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/MCSectionMachO.h"
  15 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  16 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  20 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  21 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  22 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  23 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  24 #include "llvm/Support/MachO.h"
  25 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27
  28 // FIXME: Gross.
  29 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  30
  31 #include <vector>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 class MachObjectWriter;
  35
  36 STATISTIC(EmittedFragments, "Number of emitted assembler fragments");
  37
  38 // FIXME FIXME FIXME: There are number of places in this file where we convert
  39 // what is a 64-bit assembler value used for computation into a value in the
  40 // object file, which may truncate it. We should detect that truncation where
  41 // invalid and report errors back.
  42
  43 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
  44                           MachObjectWriter &MOW);
  45
  46 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW);
  47
  48 /// isVirtualSection - Check if this is a section which does not actually exist
  49 /// in the object file.
  50 static bool isVirtualSection(const MCSection &Section) {
  51   // FIXME: Lame.
  52   const MCSectionMachO &SMO = static_cast<const MCSectionMachO&>(Section);
  53   unsigned Type = SMO.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
  54   return (Type == MCSectionMachO::S_ZEROFILL);
  55 }
  56
  57 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
  58   switch (Kind) {
  59   default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
  60   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  61   case FK_Data_1: return 0;
  62   case FK_Data_2: return 1;
  63   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  64   case X86::reloc_riprel_4byte:
  65   case FK_Data_4: return 2;
  66   case FK_Data_8: return 3;
  67   }
  68 }
  69
  70 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
  71   switch (Kind) {
  72   default:
  73     return false;
  74   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  75   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  76   case X86::reloc_riprel_4byte:
  77     return true;
  78   }
  79 }
  80
  81 class MachObjectWriter {
  82   // See <mach-o/loader.h>.
  83   enum {
  84     Header_Magic32 = 0xFEEDFACE,
  85     Header_Magic64 = 0xFEEDFACF
  86   };
  87
  88   static const unsigned Header32Size = 28;
  89   static const unsigned Header64Size = 32;
  90   static const unsigned SegmentLoadCommand32Size = 56;
  91   static const unsigned Section32Size = 68;
  92   static const unsigned SymtabLoadCommandSize = 24;
  93   static const unsigned DysymtabLoadCommandSize = 80;
  94   static const unsigned Nlist32Size = 12;
  95   static const unsigned RelocationInfoSize = 8;
  96
  97   enum HeaderFileType {
  98     HFT_Object = 0x1
  99   };
 100
 101   enum HeaderFlags {
 102     HF_SubsectionsViaSymbols = 0x2000
 103   };
 104
 105   enum LoadCommandType {
 106     LCT_Segment = 0x1,
 107     LCT_Symtab = 0x2,
 108     LCT_Dysymtab = 0xb
 109   };
 110
 111   // See <mach-o/nlist.h>.
 112   enum SymbolTypeType {
 113     STT_Undefined = 0x00,
 114     STT_Absolute  = 0x02,
 115     STT_Section   = 0x0e
 116   };
 117
 118   enum SymbolTypeFlags {
 119     // If any of these bits are set, then the entry is a stab entry number (see
 120     // <mach-o/stab.h>. Otherwise the other masks apply.
 121     STF_StabsEntryMask = 0xe0,
 122
 123     STF_TypeMask       = 0x0e,
 124     STF_External       = 0x01,
 125     STF_PrivateExtern  = 0x10
 126   };
 127
 128   /// IndirectSymbolFlags - Flags for encoding special values in the indirect
 129   /// symbol entry.
 130   enum IndirectSymbolFlags {
 131     ISF_Local    = 0x80000000,
 132     ISF_Absolute = 0x40000000
 133   };
 134
 135   /// RelocationFlags - Special flags for addresses.
 136   enum RelocationFlags {
 137     RF_Scattered = 0x80000000
 138   };
 139
 140   enum RelocationInfoType {
 141     RIT_Vanilla             = 0,
 142     RIT_Pair                = 1,
 143     RIT_Difference          = 2,
 144     RIT_PreboundLazyPointer = 3,
 145     RIT_LocalDifference     = 4
 146   };
 147
 148   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
 149   /// on symbols.
 150   struct MachSymbolData {
 151     MCSymbolData *SymbolData;
 152     uint64_t StringIndex;
 153     uint8_t SectionIndex;
 154
 155     // Support lexicographic sorting.
 156     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
 157       const std::string &Name = SymbolData->getSymbol().getName();
 158       return Name < RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
 159     }
 160   };
 161
 162   raw_ostream &OS;
 163   bool IsLSB;
 164
 165 public:
 166   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _IsLSB = true)
 167     : OS(_OS), IsLSB(_IsLSB) {
 168   }
 169
 170   /// @name Helper Methods
 171   /// @{
 172
 173   void Write8(uint8_t Value) {
 174     OS << char(Value);
 175   }
 176
 177   void Write16(uint16_t Value) {
 178     if (IsLSB) {
 179       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 180       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 181     } else {
 182       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 183       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 184     }
 185   }
 186
 187   void Write32(uint32_t Value) {
 188     if (IsLSB) {
 189       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 190       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 191     } else {
 192       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 193       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 194     }
 195   }
 196
 197   void Write64(uint64_t Value) {
 198     if (IsLSB) {
 199       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 200       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 201     } else {
 202       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 203       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 204     }
 205   }
 206
 207   void WriteZeros(unsigned N) {
 208     const char Zeros[16] = { 0 };
 209
 210     for (unsigned i = 0, e = N / 16; i != e; ++i)
 211       OS << StringRef(Zeros, 16);
 212
 213     OS << StringRef(Zeros, N % 16);
 214   }
 215
 216   void WriteString(StringRef Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
 217     OS << Str;
 218     if (ZeroFillSize)
 219       WriteZeros(ZeroFillSize - Str.size());
 220   }
 221
 222   /// @}
 223
 224   void WriteHeader32(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
 225                      bool SubsectionsViaSymbols) {
 226     uint32_t Flags = 0;
 227
 228     if (SubsectionsViaSymbols)
 229       Flags |= HF_SubsectionsViaSymbols;
 230
 231     // struct mach_header (28 bytes)
 232
 233     uint64_t Start = OS.tell();
 234     (void) Start;
 235
 236     Write32(Header_Magic32);
 237
 238     // FIXME: Support cputype.
 239     Write32(MachO::CPUTypeI386);
 240     // FIXME: Support cpusubtype.
 241     Write32(MachO::CPUSubType_I386_ALL);
 242     Write32(HFT_Object);
 243     Write32(NumLoadCommands);    // Object files have a single load command, the
 244                                  // segment.
 245     Write32(LoadCommandsSize);
 246     Write32(Flags);
 247
 248     assert(OS.tell() - Start == Header32Size);
 249   }
 250
 251   /// WriteSegmentLoadCommand32 - Write a 32-bit segment load command.
 252   ///
 253   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 254   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 255   void WriteSegmentLoadCommand32(unsigned NumSections,
 256                                  uint64_t VMSize,
 257                                  uint64_t SectionDataStartOffset,
 258                                  uint64_t SectionDataSize) {
 259     // struct segment_command (56 bytes)
 260
 261     uint64_t Start = OS.tell();
 262     (void) Start;
 263
 264     Write32(LCT_Segment);
 265     Write32(SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size);
 266
 267     WriteString("", 16);
 268     Write32(0); // vmaddr
 269     Write32(VMSize); // vmsize
 270     Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 271     Write32(SectionDataSize); // file size
 272     Write32(0x7); // maxprot
 273     Write32(0x7); // initprot
 274     Write32(NumSections);
 275     Write32(0); // flags
 276
 277     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommand32Size);
 278   }
 279
 280   void WriteSection32(const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
 281                       uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
 282     // The offset is unused for virtual sections.
 283     if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
 284       assert(SD.getFileSize() == 0 && "Invalid file size!");
 285       FileOffset = 0;
 286     }
 287
 288     // struct section (68 bytes)
 289
 290     uint64_t Start = OS.tell();
 291     (void) Start;
 292
 293     // FIXME: cast<> support!
 294     const MCSectionMachO &Section =
 295       static_cast<const MCSectionMachO&>(SD.getSection());
 296     WriteString(Section.getSectionName(), 16);
 297     WriteString(Section.getSegmentName(), 16);
 298     Write32(SD.getAddress()); // address
 299     Write32(SD.getSize()); // size
 300     Write32(FileOffset);
 301
 302     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
 303     if (SD.hasInstructions())
 304       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
 305
 306     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 307     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 308     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
 309     Write32(NumRelocations);
 310     Write32(Flags);
 311     Write32(0); // reserved1
 312     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 313
 314     assert(OS.tell() - Start == Section32Size);
 315   }
 316
 317   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 318                               uint32_t StringTableOffset,
 319                               uint32_t StringTableSize) {
 320     // struct symtab_command (24 bytes)
 321
 322     uint64_t Start = OS.tell();
 323     (void) Start;
 324
 325     Write32(LCT_Symtab);
 326     Write32(SymtabLoadCommandSize);
 327     Write32(SymbolOffset);
 328     Write32(NumSymbols);
 329     Write32(StringTableOffset);
 330     Write32(StringTableSize);
 331
 332     assert(OS.tell() - Start == SymtabLoadCommandSize);
 333   }
 334
 335   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 336                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 337                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 338                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 339                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 340                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 341                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 342                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 343     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 344
 345     uint64_t Start = OS.tell();
 346     (void) Start;
 347
 348     Write32(LCT_Dysymtab);
 349     Write32(DysymtabLoadCommandSize);
 350     Write32(FirstLocalSymbol);
 351     Write32(NumLocalSymbols);
 352     Write32(FirstExternalSymbol);
 353     Write32(NumExternalSymbols);
 354     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 355     Write32(NumUndefinedSymbols);
 356     Write32(0); // tocoff
 357     Write32(0); // ntoc
 358     Write32(0); // modtaboff
 359     Write32(0); // nmodtab
 360     Write32(0); // extrefsymoff
 361     Write32(0); // nextrefsyms
 362     Write32(IndirectSymbolOffset);
 363     Write32(NumIndirectSymbols);
 364     Write32(0); // extreloff
 365     Write32(0); // nextrel
 366     Write32(0); // locreloff
 367     Write32(0); // nlocrel
 368
 369     assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
 370   }
 371
 372   void WriteNlist32(MachSymbolData &MSD) {
 373     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 374     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 375     uint8_t Type = 0;
 376     uint16_t Flags = Data.getFlags();
 377     uint32_t Address = 0;
 378
 379     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 380     //
 381     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 382     if (Symbol.isUndefined())
 383       Type = STT_Undefined;
 384     else if (Symbol.isAbsolute())
 385       Type = STT_Absolute;
 386     else
 387       Type = STT_Section;
 388
 389     // FIXME: Set STAB bits.
 390
 391     if (Data.isPrivateExtern())
 392       Type |= STF_PrivateExtern;
 393
 394     // Set external bit.
 395     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
 396       Type |= STF_External;
 397
 398     // Compute the symbol address.
 399     if (Symbol.isDefined()) {
 400       if (Symbol.isAbsolute()) {
 401         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 402       } else {
 403         Address = Data.getAddress();
 404       }
 405     } else if (Data.isCommon()) {
 406       // Common symbols are encoded with the size in the address
 407       // field, and their alignment in the flags.
 408       Address = Data.getCommonSize();
 409
 410       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
 411       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
 412         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
 413         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
 414         if (Log2Size > 15)
 415           llvm_report_error("invalid 'common' alignment '" +
 416                             Twine(Align) + "'");
 417         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
 418         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
 419       }
 420     }
 421
 422     // struct nlist (12 bytes)
 423
 424     Write32(MSD.StringIndex);
 425     Write8(Type);
 426     Write8(MSD.SectionIndex);
 427
 428     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 429     // value.
 430     Write16(Flags);
 431     Write32(Address);
 432   }
 433
 434   struct MachRelocationEntry {
 435     uint32_t Word0;
 436     uint32_t Word1;
 437   };
 438   void ComputeScatteredRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCFragment &Fragment,
 439                                       MCAsmFixup &Fixup,
 440                                       const MCValue &Target,
 441                                      std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
 442     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
 443     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
 444     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 445     unsigned Type = RIT_Vanilla;
 446
 447     // See <reloc.h>.
 448     const MCSymbol *A = Target.getSymA();
 449     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 450
 451     if (!A_SD->getFragment())
 452       llvm_report_error("symbol '" + A->getName() +
 453                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 454
 455     uint32_t Value = A_SD->getAddress();
 456     uint32_t Value2 = 0;
 457
 458     if (const MCSymbol *B = Target.getSymB()) {
 459       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(*B);
 460
 461       if (!B_SD->getFragment())
 462         llvm_report_error("symbol '" + B->getName() +
 463                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 464
 465       // Select the appropriate difference relocation type.
 466       //
 467       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
 468       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
 469       // for pedantic compatibility with 'as'.
 470       Type = A_SD->isExternal() ? RIT_Difference : RIT_LocalDifference;
 471       Value2 = B_SD->getAddress();
 472     }
 473
 474     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 475     Fixup.FixedValue = Value - Value2 + Target.getConstant();
 476     if (IsPCRel)
 477       Fixup.FixedValue -= Address;
 478
 479     // If this fixup is a vanilla PC relative relocation for a local label, we
 480     // don't need a relocation.
 481     //
 482     // FIXME: Implement proper atom support.
 483     if (IsPCRel && Target.getSymA() && Target.getSymA()->isTemporary() &&
 484         !Target.getSymB())
 485       return;
 486
 487     MachRelocationEntry MRE;
 488     MRE.Word0 = ((Address   <<  0) |
 489                  (Type      << 24) |
 490                  (Log2Size  << 28) |
 491                  (IsPCRel   << 30) |
 492                  RF_Scattered);
 493     MRE.Word1 = Value;
 494     Relocs.push_back(MRE);
 495
 496     if (Type == RIT_Difference || Type == RIT_LocalDifference) {
 497       MachRelocationEntry MRE;
 498       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 499                    (RIT_Pair  << 24) |
 500                    (Log2Size  << 28) |
 501                    (IsPCRel   << 30) |
 502                    RF_Scattered);
 503       MRE.Word1 = Value2;
 504       Relocs.push_back(MRE);
 505     }
 506   }
 507
 508   void ComputeRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCDataFragment &Fragment,
 509                              MCAsmFixup &Fixup,
 510                              std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
 511     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
 512     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 513
 514     // FIXME: Share layout object.
 515     MCAsmLayout Layout(Asm);
 516
 517     MCValue Target;
 518     if (!Fixup.Value->EvaluateAsRelocatable(Target, &Layout))
 519       llvm_report_error("expected relocatable expression");
 520
 521     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
 522     // a scattered relocation entry.
 523     uint32_t Offset = Target.getConstant();
 524     if (IsPCRel)
 525       Offset += 1 << Log2Size;
 526     if (Target.getSymB() ||
 527         (Target.getSymA() && !Target.getSymA()->isUndefined() &&
 528          Offset))
 529       return ComputeScatteredRelocationInfo(Asm, Fragment, Fixup, Target,
 530                                             Relocs);
 531
 532     // See <reloc.h>.
 533     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
 534     uint32_t Value = 0;
 535     unsigned Index = 0;
 536     unsigned IsExtern = 0;
 537     unsigned Type = 0;
 538
 539     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 540       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 541       //
 542       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
 543       // find a case where they are actually emitted.
 544       Type = RIT_Vanilla;
 545       Value = 0;
 546     } else {
 547       const MCSymbol *Symbol = Target.getSymA();
 548       MCSymbolData *SD = &Asm.getSymbolData(*Symbol);
 549
 550       if (Symbol->isUndefined()) {
 551         IsExtern = 1;
 552         Index = SD->getIndex();
 553         Value = 0;
 554       } else {
 555         // The index is the section ordinal.
 556         //
 557         // FIXME: O(N)
 558         Index = 1;
 559         MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
 560         for (; it != ie; ++it, ++Index)
 561           if (&*it == SD->getFragment()->getParent())
 562             break;
 563         assert(it != ie && "Unable to find section index!");
 564         Value = SD->getAddress();
 565       }
 566
 567       Type = RIT_Vanilla;
 568     }
 569
 570     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 571     Fixup.FixedValue = Value + Target.getConstant();
 572     if (IsPCRel)
 573       Fixup.FixedValue -= Address;
 574
 575     // If the target evaluates to a constant, we don't need a relocation. This
 576     // occurs with absolutized expressions which are not resolved to constants
 577     // until after relaxation.
 578     if (Target.isAbsolute())
 579       return;
 580
 581     // If this fixup is a vanilla PC relative relocation for a local label, we
 582     // don't need a relocation.
 583     //
 584     // FIXME: Implement proper atom support.
 585     if (IsPCRel && Target.getSymA() && Target.getSymA()->isTemporary())
 586       return;
 587
 588     // struct relocation_info (8 bytes)
 589     MachRelocationEntry MRE;
 590     MRE.Word0 = Address;
 591     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 592                  (IsPCRel   << 24) |
 593                  (Log2Size  << 25) |
 594                  (IsExtern  << 27) |
 595                  (Type      << 28));
 596     Relocs.push_back(MRE);
 597   }
 598
 599   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
 600     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 601     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 602     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 603     // symbol table much more complicated than it is worth.
 604     //
 605     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 606
 607     // Bind non lazy symbol pointers first.
 608     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 609            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 610       // FIXME: cast<> support!
 611       const MCSectionMachO &Section =
 612         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 613
 614       unsigned Type =
 615         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 616       if (Type != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 617         continue;
 618
 619       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
 620     }
 621
 622     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 623     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 624            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 625       // FIXME: cast<> support!
 626       const MCSectionMachO &Section =
 627         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 628
 629       unsigned Type =
 630         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 631       if (Type != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 632           Type != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 633         continue;
 634
 635       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 636       //
 637       // FIXME: Do not hardcode.
 638       bool Created;
 639       MCSymbolData &Entry = Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol, &Created);
 640       if (Created)
 641         Entry.setFlags(Entry.getFlags() | 0x0001);
 642     }
 643   }
 644
 645   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 646   ///
 647   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 648   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 649   /// string table.
 650   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 651                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 652                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 653                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 654     // Build section lookup table.
 655     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 656     unsigned Index = 1;
 657     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 658            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 659       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 660     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 661
 662     // Index 0 is always the empty string.
 663     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 664     StringTable += '\x00';
 665
 666     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 667     // symbols.
 668     //
 669     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 670     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 671     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 672     // files.
 673     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 674            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 675       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 676
 677       // Ignore assembler temporaries.
 678       if (it->getSymbol().isTemporary())
 679         continue;
 680
 681       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 682         continue;
 683
 684       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 685       if (!Entry) {
 686         Entry = StringTable.size();
 687         StringTable += Symbol.getName();
 688         StringTable += '\x00';
 689       }
 690
 691       MachSymbolData MSD;
 692       MSD.SymbolData = it;
 693       MSD.StringIndex = Entry;
 694
 695       if (Symbol.isUndefined()) {
 696         MSD.SectionIndex = 0;
 697         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 698       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 699         MSD.SectionIndex = 0;
 700         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 701       } else {
 702         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 703         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 704         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 705       }
 706     }
 707
 708     // Now add the data for local symbols.
 709     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 710            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 711       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 712
 713       // Ignore assembler temporaries.
 714       if (it->getSymbol().isTemporary())
 715         continue;
 716
 717       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 718         continue;
 719
 720       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 721       if (!Entry) {
 722         Entry = StringTable.size();
 723         StringTable += Symbol.getName();
 724         StringTable += '\x00';
 725       }
 726
 727       MachSymbolData MSD;
 728       MSD.SymbolData = it;
 729       MSD.StringIndex = Entry;
 730
 731       if (Symbol.isAbsolute()) {
 732         MSD.SectionIndex = 0;
 733         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 734       } else {
 735         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 736         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 737         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 738       }
 739     }
 740
 741     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
 742     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
 743     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
 744
 745     // Set the symbol indices.
 746     Index = 0;
 747     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 748       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 749     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 750       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 751     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 752       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 753
 754     // The string table is padded to a multiple of 4.
 755     while (StringTable.size() % 4)
 756       StringTable += '\x00';
 757   }
 758
 759   void WriteObject(MCAssembler &Asm) {
 760     unsigned NumSections = Asm.size();
 761
 762     // Create symbol data for any indirect symbols.
 763     BindIndirectSymbols(Asm);
 764
 765     // Compute symbol table information.
 766     SmallString<256> StringTable;
 767     std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 768     std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 769     std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 770     unsigned NumSymbols = Asm.symbol_size();
 771
 772     // No symbol table command is written if there are no symbols.
 773     if (NumSymbols)
 774       ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
 775                          UndefinedSymbolData);
 776
 777     // The section data starts after the header, the segment load command (and
 778     // section headers) and the symbol table.
 779     unsigned NumLoadCommands = 1;
 780     uint64_t LoadCommandsSize =
 781       SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
 782
 783     // Add the symbol table load command sizes, if used.
 784     if (NumSymbols) {
 785       NumLoadCommands += 2;
 786       LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
 787     }
 788
 789     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
 790     // vm size.
 791     uint64_t SectionDataStart = Header32Size + LoadCommandsSize;
 792     uint64_t SectionDataSize = 0;
 793     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
 794     uint64_t VMSize = 0;
 795     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 796            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 797       MCSectionData &SD = *it;
 798
 799       VMSize = std::max(VMSize, SD.getAddress() + SD.getSize());
 800
 801       if (isVirtualSection(SD.getSection()))
 802         continue;
 803
 804       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize,
 805                                  SD.getAddress() + SD.getSize());
 806       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize,
 807                                      SD.getAddress() + SD.getFileSize());
 808     }
 809
 810     // The section data is padded to 4 bytes.
 811     //
 812     // FIXME: Is this machine dependent?
 813     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
 814     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
 815
 816     // Write the prolog, starting with the header and load command...
 817     WriteHeader32(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
 818                   Asm.getSubsectionsViaSymbols());
 819     WriteSegmentLoadCommand32(NumSections, VMSize,
 820                               SectionDataStart, SectionDataSize);
 821
 822     // ... and then the section headers.
 823     //
 824     // We also compute the section relocations while we do this. Note that
 825     // computing relocation info will also update the fixup to have the correct
 826     // value; this will overwrite the appropriate data in the fragment when it
 827     // is written.
 828     std::vector<MachRelocationEntry> RelocInfos;
 829     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
 830     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 831            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 832       MCSectionData &SD = *it;
 833
 834       // The assembler writes relocations in the reverse order they were seen.
 835       //
 836       // FIXME: It is probably more complicated than this.
 837       unsigned NumRelocsStart = RelocInfos.size();
 838       for (MCSectionData::reverse_iterator it2 = SD.rbegin(),
 839              ie2 = SD.rend(); it2 != ie2; ++it2)
 840         if (MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(&*it2))
 841           for (unsigned i = 0, e = DF->fixup_size(); i != e; ++i)
 842             ComputeRelocationInfo(Asm, *DF, DF->getFixups()[e - i - 1],
 843                                   RelocInfos);
 844
 845       unsigned NumRelocs = RelocInfos.size() - NumRelocsStart;
 846       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + SD.getAddress();
 847       WriteSection32(SD, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
 848       RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
 849     }
 850
 851     // Write the symbol table load command, if used.
 852     if (NumSymbols) {
 853       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
 854       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
 855       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
 856       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
 857       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
 858       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
 859       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
 860       unsigned NumSymTabSymbols =
 861         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
 862       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
 863       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
 864
 865       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
 866       if (NumIndirectSymbols)
 867         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
 868
 869       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
 870       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
 871
 872       // The string table is written after symbol table.
 873       uint64_t StringTableOffset =
 874         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * Nlist32Size;
 875       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
 876                              StringTableOffset, StringTable.size());
 877
 878       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
 879                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
 880                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
 881                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
 882     }
 883
 884     // Write the actual section data.
 885     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
 886       WriteFileData(OS, *it, *this);
 887
 888     // Write the extra padding.
 889     WriteZeros(SectionDataPadding);
 890
 891     // Write the relocation entries.
 892     for (unsigned i = 0, e = RelocInfos.size(); i != e; ++i) {
 893       Write32(RelocInfos[i].Word0);
 894       Write32(RelocInfos[i].Word1);
 895     }
 896
 897     // Write the symbol table data, if used.
 898     if (NumSymbols) {
 899       // Write the indirect symbol entries.
 900       for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator
 901              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 902              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 903         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
 904         // special handling.
 905         const MCSectionMachO &Section =
 906           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 907         unsigned Type =
 908           Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 909         if (Type == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
 910           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
 911           if (it->Symbol->isDefined() &&
 912               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
 913             uint32_t Flags = ISF_Local;
 914             if (it->Symbol->isAbsolute())
 915               Flags |= ISF_Absolute;
 916             Write32(Flags);
 917             continue;
 918           }
 919         }
 920
 921         Write32(Asm.getSymbolData(*it->Symbol).getIndex());
 922       }
 923
 924       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
 925
 926       // Write the symbol table entries.
 927       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 928         WriteNlist32(LocalSymbolData[i]);
 929       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 930         WriteNlist32(ExternalSymbolData[i]);
 931       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 932         WriteNlist32(UndefinedSymbolData[i]);
 933
 934       // Write the string table.
 935       OS << StringTable.str();
 936     }
 937   }
 938
 939   void ApplyFixup(const MCAsmFixup &Fixup, MCDataFragment &DF) {
 940     unsigned Size = 1 << getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 941
 942     // FIXME: Endianness assumption.
 943     assert(Fixup.Offset + Size <= DF.getContents().size() &&
 944            "Invalid fixup offset!");
 945     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i)
 946       DF.getContents()[Fixup.Offset + i] = uint8_t(Fixup.FixedValue >> (i * 8));
 947   }
 948 };
 949
 950 /* *** */
 951
 952 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
 953 }
 954
 955 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent)
 956   : Kind(_Kind),
 957     Parent(_Parent),
 958     FileSize(~UINT64_C(0))
 959 {
 960   if (Parent)
 961     Parent->getFragmentList().push_back(this);
 962 }
 963
 964 MCFragment::~MCFragment() {
 965 }
 966
 967 uint64_t MCFragment::getAddress() const {
 968   assert(getParent() && "Missing Section!");
 969   return getParent()->getAddress() + Offset;
 970 }
 971
 972 /* *** */
 973
 974 MCSectionData::MCSectionData() : Section(0) {}
 975
 976 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
 977   : Section(&_Section),
 978     Alignment(1),
 979     Address(~UINT64_C(0)),
 980     Size(~UINT64_C(0)),
 981     FileSize(~UINT64_C(0)),
 982     HasInstructions(false)
 983 {
 984   if (A)
 985     A->getSectionList().push_back(this);
 986 }
 987
 988 /* *** */
 989
 990 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(0) {}
 991
 992 MCSymbolData::MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
 993                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
 994   : Symbol(&_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
 995     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false),
 996     CommonSize(0), CommonAlign(0), Flags(0), Index(0)
 997 {
 998   if (A)
 999     A->getSymbolList().push_back(this);
1000 }
1001
1002 /* *** */
1003
1004 MCAssembler::MCAssembler(MCContext &_Context, TargetAsmBackend &_Backend,
1005                          raw_ostream &_OS)
1006   : Context(_Context), Backend(_Backend), OS(_OS), SubsectionsViaSymbols(false)
1007 {
1008 }
1009
1010 MCAssembler::~MCAssembler() {
1011 }
1012
1013 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
1014   MCAsmLayout Layout(*this);
1015   uint64_t Address = SD.getAddress();
1016
1017   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
1018     MCFragment &F = *it;
1019
1020     F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1021
1022     // Evaluate fragment size.
1023     switch (F.getKind()) {
1024     case MCFragment::FT_Align: {
1025       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1026
1027       uint64_t Size = OffsetToAlignment(Address, AF.getAlignment());
1028       if (Size > AF.getMaxBytesToEmit())
1029         AF.setFileSize(0);
1030       else
1031         AF.setFileSize(Size);
1032       break;
1033     }
1034
1035     case MCFragment::FT_Data:
1036     case MCFragment::FT_Fill:
1037       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
1038       break;
1039
1040     case MCFragment::FT_Org: {
1041       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1042
1043       int64_t TargetLocation;
1044       if (!OF.getOffset().EvaluateAsAbsolute(TargetLocation, &Layout))
1045         llvm_report_error("expected assembly-time absolute expression");
1046
1047       // FIXME: We need a way to communicate this error.
1048       int64_t Offset = TargetLocation - F.getOffset();
1049       if (Offset < 0)
1050         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(TargetLocation) +
1051                           "' (at offset '" + Twine(F.getOffset()) + "'");
1052
1053       F.setFileSize(Offset);
1054       break;
1055     }
1056
1057     case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1058       MCZeroFillFragment &ZFF = cast<MCZeroFillFragment>(F);
1059
1060       // Align the fragment offset; it is safe to adjust the offset freely since
1061       // this is only in virtual sections.
1062       Address = RoundUpToAlignment(Address, ZFF.getAlignment());
1063       F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1064
1065       // FIXME: This is misnamed.
1066       F.setFileSize(ZFF.getSize());
1067       break;
1068     }
1069     }
1070
1071     Address += F.getFileSize();
1072   }
1073
1074   // Set the section sizes.
1075   SD.setSize(Address - SD.getAddress());
1076   if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1077     SD.setFileSize(0);
1078   else
1079     SD.setFileSize(Address - SD.getAddress());
1080 }
1081
1082 /// WriteNopData - Write optimal nops to the output file for the \arg Count
1083 /// bytes.  This returns the number of bytes written.  It may return 0 if
1084 /// the \arg Count is more than the maximum optimal nops.
1085 ///
1086 /// FIXME this is X86 32-bit specific and should move to a better place.
1087 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW) {
1088   static const uint8_t Nops[16][16] = {
1089     // nop
1090     {0x90},
1091     // xchg %ax,%ax
1092     {0x66, 0x90},
1093     // nopl (%[re]ax)
1094     {0x0f, 0x1f, 0x00},
1095     // nopl 0(%[re]ax)
1096     {0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00},
1097     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1098     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1099     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1100     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1101     // nopl 0L(%[re]ax)
1102     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1103     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1104     {0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1105     // nopw 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1106     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1107     // nopw %cs:0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1108     {0x66, 0x2e, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1109     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1110     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1111     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1112      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1113     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1114     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1115     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1116      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1117     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1118     // nopl 0L(%[re]ax) */
1119     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1120      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1121     // nopl 0L(%[re]ax)
1122     // nopl 0L(%[re]ax)
1123     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1124      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1125     // nopl 0L(%[re]ax)
1126     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1127     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1128      0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
1129   };
1130
1131   if (Count > 15)
1132     return 0;
1133
1134   for (uint64_t i = 0; i < Count; i++)
1135     MOW.Write8 (uint8_t(Nops[Count - 1][i]));
1136
1137   return Count;
1138 }
1139
1140 /// WriteFileData - Write the \arg F data to the output file.
1141 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCFragment &F,
1142                           MachObjectWriter &MOW) {
1143   uint64_t Start = OS.tell();
1144   (void) Start;
1145
1146   ++EmittedFragments;
1147
1148   // FIXME: Embed in fragments instead?
1149   switch (F.getKind()) {
1150   case MCFragment::FT_Align: {
1151     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1152     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
1153
1154     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
1155     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
1156     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
1157     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
1158       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
1159                         Twine(AF.getValueSize()) +
1160                         "' is not a divisor of padding size '" +
1161                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
1162
1163     // See if we are aligning with nops, and if so do that first to try to fill
1164     // the Count bytes.  Then if that did not fill any bytes or there are any
1165     // bytes left to fill use the the Value and ValueSize to fill the rest.
1166     if (AF.getEmitNops()) {
1167       uint64_t NopByteCount = WriteNopData(Count, MOW);
1168       Count -= NopByteCount;
1169     }
1170
1171     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
1172       switch (AF.getValueSize()) {
1173       default:
1174         assert(0 && "Invalid size!");
1175       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
1176       case 2: MOW.Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
1177       case 4: MOW.Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
1178       case 8: MOW.Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
1179       }
1180     }
1181     break;
1182   }
1183
1184   case MCFragment::FT_Data: {
1185     MCDataFragment &DF = cast<MCDataFragment>(F);
1186
1187     // Apply the fixups.
1188     //
1189     // FIXME: Move elsewhere.
1190     for (MCDataFragment::const_fixup_iterator it = DF.fixup_begin(),
1191            ie = DF.fixup_end(); it != ie; ++it)
1192       MOW.ApplyFixup(*it, DF);
1193
1194     OS << cast<MCDataFragment>(F).getContents().str();
1195     break;
1196   }
1197
1198   case MCFragment::FT_Fill: {
1199     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
1200     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
1201       switch (FF.getValueSize()) {
1202       default:
1203         assert(0 && "Invalid size!");
1204       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (FF.getValue())); break;
1205       case 2: MOW.Write16(uint16_t(FF.getValue())); break;
1206       case 4: MOW.Write32(uint32_t(FF.getValue())); break;
1207       case 8: MOW.Write64(uint64_t(FF.getValue())); break;
1208       }
1209     }
1210     break;
1211   }
1212
1213   case MCFragment::FT_Org: {
1214     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1215
1216     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
1217       MOW.Write8(uint8_t(OF.getValue()));
1218
1219     break;
1220   }
1221
1222   case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1223     assert(0 && "Invalid zero fill fragment in concrete section!");
1224     break;
1225   }
1226   }
1227
1228   assert(OS.tell() - Start == F.getFileSize());
1229 }
1230
1231 /// WriteFileData - Write the \arg SD data to the output file.
1232 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
1233                           MachObjectWriter &MOW) {
1234   // Ignore virtual sections.
1235   if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
1236     assert(SD.getFileSize() == 0);
1237     return;
1238   }
1239
1240   uint64_t Start = OS.tell();
1241   (void) Start;
1242
1243   for (MCSectionData::const_iterator it = SD.begin(),
1244          ie = SD.end(); it != ie; ++it)
1245     WriteFileData(OS, *it, MOW);
1246
1247   // Add section padding.
1248   assert(SD.getFileSize() >= SD.getSize() && "Invalid section sizes!");
1249   MOW.WriteZeros(SD.getFileSize() - SD.getSize());
1250
1251   assert(OS.tell() - Start == SD.getFileSize());
1252 }
1253
1254 void MCAssembler::Finish() {
1255   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1256       llvm::errs() << "assembler backend - pre-layout\n--\n";
1257       dump(); });
1258
1259   // Layout the concrete sections and fragments.
1260   uint64_t Address = 0;
1261   MCSectionData *Prev = 0;
1262   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1263     MCSectionData &SD = *it;
1264
1265     // Skip virtual sections.
1266     if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1267       continue;
1268
1269     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1270     // section.
1271     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
1272       assert(Prev && "Missing prev section!");
1273       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
1274       Address += Pad;
1275     }
1276
1277     // Layout the section fragments and its size.
1278     SD.setAddress(Address);
1279     LayoutSection(SD);
1280     Address += SD.getFileSize();
1281
1282     Prev = &SD;
1283   }
1284
1285   // Layout the virtual sections.
1286   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1287     MCSectionData &SD = *it;
1288
1289     if (!isVirtualSection(SD.getSection()))
1290       continue;
1291
1292     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1293     // section.
1294     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment()))
1295       Address += Pad;
1296
1297     SD.setAddress(Address);
1298     LayoutSection(SD);
1299     Address += SD.getSize();
1300
1301   }
1302
1303   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1304       llvm::errs() << "assembler backend - post-layout\n--\n";
1305       dump(); });
1306
1307   // Write the object file.
1308   MachObjectWriter MOW(OS);
1309   MOW.WriteObject(*this);
1310
1311   OS.flush();
1312 }
1313
1314
1315 // Debugging methods
1316
1317 namespace llvm {
1318
1319 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCAsmFixup &AF) {
1320   OS << "<MCAsmFixup" << " Offset:" << AF.Offset << " Value:" << *AF.Value
1321      << " Kind:" << AF.Kind << ">";
1322   return OS;
1323 }
1324
1325 }
1326
1327 void MCFragment::dump() {
1328   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1329
1330   OS << "<MCFragment " << (void*) this << " Offset:" << Offset
1331      << " FileSize:" << FileSize;
1332
1333   OS << ">";
1334 }
1335
1336 void MCAlignFragment::dump() {
1337   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1338
1339   OS << "<MCAlignFragment ";
1340   this->MCFragment::dump();
1341   OS << "\n       ";
1342   OS << " Alignment:" << getAlignment()
1343      << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1344      << " MaxBytesToEmit:" << getMaxBytesToEmit() << ">";
1345 }
1346
1347 void MCDataFragment::dump() {
1348   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1349
1350   OS << "<MCDataFragment ";
1351   this->MCFragment::dump();
1352   OS << "\n       ";
1353   OS << " Contents:[";
1354   for (unsigned i = 0, e = getContents().size(); i != e; ++i) {
1355     if (i) OS << ",";
1356     OS << hexdigit((Contents[i] >> 4) & 0xF) << hexdigit(Contents[i] & 0xF);
1357   }
1358   OS << "] (" << getContents().size() << " bytes)";
1359
1360   if (!getFixups().empty()) {
1361     OS << ",\n       ";
1362     OS << " Fixups:[";
1363     for (fixup_iterator it = fixup_begin(), ie = fixup_end(); it != ie; ++it) {
1364       if (it != fixup_begin()) OS << ",\n                ";
1365       OS << *it;
1366     }
1367     OS << "]";
1368   }
1369
1370   OS << ">";
1371 }
1372
1373 void MCFillFragment::dump() {
1374   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1375
1376   OS << "<MCFillFragment ";
1377   this->MCFragment::dump();
1378   OS << "\n       ";
1379   OS << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1380      << " Count:" << getCount() << ">";
1381 }
1382
1383 void MCOrgFragment::dump() {
1384   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1385
1386   OS << "<MCOrgFragment ";
1387   this->MCFragment::dump();
1388   OS << "\n       ";
1389   OS << " Offset:" << getOffset() << " Value:" << getValue() << ">";
1390 }
1391
1392 void MCZeroFillFragment::dump() {
1393   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1394
1395   OS << "<MCZeroFillFragment ";
1396   this->MCFragment::dump();
1397   OS << "\n       ";
1398   OS << " Size:" << getSize() << " Alignment:" << getAlignment() << ">";
1399 }
1400
1401 void MCSectionData::dump() {
1402   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1403
1404   OS << "<MCSectionData";
1405   OS << " Alignment:" << getAlignment() << " Address:" << Address
1406      << " Size:" << Size << " FileSize:" << FileSize
1407      << " Fragments:[\n      ";
1408   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1409     if (it != begin()) OS << ",\n      ";
1410     it->dump();
1411   }
1412   OS << "]>";
1413 }
1414
1415 void MCSymbolData::dump() {
1416   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1417
1418   OS << "<MCSymbolData Symbol:" << getSymbol()
1419      << " Fragment:" << getFragment() << " Offset:" << getOffset()
1420      << " Flags:" << getFlags() << " Index:" << getIndex();
1421   if (isCommon())
1422     OS << " (common, size:" << getCommonSize()
1423        << " align: " << getCommonAlignment() << ")";
1424   if (isExternal())
1425     OS << " (external)";
1426   if (isPrivateExtern())
1427     OS << " (private extern)";
1428   OS << ">";
1429 }
1430
1431 void MCAssembler::dump() {
1432   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1433
1434   OS << "<MCAssembler\n";
1435   OS << "  Sections:[\n    ";
1436   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1437     if (it != begin()) OS << ",\n    ";
1438     it->dump();
1439   }
1440   OS << "],\n";
1441   OS << "  Symbols:[";
1442
1443   for (symbol_iterator it = symbol_begin(), ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
1444     if (it != symbol_begin()) OS << ",\n           ";
1445     it->dump();
1446   }
1447   OS << "]>\n";
1448 }