lib/MC/MachObjectWriter.cpp

   1 //===- lib/MC/MachObjectWriter.cpp - Mach-O File Writer -------------------===//
   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 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  11 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  12 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  13 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
  14 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  15 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  16 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  17 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  18 #include "llvm/MC/MCMachOSymbolFlags.h"
  19 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  20 #include "llvm/Object/MachOFormat.h"
  21 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  23
  24 // FIXME: Gross.
  25 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  26
  27 #include <vector>
  28 using namespace llvm;
  29 using namespace llvm::object;
  30
  31 // FIXME: this has been copied from (or to) X86AsmBackend.cpp
  32 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
  33   switch (Kind) {
  34   default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
  35   case FK_PCRel_1:
  36   case FK_Data_1: return 0;
  37   case FK_PCRel_2:
  38   case FK_Data_2: return 1;
  39   case FK_PCRel_4:
  40   case X86::reloc_riprel_4byte:
  41   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
  42   case X86::reloc_signed_4byte:
  43   case FK_Data_4: return 2;
  44   case FK_Data_8: return 3;
  45   }
  46 }
  47
  48 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
  49   switch (Kind) {
  50   default:
  51     return false;
  52   case FK_PCRel_1:
  53   case FK_PCRel_2:
  54   case FK_PCRel_4:
  55   case X86::reloc_riprel_4byte:
  56   case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
  57     return true;
  58   }
  59 }
  60
  61 static bool isFixupKindRIPRel(unsigned Kind) {
  62   return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
  63     Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
  64 }
  65
  66 static bool doesSymbolRequireExternRelocation(MCSymbolData *SD) {
  67   // Undefined symbols are always extern.
  68   if (SD->Symbol->isUndefined())
  69     return true;
  70
  71   // References to weak definitions require external relocation entries; the
  72   // definition may not always be the one in the same object file.
  73   if (SD->getFlags() & SF_WeakDefinition)
  74     return true;
  75
  76   // Otherwise, we can use an internal relocation.
  77   return false;
  78 }
  79
  80 static bool isScatteredFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
  81                                           const MCValue Target,
  82                                           const MCSymbolData *BaseSymbol) {
  83   // The effective fixup address is
  84   //     addr(atom(A)) + offset(A)
  85   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
  86   //   - addr(BaseSymbol) + <fixup offset from base symbol>
  87   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
  88   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(BaseSymbol) == 0.
  89   //
  90   // Note that "false" is almost always conservatively correct (it means we emit
  91   // a relocation which is unnecessary), except when it would force us to emit a
  92   // relocation which the target cannot encode.
  93
  94   const MCSymbolData *A_Base = 0, *B_Base = 0;
  95   if (const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA()) {
  96     // Modified symbol references cannot be resolved.
  97     if (A->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
  98       return false;
  99
 100     A_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(A->getSymbol()));
 101     if (!A_Base)
 102       return false;
 103   }
 104
 105   if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 106     // Modified symbol references cannot be resolved.
 107     if (B->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 108       return false;
 109
 110     B_Base = Asm.getAtom(&Asm.getSymbolData(B->getSymbol()));
 111     if (!B_Base)
 112       return false;
 113   }
 114
 115   // If there is no base, A and B have to be the same atom for this fixup to be
 116   // fully resolved.
 117   if (!BaseSymbol)
 118     return A_Base == B_Base;
 119
 120   // Otherwise, B must be missing and A must be the base.
 121   return !B_Base && BaseSymbol == A_Base;
 122 }
 123
 124 static bool isScatteredFixupFullyResolvedSimple(const MCAssembler &Asm,
 125                                                 const MCValue Target,
 126                                                 const MCSection *BaseSection) {
 127   // The effective fixup address is
 128   //     addr(atom(A)) + offset(A)
 129   //   - addr(atom(B)) - offset(B)
 130   //   - addr(<base symbol>) + <fixup offset from base symbol>
 131   // and the offsets are not relocatable, so the fixup is fully resolved when
 132   //  addr(atom(A)) - addr(atom(B)) - addr(<base symbol>)) == 0.
 133   //
 134   // The simple (Darwin, except on x86_64) way of dealing with this was to
 135   // assume that any reference to a temporary symbol *must* be a temporary
 136   // symbol in the same atom, unless the sections differ. Therefore, any PCrel
 137   // relocation to a temporary symbol (in the same section) is fully
 138   // resolved. This also works in conjunction with absolutized .set, which
 139   // requires the compiler to use .set to absolutize the differences between
 140   // symbols which the compiler knows to be assembly time constants, so we don't
 141   // need to worry about considering symbol differences fully resolved.
 142
 143   // Non-relative fixups are only resolved if constant.
 144   if (!BaseSection)
 145     return Target.isAbsolute();
 146
 147   // Otherwise, relative fixups are only resolved if not a difference and the
 148   // target is a temporary in the same section.
 149   if (Target.isAbsolute() || Target.getSymB())
 150     return false;
 151
 152   const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 153   if (!A->isTemporary() || !A->isInSection() ||
 154       &A->getSection() != BaseSection)
 155     return false;
 156
 157   return true;
 158 }
 159
 160 namespace {
 161
 162 class MachObjectWriter : public MCObjectWriter {
 163   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
 164   /// on symbols.
 165   struct MachSymbolData {
 166     MCSymbolData *SymbolData;
 167     uint64_t StringIndex;
 168     uint8_t SectionIndex;
 169
 170     // Support lexicographic sorting.
 171     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
 172       return SymbolData->getSymbol().getName() <
 173              RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
 174     }
 175   };
 176
 177   /// @name Relocation Data
 178   /// @{
 179
 180   llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
 181                  std::vector<macho::RelocationEntry> > Relocations;
 182   llvm::DenseMap<const MCSectionData*, unsigned> IndirectSymBase;
 183
 184   /// @}
 185   /// @name Symbol Table Data
 186   /// @{
 187
 188   SmallString<256> StringTable;
 189   std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 190   std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 191   std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 192
 193   /// @}
 194
 195   unsigned Is64Bit : 1;
 196
 197   uint32_t CPUType;
 198   uint32_t CPUSubtype;
 199
 200 public:
 201   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS,
 202                    bool _Is64Bit, uint32_t _CPUType, uint32_t _CPUSubtype,
 203                    bool _IsLittleEndian)
 204     : MCObjectWriter(_OS, _IsLittleEndian),
 205       Is64Bit(_Is64Bit), CPUType(_CPUType), CPUSubtype(_CPUSubtype) {
 206   }
 207
 208   void WriteHeader(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
 209                    bool SubsectionsViaSymbols) {
 210     uint32_t Flags = 0;
 211
 212     if (SubsectionsViaSymbols)
 213       Flags |= macho::HF_SubsectionsViaSymbols;
 214
 215     // struct mach_header (28 bytes) or
 216     // struct mach_header_64 (32 bytes)
 217
 218     uint64_t Start = OS.tell();
 219     (void) Start;
 220
 221     Write32(Is64Bit ? macho::HM_Object64 : macho::HM_Object32);
 222
 223     Write32(CPUType);
 224     Write32(CPUSubtype);
 225
 226     Write32(macho::HFT_Object);
 227     Write32(NumLoadCommands);
 228     Write32(LoadCommandsSize);
 229     Write32(Flags);
 230     if (Is64Bit)
 231       Write32(0); // reserved
 232
 233     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ?
 234            macho::Header64Size : macho::Header32Size);
 235   }
 236
 237   /// WriteSegmentLoadCommand - Write a segment load command.
 238   ///
 239   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 240   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 241   void WriteSegmentLoadCommand(unsigned NumSections,
 242                                uint64_t VMSize,
 243                                uint64_t SectionDataStartOffset,
 244                                uint64_t SectionDataSize) {
 245     // struct segment_command (56 bytes) or
 246     // struct segment_command_64 (72 bytes)
 247
 248     uint64_t Start = OS.tell();
 249     (void) Start;
 250
 251     unsigned SegmentLoadCommandSize = Is64Bit ? macho::SegmentLoadCommand64Size:
 252       macho::SegmentLoadCommand32Size;
 253     Write32(Is64Bit ? macho::LCT_Segment64 : macho::LCT_Segment);
 254     Write32(SegmentLoadCommandSize +
 255             NumSections * (Is64Bit ? macho::Section64Size :
 256                            macho::Section32Size));
 257
 258     WriteBytes("", 16);
 259     if (Is64Bit) {
 260       Write64(0); // vmaddr
 261       Write64(VMSize); // vmsize
 262       Write64(SectionDataStartOffset); // file offset
 263       Write64(SectionDataSize); // file size
 264     } else {
 265       Write32(0); // vmaddr
 266       Write32(VMSize); // vmsize
 267       Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 268       Write32(SectionDataSize); // file size
 269     }
 270     Write32(0x7); // maxprot
 271     Write32(0x7); // initprot
 272     Write32(NumSections);
 273     Write32(0); // flags
 274
 275     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommandSize);
 276   }
 277
 278   void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 279                     const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
 280                     uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
 281     uint64_t SectionSize = Layout.getSectionSize(&SD);
 282
 283     // The offset is unused for virtual sections.
 284     if (SD.getSection().isVirtualSection()) {
 285       assert(Layout.getSectionFileSize(&SD) == 0 && "Invalid file size!");
 286       FileOffset = 0;
 287     }
 288
 289     // struct section (68 bytes) or
 290     // struct section_64 (80 bytes)
 291
 292     uint64_t Start = OS.tell();
 293     (void) Start;
 294
 295     const MCSectionMachO &Section = cast<MCSectionMachO>(SD.getSection());
 296     WriteBytes(Section.getSectionName(), 16);
 297     WriteBytes(Section.getSegmentName(), 16);
 298     if (Is64Bit) {
 299       Write64(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
 300       Write64(SectionSize); // size
 301     } else {
 302       Write32(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
 303       Write32(SectionSize); // size
 304     }
 305     Write32(FileOffset);
 306
 307     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
 308     if (SD.hasInstructions())
 309       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
 310
 311     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 312     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 313     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
 314     Write32(NumRelocations);
 315     Write32(Flags);
 316     Write32(IndirectSymBase.lookup(&SD)); // reserved1
 317     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 318     if (Is64Bit)
 319       Write32(0); // reserved3
 320
 321     assert(OS.tell() - Start == Is64Bit ? macho::Section64Size :
 322            macho::Section32Size);
 323   }
 324
 325   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 326                               uint32_t StringTableOffset,
 327                               uint32_t StringTableSize) {
 328     // struct symtab_command (24 bytes)
 329
 330     uint64_t Start = OS.tell();
 331     (void) Start;
 332
 333     Write32(macho::LCT_Symtab);
 334     Write32(macho::SymtabLoadCommandSize);
 335     Write32(SymbolOffset);
 336     Write32(NumSymbols);
 337     Write32(StringTableOffset);
 338     Write32(StringTableSize);
 339
 340     assert(OS.tell() - Start == macho::SymtabLoadCommandSize);
 341   }
 342
 343   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 344                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 345                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 346                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 347                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 348                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 349                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 350                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 351     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 352
 353     uint64_t Start = OS.tell();
 354     (void) Start;
 355
 356     Write32(macho::LCT_Dysymtab);
 357     Write32(macho::DysymtabLoadCommandSize);
 358     Write32(FirstLocalSymbol);
 359     Write32(NumLocalSymbols);
 360     Write32(FirstExternalSymbol);
 361     Write32(NumExternalSymbols);
 362     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 363     Write32(NumUndefinedSymbols);
 364     Write32(0); // tocoff
 365     Write32(0); // ntoc
 366     Write32(0); // modtaboff
 367     Write32(0); // nmodtab
 368     Write32(0); // extrefsymoff
 369     Write32(0); // nextrefsyms
 370     Write32(IndirectSymbolOffset);
 371     Write32(NumIndirectSymbols);
 372     Write32(0); // extreloff
 373     Write32(0); // nextrel
 374     Write32(0); // locreloff
 375     Write32(0); // nlocrel
 376
 377     assert(OS.tell() - Start == macho::DysymtabLoadCommandSize);
 378   }
 379
 380   void WriteNlist(MachSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout) {
 381     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 382     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 383     uint8_t Type = 0;
 384     uint16_t Flags = Data.getFlags();
 385     uint32_t Address = 0;
 386
 387     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 388     //
 389     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 390     if (Symbol.isUndefined())
 391       Type = macho::STT_Undefined;
 392     else if (Symbol.isAbsolute())
 393       Type = macho::STT_Absolute;
 394     else
 395       Type = macho::STT_Section;
 396
 397     // FIXME: Set STAB bits.
 398
 399     if (Data.isPrivateExtern())
 400       Type |= macho::STF_PrivateExtern;
 401
 402     // Set external bit.
 403     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
 404       Type |= macho::STF_External;
 405
 406     // Compute the symbol address.
 407     if (Symbol.isDefined()) {
 408       if (Symbol.isAbsolute()) {
 409         Address = cast<MCConstantExpr>(Symbol.getVariableValue())->getValue();
 410       } else {
 411         Address = Layout.getSymbolAddress(&Data);
 412       }
 413     } else if (Data.isCommon()) {
 414       // Common symbols are encoded with the size in the address
 415       // field, and their alignment in the flags.
 416       Address = Data.getCommonSize();
 417
 418       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
 419       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
 420         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
 421         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
 422         if (Log2Size > 15)
 423           report_fatal_error("invalid 'common' alignment '" +
 424                             Twine(Align) + "'");
 425         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
 426         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
 427       }
 428     }
 429
 430     // struct nlist (12 bytes)
 431
 432     Write32(MSD.StringIndex);
 433     Write8(Type);
 434     Write8(MSD.SectionIndex);
 435
 436     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 437     // value.
 438     Write16(Flags);
 439     if (Is64Bit)
 440       Write64(Address);
 441     else
 442       Write32(Address);
 443   }
 444
 445   // FIXME: We really need to improve the relocation validation. Basically, we
 446   // want to implement a separate computation which evaluates the relocation
 447   // entry as the linker would, and verifies that the resultant fixup value is
 448   // exactly what the encoder wanted. This will catch several classes of
 449   // problems:
 450   //
 451   //  - Relocation entry bugs, the two algorithms are unlikely to have the same
 452   //    exact bug.
 453   //
 454   //  - Relaxation issues, where we forget to relax something.
 455   //
 456   //  - Input errors, where something cannot be correctly encoded. 'as' allows
 457   //    these through in many cases.
 458
 459   void RecordX86_64Relocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 460                               const MCFragment *Fragment,
 461                               const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 462                               uint64_t &FixedValue) {
 463     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 464     unsigned IsRIPRel = isFixupKindRIPRel(Fixup.getKind());
 465     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 466
 467     // See <reloc.h>.
 468     uint32_t FixupOffset =
 469       Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 470     uint32_t FixupAddress =
 471       Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
 472     int64_t Value = 0;
 473     unsigned Index = 0;
 474     unsigned IsExtern = 0;
 475     unsigned Type = 0;
 476
 477     Value = Target.getConstant();
 478
 479     if (IsPCRel) {
 480       // Compensate for the relocation offset, Darwin x86_64 relocations only
 481       // have the addend and appear to have attempted to define it to be the
 482       // actual expression addend without the PCrel bias. However, instructions
 483       // with data following the relocation are not accomodated for (see comment
 484       // below regarding SIGNED{1,2,4}), so it isn't exactly that either.
 485       Value += 1LL << Log2Size;
 486     }
 487
 488     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 489       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 490       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 491       Index = 0;
 492
 493       // FIXME: I believe this is broken, I don't think the linker can
 494       // understand it. I think it would require a local relocation, but I'm not
 495       // sure if that would work either. The official way to get an absolute
 496       // PCrel relocation is to use an absolute symbol (which we don't support
 497       // yet).
 498       if (IsPCRel) {
 499         IsExtern = 1;
 500         Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 501       }
 502     } else if (Target.getSymB()) { // A - B + constant
 503       const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 504       MCSymbolData &A_SD = Asm.getSymbolData(*A);
 505       const MCSymbolData *A_Base = Asm.getAtom(&A_SD);
 506
 507       const MCSymbol *B = &Target.getSymB()->getSymbol();
 508       MCSymbolData &B_SD = Asm.getSymbolData(*B);
 509       const MCSymbolData *B_Base = Asm.getAtom(&B_SD);
 510
 511       // Neither symbol can be modified.
 512       if (Target.getSymA()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None ||
 513           Target.getSymB()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 514         report_fatal_error("unsupported relocation of modified symbol");
 515
 516       // We don't support PCrel relocations of differences. Darwin 'as' doesn't
 517       // implement most of these correctly.
 518       if (IsPCRel)
 519         report_fatal_error("unsupported pc-relative relocation of difference");
 520
 521       // The support for the situation where one or both of the symbols would
 522       // require a local relocation is handled just like if the symbols were
 523       // external.  This is certainly used in the case of debug sections where
 524       // the section has only temporary symbols and thus the symbols don't have
 525       // base symbols.  This is encoded using the section ordinal and
 526       // non-extern relocation entries.
 527
 528       // Darwin 'as' doesn't emit correct relocations for this (it ends up with
 529       // a single SIGNED relocation); reject it for now.  Except the case where
 530       // both symbols don't have a base, equal but both NULL.
 531       if (A_Base == B_Base && A_Base)
 532         report_fatal_error("unsupported relocation with identical base");
 533
 534       Value += Layout.getSymbolAddress(&A_SD) -
 535                (A_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolAddress(A_Base));
 536       Value -= Layout.getSymbolAddress(&B_SD) -
 537                (B_Base == NULL ? 0 : Layout.getSymbolAddress(B_Base));
 538
 539       if (A_Base) {
 540         Index = A_Base->getIndex();
 541         IsExtern = 1;
 542       }
 543       else {
 544         Index = A_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 545         IsExtern = 0;
 546       }
 547       Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 548
 549       macho::RelocationEntry MRE;
 550       MRE.Word0 = FixupOffset;
 551       MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 552                    (IsPCRel   << 24) |
 553                    (Log2Size  << 25) |
 554                    (IsExtern  << 27) |
 555                    (Type      << 28));
 556       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 557
 558       if (B_Base) {
 559         Index = B_Base->getIndex();
 560         IsExtern = 1;
 561       }
 562       else {
 563         Index = B_SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 564         IsExtern = 0;
 565       }
 566       Type = macho::RIT_X86_64_Subtractor;
 567     } else {
 568       const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
 569       MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*Symbol);
 570       const MCSymbolData *Base = Asm.getAtom(&SD);
 571
 572       // Relocations inside debug sections always use local relocations when
 573       // possible. This seems to be done because the debugger doesn't fully
 574       // understand x86_64 relocation entries, and expects to find values that
 575       // have already been fixed up.
 576       if (Symbol->isInSection()) {
 577         const MCSectionMachO &Section = static_cast<const MCSectionMachO&>(
 578           Fragment->getParent()->getSection());
 579         if (Section.hasAttribute(MCSectionMachO::S_ATTR_DEBUG))
 580           Base = 0;
 581       }
 582
 583       // x86_64 almost always uses external relocations, except when there is no
 584       // symbol to use as a base address (a local symbol with no preceeding
 585       // non-local symbol).
 586       if (Base) {
 587         Index = Base->getIndex();
 588         IsExtern = 1;
 589
 590         // Add the local offset, if needed.
 591         if (Base != &SD)
 592           Value += Layout.getSymbolAddress(&SD) - Layout.getSymbolAddress(Base);
 593       } else if (Symbol->isInSection()) {
 594         // The index is the section ordinal (1-based).
 595         Index = SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 596         IsExtern = 0;
 597         Value += Layout.getSymbolAddress(&SD);
 598
 599         if (IsPCRel)
 600           Value -= FixupAddress + (1 << Log2Size);
 601       } else {
 602         report_fatal_error("unsupported relocation of undefined symbol '" +
 603                            Symbol->getName() + "'");
 604       }
 605
 606       MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.getSymA()->getKind();
 607       if (IsPCRel) {
 608         if (IsRIPRel) {
 609           if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 610             // x86_64 distinguishes movq foo@GOTPCREL so that the linker can
 611             // rewrite the movq to an leaq at link time if the symbol ends up in
 612             // the same linkage unit.
 613             if (unsigned(Fixup.getKind()) == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load)
 614               Type = macho::RIT_X86_64_GOTLoad;
 615             else
 616               Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 617           }  else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 618             Type = macho::RIT_X86_64_TLV;
 619           }  else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None) {
 620             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 621           } else {
 622             Type = macho::RIT_X86_64_Signed;
 623
 624             // The Darwin x86_64 relocation format has a problem where it cannot
 625             // encode an address (L<foo> + <constant>) which is outside the atom
 626             // containing L<foo>. Generally, this shouldn't occur but it does
 627             // happen when we have a RIPrel instruction with data following the
 628             // relocation entry (e.g., movb $012, L0(%rip)). Even with the PCrel
 629             // adjustment Darwin x86_64 uses, the offset is still negative and
 630             // the linker has no way to recognize this.
 631             //
 632             // To work around this, Darwin uses several special relocation types
 633             // to indicate the offsets. However, the specification or
 634             // implementation of these seems to also be incomplete; they should
 635             // adjust the addend as well based on the actual encoded instruction
 636             // (the additional bias), but instead appear to just look at the
 637             // final offset.
 638             switch (-(Target.getConstant() + (1LL << Log2Size))) {
 639             case 1: Type = macho::RIT_X86_64_Signed1; break;
 640             case 2: Type = macho::RIT_X86_64_Signed2; break;
 641             case 4: Type = macho::RIT_X86_64_Signed4; break;
 642             }
 643           }
 644         } else {
 645           if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 646             report_fatal_error("unsupported symbol modifier in branch "
 647                               "relocation");
 648
 649           Type = macho::RIT_X86_64_Branch;
 650         }
 651       } else {
 652         if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOT) {
 653           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 654         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
 655           // GOTPCREL is allowed as a modifier on non-PCrel instructions, in
 656           // which case all we do is set the PCrel bit in the relocation entry;
 657           // this is used with exception handling, for example. The source is
 658           // required to include any necessary offset directly.
 659           Type = macho::RIT_X86_64_GOT;
 660           IsPCRel = 1;
 661         } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 662           report_fatal_error("TLVP symbol modifier should have been rip-rel");
 663         } else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
 664           report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
 665         else
 666           Type = macho::RIT_X86_64_Unsigned;
 667       }
 668     }
 669
 670     // x86_64 always writes custom values into the fixups.
 671     FixedValue = Value;
 672
 673     // struct relocation_info (8 bytes)
 674     macho::RelocationEntry MRE;
 675     MRE.Word0 = FixupOffset;
 676     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 677                  (IsPCRel   << 24) |
 678                  (Log2Size  << 25) |
 679                  (IsExtern  << 27) |
 680                  (Type      << 28));
 681     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 682   }
 683
 684   void RecordScatteredRelocation(const MCAssembler &Asm,
 685                                  const MCAsmLayout &Layout,
 686                                  const MCFragment *Fragment,
 687                                  const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 688                                  uint64_t &FixedValue) {
 689     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 690     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 691     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 692     unsigned Type = macho::RIT_Vanilla;
 693
 694     // See <reloc.h>.
 695     const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
 696     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 697
 698     if (!A_SD->getFragment())
 699       report_fatal_error("symbol '" + A->getName() +
 700                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 701
 702     uint32_t Value = Layout.getSymbolAddress(A_SD);
 703     uint32_t Value2 = 0;
 704
 705     if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
 706       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(B->getSymbol());
 707
 708       if (!B_SD->getFragment())
 709         report_fatal_error("symbol '" + B->getSymbol().getName() +
 710                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 711
 712       // Select the appropriate difference relocation type.
 713       //
 714       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
 715       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
 716       // for pedantic compatibility with 'as'.
 717       Type = A_SD->isExternal() ? macho::RIT_Difference :
 718         macho::RIT_LocalDifference;
 719       Value2 = Layout.getSymbolAddress(B_SD);
 720     }
 721
 722     // Relocations are written out in reverse order, so the PAIR comes first.
 723     if (Type == macho::RIT_Difference || Type == macho::RIT_LocalDifference) {
 724       macho::RelocationEntry MRE;
 725       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 726                    (macho::RIT_Pair  << 24) |
 727                    (Log2Size  << 28) |
 728                    (IsPCRel   << 30) |
 729                    macho::RF_Scattered);
 730       MRE.Word1 = Value2;
 731       Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 732     }
 733
 734     macho::RelocationEntry MRE;
 735     MRE.Word0 = ((FixupOffset <<  0) |
 736                  (Type        << 24) |
 737                  (Log2Size    << 28) |
 738                  (IsPCRel     << 30) |
 739                  macho::RF_Scattered);
 740     MRE.Word1 = Value;
 741     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 742   }
 743
 744   void RecordTLVPRelocation(const MCAssembler &Asm,
 745                             const MCAsmLayout &Layout,
 746                             const MCFragment *Fragment,
 747                             const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
 748                             uint64_t &FixedValue) {
 749     assert(Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP &&
 750            !Is64Bit &&
 751            "Should only be called with a 32-bit TLVP relocation!");
 752
 753     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 754     uint32_t Value = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 755     unsigned IsPCRel = 0;
 756
 757     // Get the symbol data.
 758     MCSymbolData *SD_A = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 759     unsigned Index = SD_A->getIndex();
 760
 761     // We're only going to have a second symbol in pic mode and it'll be a
 762     // subtraction from the picbase. For 32-bit pic the addend is the difference
 763     // between the picbase and the next address.  For 32-bit static the addend
 764     // is zero.
 765     if (Target.getSymB()) {
 766       // If this is a subtraction then we're pcrel.
 767       uint32_t FixupAddress =
 768       Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
 769       MCSymbolData *SD_B = &Asm.getSymbolData(Target.getSymB()->getSymbol());
 770       IsPCRel = 1;
 771       FixedValue = (FixupAddress - Layout.getSymbolAddress(SD_B) +
 772                     Target.getConstant());
 773       FixedValue += 1ULL << Log2Size;
 774     } else {
 775       FixedValue = 0;
 776     }
 777
 778     // struct relocation_info (8 bytes)
 779     macho::RelocationEntry MRE;
 780     MRE.Word0 = Value;
 781     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 782                  (IsPCRel   << 24) |
 783                  (Log2Size  << 25) |
 784                  (1         << 27) | // Extern
 785                  (macho::RIT_TLV   << 28)); // Type
 786     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 787   }
 788
 789   void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
 790                         const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
 791                         MCValue Target, uint64_t &FixedValue) {
 792     if (Is64Bit) {
 793       RecordX86_64Relocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 794       return;
 795     }
 796
 797     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
 798     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
 799
 800     // If this is a 32-bit TLVP reloc it's handled a bit differently.
 801     if (Target.getSymA() &&
 802         Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
 803       RecordTLVPRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
 804       return;
 805     }
 806
 807     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
 808     // a scattered relocation entry.
 809     // Differences always require scattered relocations.
 810     if (Target.getSymB())
 811         return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 812                                          Target, FixedValue);
 813
 814     // Get the symbol data, if any.
 815     MCSymbolData *SD = 0;
 816     if (Target.getSymA())
 817       SD = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
 818
 819     // If this is an internal relocation with an offset, it also needs a
 820     // scattered relocation entry.
 821     uint32_t Offset = Target.getConstant();
 822     if (IsPCRel)
 823       Offset += 1 << Log2Size;
 824     if (Offset && SD && !doesSymbolRequireExternRelocation(SD))
 825       return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
 826                                        Target, FixedValue);
 827
 828     // See <reloc.h>.
 829     uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
 830     unsigned Index = 0;
 831     unsigned IsExtern = 0;
 832     unsigned Type = 0;
 833
 834     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 835       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 836       //
 837       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
 838       // find a case where they are actually emitted.
 839       Type = macho::RIT_Vanilla;
 840     } else {
 841       // Check whether we need an external or internal relocation.
 842       if (doesSymbolRequireExternRelocation(SD)) {
 843         IsExtern = 1;
 844         Index = SD->getIndex();
 845         // For external relocations, make sure to offset the fixup value to
 846         // compensate for the addend of the symbol address, if it was
 847         // undefined. This occurs with weak definitions, for example.
 848         if (!SD->Symbol->isUndefined())
 849           FixedValue -= Layout.getSymbolAddress(SD);
 850       } else {
 851         // The index is the section ordinal (1-based).
 852         Index = SD->getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
 853       }
 854
 855       Type = macho::RIT_Vanilla;
 856     }
 857
 858     // struct relocation_info (8 bytes)
 859     macho::RelocationEntry MRE;
 860     MRE.Word0 = FixupOffset;
 861     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 862                  (IsPCRel   << 24) |
 863                  (Log2Size  << 25) |
 864                  (IsExtern  << 27) |
 865                  (Type      << 28));
 866     Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
 867   }
 868
 869   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
 870     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 871     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 872     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 873     // symbol table much more complicated than it is worth.
 874     //
 875     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 876
 877     // Bind non lazy symbol pointers first.
 878     unsigned IndirectIndex = 0;
 879     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 880            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 881       const MCSectionMachO &Section =
 882         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 883
 884       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 885         continue;
 886
 887       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 888       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 889         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 890
 891       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
 892     }
 893
 894     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 895     IndirectIndex = 0;
 896     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 897            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
 898       const MCSectionMachO &Section =
 899         cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 900
 901       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 902           Section.getType() != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 903         continue;
 904
 905       // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
 906       if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
 907         IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
 908
 909       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 910       //
 911       // FIXME: Do not hardcode.
 912       bool Created;
 913       MCSymbolData &Entry = Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol, &Created);
 914       if (Created)
 915         Entry.setFlags(Entry.getFlags() | 0x0001);
 916     }
 917   }
 918
 919   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 920   ///
 921   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 922   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 923   /// string table.
 924   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 925                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 926                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 927                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 928     // Build section lookup table.
 929     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 930     unsigned Index = 1;
 931     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 932            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 933       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 934     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 935
 936     // Index 0 is always the empty string.
 937     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 938     StringTable += '\x00';
 939
 940     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 941     // symbols.
 942     //
 943     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 944     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 945     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 946     // files.
 947     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 948            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 949       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 950
 951       // Ignore non-linker visible symbols.
 952       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
 953         continue;
 954
 955       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 956         continue;
 957
 958       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 959       if (!Entry) {
 960         Entry = StringTable.size();
 961         StringTable += Symbol.getName();
 962         StringTable += '\x00';
 963       }
 964
 965       MachSymbolData MSD;
 966       MSD.SymbolData = it;
 967       MSD.StringIndex = Entry;
 968
 969       if (Symbol.isUndefined()) {
 970         MSD.SectionIndex = 0;
 971         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 972       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 973         MSD.SectionIndex = 0;
 974         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 975       } else {
 976         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 977         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 978         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 979       }
 980     }
 981
 982     // Now add the data for local symbols.
 983     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 984            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 985       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 986
 987       // Ignore non-linker visible symbols.
 988       if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
 989         continue;
 990
 991       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 992         continue;
 993
 994       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 995       if (!Entry) {
 996         Entry = StringTable.size();
 997         StringTable += Symbol.getName();
 998         StringTable += '\x00';
 999       }
1000
1001       MachSymbolData MSD;
1002       MSD.SymbolData = it;
1003       MSD.StringIndex = Entry;
1004
1005       if (Symbol.isAbsolute()) {
1006         MSD.SectionIndex = 0;
1007         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1008       } else {
1009         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
1010         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
1011         LocalSymbolData.push_back(MSD);
1012       }
1013     }
1014
1015     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
1016     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
1017     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
1018
1019     // Set the symbol indices.
1020     Index = 0;
1021     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1022       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1023     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1024       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1025     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1026       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
1027
1028     // The string table is padded to a multiple of 4.
1029     while (StringTable.size() % 4)
1030       StringTable += '\x00';
1031   }
1032
1033   void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
1034     // Create symbol data for any indirect symbols.
1035     BindIndirectSymbols(Asm);
1036
1037     // Compute symbol table information and bind symbol indices.
1038     ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
1039                        UndefinedSymbolData);
1040   }
1041
1042
1043   bool IsFixupFullyResolved(const MCAssembler &Asm,
1044                             const MCValue Target,
1045                             bool IsPCRel,
1046                             const MCFragment *DF) const {
1047     // If we aren't using scattered symbols, the fixup is fully resolved.
1048     if (!Asm.getBackend().hasScatteredSymbols())
1049       return true;
1050
1051     // Otherwise, determine whether this value is actually resolved; scattering
1052     // may cause atoms to move.
1053
1054     // Check if we are using the "simple" resolution algorithm (e.g.,
1055     // i386).
1056     if (!Asm.getBackend().hasReliableSymbolDifference()) {
1057       const MCSection *BaseSection = 0;
1058       if (IsPCRel)
1059         BaseSection = &DF->getParent()->getSection();
1060
1061       return isScatteredFixupFullyResolvedSimple(Asm, Target, BaseSection);
1062     }
1063
1064     // Otherwise, compute the proper answer as reliably as possible.
1065
1066     // If this is a PCrel relocation, find the base atom (identified by its
1067     // symbol) that the fixup value is relative to.
1068     const MCSymbolData *BaseSymbol = 0;
1069     if (IsPCRel) {
1070       BaseSymbol = DF->getAtom();
1071       if (!BaseSymbol)
1072         return false;
1073     }
1074
1075     return isScatteredFixupFullyResolved(Asm, Target, BaseSymbol);
1076   }
1077
1078   void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
1079     unsigned NumSections = Asm.size();
1080
1081     // The section data starts after the header, the segment load command (and
1082     // section headers) and the symbol table.
1083     unsigned NumLoadCommands = 1;
1084     uint64_t LoadCommandsSize = Is64Bit ?
1085       macho::SegmentLoadCommand64Size + NumSections * macho::Section64Size :
1086       macho::SegmentLoadCommand32Size + NumSections * macho::Section32Size;
1087
1088     // Add the symbol table load command sizes, if used.
1089     unsigned NumSymbols = LocalSymbolData.size() + ExternalSymbolData.size() +
1090       UndefinedSymbolData.size();
1091     if (NumSymbols) {
1092       NumLoadCommands += 2;
1093       LoadCommandsSize += (macho::SymtabLoadCommandSize +
1094                            macho::DysymtabLoadCommandSize);
1095     }
1096
1097     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
1098     // vm size.
1099     uint64_t SectionDataStart = (Is64Bit ? macho::Header64Size :
1100                                  macho::Header32Size) + LoadCommandsSize;
1101     uint64_t SectionDataSize = 0;
1102     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
1103     uint64_t VMSize = 0;
1104     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1105            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1106       const MCSectionData &SD = *it;
1107       uint64_t Address = Layout.getSectionAddress(&SD);
1108       uint64_t Size = Layout.getSectionSize(&SD);
1109       uint64_t FileSize = Layout.getSectionFileSize(&SD);
1110
1111       VMSize = std::max(VMSize, Address + Size);
1112
1113       if (SD.getSection().isVirtualSection())
1114         continue;
1115
1116       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize, Address + Size);
1117       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize, Address + FileSize);
1118     }
1119
1120     // The section data is padded to 4 bytes.
1121     //
1122     // FIXME: Is this machine dependent?
1123     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
1124     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
1125
1126     // Write the prolog, starting with the header and load command...
1127     WriteHeader(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
1128                 Asm.getSubsectionsViaSymbols());
1129     WriteSegmentLoadCommand(NumSections, VMSize,
1130                             SectionDataStart, SectionDataSize);
1131
1132     // ... and then the section headers.
1133     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
1134     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1135            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1136       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1137       unsigned NumRelocs = Relocs.size();
1138       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + Layout.getSectionAddress(it);
1139       WriteSection(Asm, Layout, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
1140       RelocTableEnd += NumRelocs * macho::RelocationInfoSize;
1141     }
1142
1143     // Write the symbol table load command, if used.
1144     if (NumSymbols) {
1145       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
1146       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
1147       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
1148       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
1149       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
1150       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
1151       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
1152       unsigned NumSymTabSymbols =
1153         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
1154       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
1155       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
1156
1157       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
1158       if (NumIndirectSymbols)
1159         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
1160
1161       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
1162       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
1163
1164       // The string table is written after symbol table.
1165       uint64_t StringTableOffset =
1166         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * (Is64Bit ? macho::Nlist64Size :
1167                                                 macho::Nlist32Size);
1168       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
1169                              StringTableOffset, StringTable.size());
1170
1171       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
1172                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
1173                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
1174                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
1175     }
1176
1177     // Write the actual section data.
1178     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1179            ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
1180       Asm.WriteSectionData(it, Layout, this);
1181
1182     // Write the extra padding.
1183     WriteZeros(SectionDataPadding);
1184
1185     // Write the relocation entries.
1186     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
1187            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
1188       // Write the section relocation entries, in reverse order to match 'as'
1189       // (approximately, the exact algorithm is more complicated than this).
1190       std::vector<macho::RelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
1191       for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
1192         Write32(Relocs[e - i - 1].Word0);
1193         Write32(Relocs[e - i - 1].Word1);
1194       }
1195     }
1196
1197     // Write the symbol table data, if used.
1198     if (NumSymbols) {
1199       // Write the indirect symbol entries.
1200       for (MCAssembler::const_indirect_symbol_iterator
1201              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
1202              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
1203         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
1204         // special handling.
1205         const MCSectionMachO &Section =
1206           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
1207         if (Section.getType() == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
1208           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
1209           if (it->Symbol->isDefined() &&
1210               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
1211             uint32_t Flags = macho::ISF_Local;
1212             if (it->Symbol->isAbsolute())
1213               Flags |= macho::ISF_Absolute;
1214             Write32(Flags);
1215             continue;
1216           }
1217         }
1218
1219         Write32(Asm.getSymbolData(*it->Symbol).getIndex());
1220       }
1221
1222       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
1223
1224       // Write the symbol table entries.
1225       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1226         WriteNlist(LocalSymbolData[i], Layout);
1227       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
1228         WriteNlist(ExternalSymbolData[i], Layout);
1229       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
1230         WriteNlist(UndefinedSymbolData[i], Layout);
1231
1232       // Write the string table.
1233       OS << StringTable.str();
1234     }
1235   }
1236 };
1237
1238 }
1239
1240 MCObjectWriter *llvm::createMachObjectWriter(raw_ostream &OS, bool is64Bit,
1241                                              uint32_t CPUType,
1242                                              uint32_t CPUSubtype,
1243                                              bool IsLittleEndian) {
1244   return new MachObjectWriter(OS, is64Bit, CPUType, CPUSubtype, IsLittleEndian);
1245 }