFileSize() == 0);
 520     return;
 521   }
 522
 523   uint64_t Start = OW->getStream().tell();
 524   (void) Start;
 525
 526   for (MCSectionData::const_iterator it = SD->begin(),
 527          ie = SD->end(); it != ie; ++it)
 528     WriteFragmentData(*it, OW);
 529
 530   // Add section padding.
 531   assert(SD->getFileSize() >= SD->getSize() && "Invalid section sizes!");
 532   OW->WriteZeros(SD->getFileSize() - SD->getSize());
 533
 534   assert(OW->getStream().tell() - Start == SD->getFileSize());
 535 }
 536
 537 void MCAssembler::Finish() {
 538   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
 539       llvm::errs() << "assembler backend - pre-layout\n--\n";
 540       dump(); });
 541
 542   // Layout until everything fits.
 543   while (LayoutOnce())
 544     continue;
 545
 546   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
 547       llvm::errs() << "assembler backend - post-layout\n--\n";
 548       dump(); });
 549
 550   // FIXME: Factor out MCObjectWriter.
 551   bool Is64Bit = StringRef(getBackend().getTarget().getName()) == "x86-64";
 552   MachObjectWriter MOW(OS, Is64Bit);
 553
 554   // Allow the object writer a chance to perform post-layout binding (for
 555   // example, to set the index fields in the symbol data).
 556   MOW.ExecutePostLayoutBinding(*this);
 557
 558   // Evaluate and apply the fixups, generating relocation entries as necessary.
 559   //
 560   // FIXME: Share layout object.
 561   MCAsmLayout Layout(*this);
 562   for (MCAssembler::iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 563     for (MCSectionData::iterator it2 = it->begin(),
 564            ie2 = it->end(); it2 != ie2; ++it2) {
 565       MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(it2);
 566       if (!DF)
 567         continue;
 568
 569       for (MCDataFragment::fixup_iterator it3 = DF->fixup_begin(),
 570              ie3 = DF->fixup_end(); it3 != ie3; ++it3) {
 571         MCAsmFixup &Fixup = *it3;
 572
 573         // Evaluate the fixup.
 574         MCValue Target;
 575         uint64_t FixedValue;
 576         if (!EvaluateFixup(Layout, Fixup, DF, Target, FixedValue)) {
 577           // The fixup was unresolved, we need a relocation. Inform the object
 578           // writer of the relocation, and give it an opportunity to adjust the
 579           // fixup value if need be.
 580           MOW.RecordRelocation(*this, *DF, Fixup, Target, FixedValue);
 581         }
 582
 583         getBackend().ApplyFixup(Fixup, *DF, FixedValue);
 584       }
 585     }
 586   }
 587
 588   // Write the object file.
 589   MOW.WriteObject(*this);
 590
 591   OS.flush();
 592 }
 593
 594 bool MCAssembler::FixupNeedsRelaxation(MCAsmFixup &Fixup, MCDataFragment *DF) {
 595   // FIXME: Share layout object.
 596   MCAsmLayout Layout(*this);
 597
 598   // Currently we only need to relax X86::reloc_pcrel_1byte.
 599   if (unsigned(Fixup.Kind) != X86::reloc_pcrel_1byte)
 600     return false;
 601
 602   // If we cannot resolve the fixup value, it requires relaxation.
 603   MCValue Target;
 604   uint64_t Value;
 605   if (!EvaluateFixup(Layout, Fixup, DF, Target, Value))
 606     return true;
 607
 608   // Otherwise, relax if the value is too big for a (signed) i8.
 609   return int64_t(Value) != int64_t(int8_t(Value));
 610 }
 611
 612 bool MCAssembler::LayoutOnce() {
 613   // Layout the concrete sections and fragments.
 614   uint64_t Address = 0;
 615   MCSectionData *Prev = 0;
 616   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 617     MCSectionData &SD = *it;
 618
 619     // Skip virtual sections.
 620     if (getBackend().isVirtualSection(SD.getSection()))
 621       continue;
 622
 623     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
 624     // section.
 625     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
 626       assert(Prev && "Missing prev section!");
 627       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
 628       Address += Pad;
 629     }
 630
 631     // Layout the section fragments and its size.
 632     SD.setAddress(Address);
 633     LayoutSection(SD);
 634     Address += SD.getFileSize();
 635
 636     Prev = &SD;
 637   }
 638
 639   // Layout the virtual sections.
 640   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 641     MCSectionData &SD = *it;
 642
 643     if (!getBackend().isVirtualSection(SD.getSection()))
 644       continue;
 645
 646     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
 647     // section.
 648     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment()))
 649       Address += Pad;
 650
 651     SD.setAddress(Address);
 652     LayoutSection(SD);
 653     Address += SD.getSize();
 654   }
 655
 656   // Scan the fixups in order and relax any that don't fit.
 657   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 658     MCSectionData &SD = *it;
 659
 660     for (MCSectionData::iterator it2 = SD.begin(),
 661            ie2 = SD.end(); it2 != ie2; ++it2) {
 662       MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(it2);
 663       if (!DF)
 664         continue;
 665
 666       for (MCDataFragment::fixup_iterator it3 = DF->fixup_begin(),
 667              ie3 = DF->fixup_end(); it3 != ie3; ++it3) {
 668         MCAsmFixup &Fixup = *it3;
 669
 670         // Check whether we need to relax this fixup.
 671         if (!FixupNeedsRelaxation(Fixup, DF))
 672           continue;
 673
 674         // Relax the instruction.
 675         //
 676         // FIXME: This is a huge temporary hack which just looks for x86
 677         // branches; the only thing we need to relax on x86 is
 678         // 'X86::reloc_pcrel_1byte'. Once we have MCInst fragments, this will be
 679         // replaced by a TargetAsmBackend hook (most likely tblgen'd) to relax
 680         // an individual MCInst.
 681         SmallVectorImpl<char> &C = DF->getContents();
 682         uint64_t PrevOffset = Fixup.Offset;
 683         unsigned Amt = 0;
 684
 685           // jcc instructions
 686         if (unsigned(C[Fixup.Offset-1]) >= 0x70 &&
 687             unsigned(C[Fixup.Offset-1]) <= 0x7f) {
 688           C[Fixup.Offset] = C[Fixup.Offset-1] + 0x10;
 689           C[Fixup.Offset-1] = char(0x0f);
 690           ++Fixup.Offset;
 691           Amt = 4;
 692
 693           // jmp rel8
 694         } else if (C[Fixup.Offset-1] == char(0xeb)) {
 695           C[Fixup.Offset-1] = char(0xe9);
 696           Amt = 3;
 697
 698         } else
 699           llvm_unreachable("unknown 1 byte pcrel instruction!");
 700
 701         Fixup.Value = MCBinaryExpr::Create(
 702           MCBinaryExpr::Sub, Fixup.Value,
 703           MCConstantExpr::Create(3, getContext()),
 704           getContext());
 705         C.insert(C.begin() + Fixup.Offset, Amt, char(0));
 706         Fixup.Kind = MCFixupKind(X86::reloc_pcrel_4byte);
 707
 708         // Update the remaining fixups, which have slid.
 709         //
 710         // FIXME: This is bad for performance, but will be eliminated by the
 711         // move to MCInst specific fragments.
 712         ++it3;
 713         for (; it3 != ie3; ++it3)
 714           it3->Offset += Amt;
 715
 716         // Update all the symbols for this fragment, which may have slid.
 717         //
 718         // FIXME: This is really really bad for performance, but will be
 719         // eliminated by the move to MCInst specific fragments.
 720         for (MCAssembler::symbol_iterator it = symbol_begin(),
 721                ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
 722           MCSymbolData &SD = *it;
 723
 724           if (it->getFragment() != DF)
 725             continue;
 726
 727           if (SD.getOffset() > PrevOffset)
 728             SD.setOffset(SD.getOffset() + Amt);
 729         }
 730
 731         // Restart layout.
 732         //
 733         // FIXME: This is O(N^2), but will be eliminated once we have a smart
 734         // MCAsmLayout object.
 735         return true;
 736       }
 737     }
 738   }
 739
 740   return false;
 741 }
 742
 743 // Debugging methods
 744
 745 namespace llvm {
 746
 747 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCAsmFixup &AF) {
 748   OS << "<MCAsmFixup" << " Offset:" << AF.Offset << " Value:" << *AF.Value
 749      << " Kind:" << AF.Kind << ">";
 750   return OS;
 751 }
 752
 753 }
 754
 755 void MCFragment::dump() {
 756   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 757
 758   OS << "<MCFragment " << (void*) this << " Offset:" << Offset
 759      << " FileSize:" << FileSize;
 760
 761   OS << ">";
 762 }
 763
 764 void MCAlignFragment::dump() {
 765   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 766
 767   OS << "<MCAlignFragment ";
 768   this->MCFragment::dump();
 769   OS << "\n       ";
 770   OS << " Alignment:" << getAlignment()
 771      << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
 772      << " MaxBytesToEmit:" << getMaxBytesToEmit() << ">";
 773 }
 774
 775 void MCDataFragment::dump() {
 776   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 777
 778   OS << "<MCDataFragment ";
 779   this->MCFragment::dump();
 780   OS << "\n       ";
 781   OS << " Contents:[";
 782   for (unsigned i = 0, e = getContents().size(); i != e; ++i) {
 783     if (i) OS << ",";
 784     OS << hexdigit((Contents[i] >> 4) & 0xF) << hexdigit(Contents[i] & 0xF);
 785   }
 786   OS << "] (" << getContents().size() << " bytes)";
 787
 788   if (!getFixups().empty()) {
 789     OS << ",\n       ";
 790     OS << " Fixups:[";
 791     for (fixup_iterator it = fixup_begin(), ie = fixup_end(); it != ie; ++it) {
 792       if (it != fixup_begin()) OS << ",\n                ";
 793       OS << *it;
 794     }
 795     OS << "]";
 796   }
 797
 798   OS << ">";
 799 }
 800
 801 void MCFillFragment::dump() {
 802   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 803
 804   OS << "<MCFillFragment ";
 805   this->MCFragment::dump();
 806   OS << "\n       ";
 807   OS << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
 808      << " Count:" << getCount() << ">";
 809 }
 810
 811 void MCOrgFragment::dump() {
 812   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 813
 814   OS << "<MCOrgFragment ";
 815   this->MCFragment::dump();
 816   OS << "\n       ";
 817   OS << " Offset:" << getOffset() << " Value:" << getValue() << ">";
 818 }
 819
 820 void MCZeroFillFragment::dump() {
 821   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 822
 823   OS << "<MCZeroFillFragment ";
 824   this->MCFragment::dump();
 825   OS << "\n       ";
 826   OS << " Size:" << getSize() << " Alignment:" << getAlignment() << ">";
 827 }
 828
 829 void MCSectionData::dump() {
 830   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 831
 832   OS << "<MCSectionData";
 833   OS << " Alignment:" << getAlignment() << " Address:" << Address
 834      << " Size:" << Size << " FileSize:" << FileSize
 835      << " Fragments:[\n      ";
 836   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 837     if (it != begin()) OS << ",\n      ";
 838     it->dump();
 839   }
 840   OS << "]>";
 841 }
 842
 843 void MCSymbolData::dump() {
 844   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 845
 846   OS << "<MCSymbolData Symbol:" << getSymbol()
 847      << " Fragment:" << getFragment() << " Offset:" << getOffset()
 848      << " Flags:" << getFlags() << " Index:" << getIndex();
 849   if (isCommon())
 850     OS << " (common, size:" << getCommonSize()
 851        << " align: " << getCommonAlignment() << ")";
 852   if (isExternal())
 853     OS << " (external)";
 854   if (isPrivateExtern())
 855     OS << " (private extern)";
 856   OS << ">";
 857 }
 858
 859 void MCAssembler::dump() {
 860   raw_ostream &OS = llvm::errs();
 861
 862   OS << "<MCAssembler\n";
 863   OS << "  Sections:[\n    ";
 864   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
 865     if (it != begin()) OS << ",\n    ";
 866     it->dump();
 867   }
 868   OS << "],\n";
 869   OS << "  Symbols:[";
 870
 871   for (symbol_iterator it = symbol_begin(), ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
 872     if (it != symbol_begin()) OS << ",\n           ";
 873     it->dump();
 874   }
 875   OS << "]>\n";
 876 }