Add the Object Code Emitter class. Original patch by Aaron Gray, I did some
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ELFWriter.cpp
index 02cd805cb55549480757034d43648ba8401f0c9d..53e4da584592504f4dfd8229e381a42f3860794e 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //  #3. ".bss" entry  - global variables without initializers.  [ if needed ]
 //  ...
 //  #N. ".shstrtab" entry - String table for the section names.
-
-//
-// NOTE: This code should eventually be extended to support 64-bit ELF (this
-// won't be hard), but we haven't done so yet!
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/CodeGen/ELFWriter.h"
+#define DEBUG_TYPE "elfwriter"
+
+#include "ELF.h"
+#include "ELFWriter.h"
+#include "ELFCodeEmitter.h"
+#include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/CodeGen/BinaryObject.h"
+#include "llvm/CodeGen/FileWriters.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "llvm/CodeGen/ObjectCodeEmitter.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
+#include "llvm/Target/TargetAsmInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Target/TargetELFWriterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Support/Mangler.h"
+#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 using namespace llvm;
 
-ELFWriter::ELFWriter(std::ostream &o, TargetMachine &tm) : O(o), TM(tm) {
-  e_machine = 0;  // e_machine defaults to 'No Machine'
-  e_flags = 0;    // e_flags defaults to 0, no flags.
+char ELFWriter::ID = 0;
+/// AddELFWriter - Concrete function to add the ELF writer to the function pass
+/// manager.
+ObjectCodeEmitter *llvm::AddELFWriter(PassManagerBase &PM,
+                                       raw_ostream &O,
+                                       TargetMachine &TM) {
+  ELFWriter *EW = new ELFWriter(O, TM);
+  PM.add(EW);
+  return (ObjectCodeEmitter*) &EW->getMachineCodeEmitter();
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                          ELFWriter Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-  is64Bit = TM.getTargetData().getPointerSizeInBits() == 64;  
-  isLittleEndian = TM.getTargetData().isLittleEndian();
+ELFWriter::ELFWriter(raw_ostream &o, TargetMachine &tm)
+  : MachineFunctionPass(&ID), O(o), TM(tm),
+    is64Bit(TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64),
+    isLittleEndian(TM.getTargetData()->isLittleEndian()),
+    ElfHdr(isLittleEndian, is64Bit) {
+
+  TAI = TM.getTargetAsmInfo();
+  TEW = TM.getELFWriterInfo();
+
+  // Create the machine code emitter object for this target.
+  MCE = new ELFCodeEmitter(*this);
+
+  // Inital number of sections
+  NumSections = 0;
+}
+
+ELFWriter::~ELFWriter() {
+  delete MCE;
 }
 
 // doInitialization - Emit the file header and all of the global variables for
 // the module to the ELF file.
 bool ELFWriter::doInitialization(Module &M) {
-  outbyte(0x7F);                     // EI_MAG0
-  outbyte('E');                      // EI_MAG1
-  outbyte('L');                      // EI_MAG2
-  outbyte('F');                      // EI_MAG3
-  outbyte(is64Bit ? 2 : 1);          // EI_CLASS
-  outbyte(isLittleEndian ? 1 : 2);   // EI_DATA
-  outbyte(1);                        // EI_VERSION
-  for (unsigned i = OutputBuffer.size(); i != 16; ++i)
-    outbyte(0);                      // EI_PAD up to 16 bytes.
-  
-  // This should change for shared objects.
-  outhalf(1);                        // e_type = ET_REL
-  outhalf(e_machine);                // e_machine = whatever the target wants
-  outword(1);                        // e_version = 1
-  outaddr(0);                        // e_entry = 0 -> no entry point in .o file
-  outaddr(0);                        // e_phoff = 0 -> no program header for .o
-
-  ELFHeader_e_shoff_Offset = OutputBuffer.size();
-  outaddr(0);                        // e_shoff
-  outword(e_flags);                  // e_flags = whatever the target wants
-
-  assert(!is64Bit && "These sizes need to be adjusted for 64-bit!");
-  outhalf(52);                       // e_ehsize = ELF header size
-  outhalf(0);                        // e_phentsize = prog header entry size
-  outhalf(0);                        // e_phnum     = # prog header entries = 0
-  outhalf(40);                       // e_shentsize = sect header entry size
-
-  
-  ELFHeader_e_shnum_Offset = OutputBuffer.size();
-  outhalf(0);                        // e_shnum     = # of section header ents
-  ELFHeader_e_shstrndx_Offset = OutputBuffer.size();
-  outhalf(0);                        // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
-
-  // Add the null section.
-  SectionList.push_back(ELFSection());
-
-  // Start up the symbol table.  The first entry in the symtab is the null
-  // entry.
-  SymbolTable.push_back(ELFSym(0));
-
-
-
-  // FIXME: Should start the .text section.
+  Mang = new Mangler(M);
+
+  // ELF Header
+  // ----------
+  // Fields e_shnum e_shstrndx are only known after all section have
+  // been emitted. They locations in the ouput buffer are recorded so
+  // to be patched up later.
+  //
+  // Note
+  // ----
+  // emitWord method behaves differently for ELF32 and ELF64, writing
+  // 4 bytes in the former and 8 in the last for *_off and *_addr elf types
+
+  ElfHdr.emitByte(0x7f); // e_ident[EI_MAG0]
+  ElfHdr.emitByte('E');  // e_ident[EI_MAG1]
+  ElfHdr.emitByte('L');  // e_ident[EI_MAG2]
+  ElfHdr.emitByte('F');  // e_ident[EI_MAG3]
+
+  ElfHdr.emitByte(TEW->getEIClass()); // e_ident[EI_CLASS]
+  ElfHdr.emitByte(TEW->getEIData());  // e_ident[EI_DATA]
+  ElfHdr.emitByte(EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
+  ElfHdr.emitAlignment(16);           // e_ident[EI_NIDENT-EI_PAD]
+
+  ElfHdr.emitWord16(ET_REL);             // e_type
+  ElfHdr.emitWord16(TEW->getEMachine()); // e_machine = target
+  ElfHdr.emitWord32(EV_CURRENT);         // e_version
+  ElfHdr.emitWord(0);                    // e_entry, no entry point in .o file
+  ElfHdr.emitWord(0);                    // e_phoff, no program header for .o
+  ELFHdr_e_shoff_Offset = ElfHdr.size();
+  ElfHdr.emitWord(0);                    // e_shoff = sec hdr table off in bytes
+  ElfHdr.emitWord32(TEW->getEFlags());   // e_flags = whatever the target wants
+  ElfHdr.emitWord16(TEW->getHdrSize());  // e_ehsize = ELF header size
+  ElfHdr.emitWord16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
+  ElfHdr.emitWord16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
+
+  // e_shentsize = Section header entry size
+  ElfHdr.emitWord16(TEW->getSHdrSize());
+
+  // e_shnum     = # of section header ents
+  ELFHdr_e_shnum_Offset = ElfHdr.size();
+  ElfHdr.emitWord16(0); // Placeholder
+
+  // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
+  ELFHdr_e_shstrndx_Offset = ElfHdr.size();
+  ElfHdr.emitWord16(0); // Placeholder
+
+  // Add the null section, which is required to be first in the file.
+  getNullSection();
+
   return false;
 }
 
-void ELFWriter::EmitGlobal(GlobalVariable *GV, ELFSection &DataSection,
-                           ELFSection &BSSSection) {
-  // If this is an external global, emit it...
-  assert(GV->hasInitializer() && "FIXME: unimp");
-  
-  // If this global has a zero initializer, it is part of the .bss or common
-  // section.
-  if (GV->getInitializer()->isNullValue()) {
-    // If this global is part of the common block, add it now.  Variables are
-    // part of the common block if they are zero initialized and allowed to be
-    // merged with other symbols.
-    if (GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage()) {
-      ELFSym CommonSym(GV);
-      // Value for common symbols is the alignment required.
-      const Type *GVType = (const Type*)GV->getType();
-      CommonSym.Value = TM.getTargetData().getTypeAlignment(GVType);
-      CommonSym.Size  = TM.getTargetData().getTypeSize(GVType);
-      CommonSym.SetBind(ELFSym::STB_GLOBAL);
-      CommonSym.SetType(ELFSym::STT_OBJECT);
-      // TODO SOMEDAY: add ELF visibility.
-      CommonSym.SectionIdx = ELFSection::SHN_COMMON;
-      SymbolTable.push_back(CommonSym);
-      return;
+unsigned ELFWriter::getGlobalELFVisibility(const GlobalValue *GV) {
+  switch (GV->getVisibility()) {
+  default:
+    assert(0 && "unknown visibility type");
+  case GlobalValue::DefaultVisibility:
+    return ELFSym::STV_DEFAULT;
+  case GlobalValue::HiddenVisibility:
+    return ELFSym::STV_HIDDEN;
+  case GlobalValue::ProtectedVisibility:
+    return ELFSym::STV_PROTECTED;
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+unsigned ELFWriter::getGlobalELFLinkage(const GlobalValue *GV) {
+  if (GV->hasInternalLinkage())
+    return ELFSym::STB_LOCAL;
+
+  if (GV->hasWeakLinkage())
+    return ELFSym::STB_WEAK;
+
+  return ELFSym::STB_GLOBAL;
+}
+
+// getElfSectionFlags - Get the ELF Section Header based on the
+// flags defined in ELFTargetAsmInfo.
+unsigned ELFWriter::getElfSectionFlags(unsigned Flags) {
+  unsigned ElfSectionFlags = ELFSection::SHF_ALLOC;
+
+  if (Flags & SectionFlags::Code)
+    ElfSectionFlags |= ELFSection::SHF_EXECINSTR;
+  if (Flags & SectionFlags::Writeable)
+    ElfSectionFlags |= ELFSection::SHF_WRITE;
+  if (Flags & SectionFlags::Mergeable)
+    ElfSectionFlags |= ELFSection::SHF_MERGE;
+  if (Flags & SectionFlags::TLS)
+    ElfSectionFlags |= ELFSection::SHF_TLS;
+  if (Flags & SectionFlags::Strings)
+    ElfSectionFlags |= ELFSection::SHF_STRINGS;
+
+  return ElfSectionFlags;
+}
+
+// For global symbols without a section, return the Null section as a
+// placeholder
+ELFSection &ELFWriter::getGlobalSymELFSection(const GlobalVariable *GV,
+                                              ELFSym &Sym) {
+  // If this is a declaration, the symbol does not have a section.
+  if (!GV->hasInitializer()) {
+    Sym.SectionIdx = ELFSection::SHN_UNDEF;
+    return getNullSection();
+  }
+
+  // Get the name and flags of the section for the global
+  const Section *S = TAI->SectionForGlobal(GV);
+  unsigned SectionType = ELFSection::SHT_PROGBITS;
+  unsigned SectionFlags = getElfSectionFlags(S->getFlags());
+  DOUT << "Section " << S->getName() << " for global " << GV->getName() << "\n";
+
+  const TargetData *TD = TM.getTargetData();
+  unsigned Align = TD->getPreferredAlignment(GV);
+  Constant *CV = GV->getInitializer();
+
+  // If this global has a zero initializer, go to .bss or common section.
+  // Variables are part of the common block if they are zero initialized
+  // and allowed to be merged with other symbols.
+  if (CV->isNullValue() || isa<UndefValue>(CV)) {
+    SectionType = ELFSection::SHT_NOBITS;
+    ELFSection &ElfS = getSection(S->getName(), SectionType, SectionFlags);
+    if (GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage() ||
+        GV->hasCommonLinkage()) {
+      Sym.SectionIdx = ELFSection::SHN_COMMON;
+      Sym.IsCommon = true;
+      ElfS.Align = 1;
+      return ElfS;
     }
+    Sym.IsBss = true;
+    Sym.SectionIdx = ElfS.SectionIdx;
+    if (Align) ElfS.Size = (ElfS.Size + Align-1) & ~(Align-1);
+    ElfS.Align = std::max(ElfS.Align, Align);
+    return ElfS;
+  }
 
-    // FIXME: Implement the .bss section.
-    return;
+  Sym.IsConstant = true;
+  ELFSection &ElfS = getSection(S->getName(), SectionType, SectionFlags);
+  Sym.SectionIdx = ElfS.SectionIdx;
+  ElfS.Align = std::max(ElfS.Align, Align);
+  return ElfS;
+}
+
+void ELFWriter::EmitFunctionDeclaration(const Function *F) {
+  ELFSym GblSym(F);
+  GblSym.setBind(ELFSym::STB_GLOBAL);
+  GblSym.setType(ELFSym::STT_NOTYPE);
+  GblSym.setVisibility(ELFSym::STV_DEFAULT);
+  GblSym.SectionIdx = ELFSection::SHN_UNDEF;
+  SymbolList.push_back(GblSym);
+}
+
+void ELFWriter::EmitGlobalVar(const GlobalVariable *GV) {
+  unsigned SymBind = getGlobalELFLinkage(GV);
+  unsigned Align=0, Size=0;
+  ELFSym GblSym(GV);
+  GblSym.setBind(SymBind);
+  GblSym.setVisibility(getGlobalELFVisibility(GV));
+
+  if (GV->hasInitializer()) {
+    GblSym.setType(ELFSym::STT_OBJECT);
+    const TargetData *TD = TM.getTargetData();
+    Align = TD->getPreferredAlignment(GV);
+    Size = TD->getTypeAllocSize(GV->getInitializer()->getType());
+    GblSym.Size = Size;
+  } else {
+    GblSym.setType(ELFSym::STT_NOTYPE);
   }
 
-  // FIXME: handle .rodata
-  //assert(!GV->isConstant() && "unimp");
+  ELFSection &GblSection = getGlobalSymELFSection(GV, GblSym);
+
+  if (GblSym.IsCommon) {
+    GblSym.Value = Align;
+  } else if (GblSym.IsBss) {
+    GblSym.Value = GblSection.Size;
+    GblSection.Size += Size;
+  } else if (GblSym.IsConstant){
+    // GblSym.Value should contain the symbol index inside the section,
+    // and all symbols should start on their required alignment boundary
+    GblSym.Value = (GblSection.size() + (Align-1)) & (-Align);
+    GblSection.emitAlignment(Align);
+    EmitGlobalConstant(GV->getInitializer(), GblSection);
+  }
+
+  // Local symbols should come first on the symbol table.
+  if (!GV->hasPrivateLinkage()) {
+    if (SymBind == ELFSym::STB_LOCAL)
+      SymbolList.push_front(GblSym);
+    else
+      SymbolList.push_back(GblSym);
+  }
+}
+
+void ELFWriter::EmitGlobalConstantStruct(const ConstantStruct *CVS,
+                                         ELFSection &GblS) {
+
+  // Print the fields in successive locations. Pad to align if needed!
+  const TargetData *TD = TM.getTargetData();
+  unsigned Size = TD->getTypeAllocSize(CVS->getType());
+  const StructLayout *cvsLayout = TD->getStructLayout(CVS->getType());
+  uint64_t sizeSoFar = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = CVS->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    const Constant* field = CVS->getOperand(i);
+
+    // Check if padding is needed and insert one or more 0s.
+    uint64_t fieldSize = TD->getTypeAllocSize(field->getType());
+    uint64_t padSize = ((i == e-1 ? Size : cvsLayout->getElementOffset(i+1))
+                        - cvsLayout->getElementOffset(i)) - fieldSize;
+    sizeSoFar += fieldSize + padSize;
+
+    // Now print the actual field value.
+    EmitGlobalConstant(field, GblS);
+
+    // Insert padding - this may include padding to increase the size of the
+    // current field up to the ABI size (if the struct is not packed) as well
+    // as padding to ensure that the next field starts at the right offset.
+    for (unsigned p=0; p < padSize; p++)
+      GblS.emitByte(0);
+  }
+  assert(sizeSoFar == cvsLayout->getSizeInBytes() &&
+         "Layout of constant struct may be incorrect!");
+}
 
-  // FIXME: handle .data
-  //assert(0 && "unimp");
+void ELFWriter::EmitGlobalConstant(const Constant *CV, ELFSection &GblS) {
+  const TargetData *TD = TM.getTargetData();
+  unsigned Size = TD->getTypeAllocSize(CV->getType());
+
+  if (const ConstantArray *CVA = dyn_cast<ConstantArray>(CV)) {
+    if (CVA->isString()) {
+      std::string GblStr = CVA->getAsString();
+      GblStr.resize(GblStr.size()-1);
+      GblS.emitString(GblStr);
+    } else { // Not a string.  Print the values in successive locations
+      for (unsigned i = 0, e = CVA->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        EmitGlobalConstant(CVA->getOperand(i), GblS);
+    }
+    return;
+  } else if (const ConstantStruct *CVS = dyn_cast<ConstantStruct>(CV)) {
+    EmitGlobalConstantStruct(CVS, GblS);
+    return;
+  } else if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CV)) {
+    uint64_t Val = CFP->getValueAPF().bitcastToAPInt().getZExtValue();
+    if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
+      GblS.emitWord64(Val);
+    else if (CFP->getType() == Type::FloatTy)
+      GblS.emitWord32(Val);
+    else if (CFP->getType() == Type::X86_FP80Ty) {
+      assert(0 && "X86_FP80Ty global emission not implemented");
+    } else if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
+      assert(0 && "PPC_FP128Ty global emission not implemented");
+    return;
+  } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CV)) {
+    if (Size == 4)
+      GblS.emitWord32(CI->getZExtValue());
+    else if (Size == 8)
+      GblS.emitWord64(CI->getZExtValue());
+    else
+      assert(0 && "LargeInt global emission not implemented");
+    return;
+  } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(CV)) {
+    const VectorType *PTy = CP->getType();
+    for (unsigned I = 0, E = PTy->getNumElements(); I < E; ++I)
+      EmitGlobalConstant(CP->getOperand(I), GblS);
+    return;
+  }
+  assert(0 && "unknown global constant");
 }
 
 
 bool ELFWriter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  // Nothing to do here, this is all done through the MCE object above.
   return false;
 }
 
 /// doFinalization - Now that the module has been completely processed, emit
 /// the ELF file to 'O'.
 bool ELFWriter::doFinalization(Module &M) {
-  // Okay, the .text section has now been finalized.
-  // FIXME: finalize the .text section.
+  /// FIXME: This should be removed when moving to ObjectCodeEmiter. Since the
+  /// current ELFCodeEmiter uses CurrBuff, ... it doesn't update S.Data
+  /// vector size for .text sections, so this is a quick dirty fix
+  ELFSection &TS = getTextSection();
+  if (TS.Size) {
+    BinaryData &BD = TS.getData();
+    for (unsigned e=0; e<TS.Size; ++e)
+      BD.push_back(BD[e]);
+  }
 
-  // Okay, the ELF header and .text sections have been completed, build the
-  // .data, .bss, and "common" sections next.
-  ELFSection DataSection(".data", OutputBuffer.size());
-  ELFSection BSSSection (".bss");
+  // Emit .data section placeholder
+  getDataSection();
+
+  // Emit .bss section placeholder
+  getBSSSection();
+
+  // Build and emit data, bss and "common" sections.
   for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
-       I != E; ++I)
-    EmitGlobal(I, DataSection, BSSSection);
-
-  // If the .data section is nonempty, add it to our list.
-  if (DataSection.Size) {
-    DataSection.Align = 4;   // FIXME: Compute!
-    // FIXME: Set the right flags and stuff.
-    SectionList.push_back(DataSection);
+       I != E; ++I) {
+    EmitGlobalVar(I);
+    GblSymLookup[I] = 0;
   }
 
-  // If the .bss section is nonempty, add it to our list.
-  if (BSSSection.Size) {
-    BSSSection.Offset = OutputBuffer.size();
-    BSSSection.Align = 4;  // FIXME: Compute!
-    // FIXME: Set the right flags and stuff.
-    SectionList.push_back(BSSSection);
+  // Emit all pending globals
+  // TODO: this should be done only for referenced symbols
+  for (SetVector<GlobalValue*>::const_iterator I = PendingGlobals.begin(),
+       E = PendingGlobals.end(); I != E; ++I) {
+
+    // No need to emit the symbol again
+    if (GblSymLookup.find(*I) != GblSymLookup.end())
+      continue;
+
+    if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(*I)) {
+      EmitGlobalVar(GV);
+    } else if (Function *F = dyn_cast<Function>(*I)) {
+      // If function is not in GblSymLookup, it doesn't have a body,
+      // so emit the symbol as a function declaration (no section associated)
+      EmitFunctionDeclaration(F);
+    } else {
+      assert("unknown howto handle pending global");
+    }
+    GblSymLookup[*I] = 0;
+  }
+
+  // Emit non-executable stack note
+  if (TAI->getNonexecutableStackDirective())
+    getNonExecStackSection();
+
+  // Emit a symbol for each section created until now
+  for (std::map<std::string, ELFSection*>::iterator I = SectionLookup.begin(),
+       E = SectionLookup.end(); I != E; ++I) {
+    ELFSection *ES = I->second;
+
+    // Skip null section
+    if (ES->SectionIdx == 0) continue;
+
+    ELFSym SectionSym(0);
+    SectionSym.SectionIdx = ES->SectionIdx;
+    SectionSym.Size = 0;
+    SectionSym.setBind(ELFSym::STB_LOCAL);
+    SectionSym.setType(ELFSym::STT_SECTION);
+    SectionSym.setVisibility(ELFSym::STV_DEFAULT);
+
+    // Local symbols go in the list front
+    SymbolList.push_front(SectionSym);
   }
 
+  // Emit string table
+  EmitStringTable();
+
   // Emit the symbol table now, if non-empty.
   EmitSymbolTable();
 
-  // FIXME: Emit the relocations now.
+  // Emit the relocation sections.
+  EmitRelocations();
 
-  // Emit the string table for the sections in the ELF file we have.
+  // Emit the sections string table.
   EmitSectionTableStringTable();
 
-  // Emit the .o file section table.
-  EmitSectionTable();
+  // Dump the sections and section table to the .o file.
+  OutputSectionsAndSectionTable();
 
-  // Emit the .o file to the specified stream.
-  O.write((char*)&OutputBuffer[0], OutputBuffer.size());
+  // We are done with the abstract symbols.
+  SectionList.clear();
+  NumSections = 0;
 
-  // Free the output buffer.
-  std::vector<unsigned char>().swap(OutputBuffer);
+  // Release the name mangler object.
+  delete Mang; Mang = 0;
   return false;
 }
 
-/// EmitSymbolTable - If the current symbol table is non-empty, emit the string
-/// table for it and then the symbol table itself.
-void ELFWriter::EmitSymbolTable() {
-  if (SymbolTable.size() == 1) return;  // Only the null entry.
+/// EmitRelocations - Emit relocations
+void ELFWriter::EmitRelocations() {
+
+  // Create Relocation sections for each section which needs it.
+  for (std::list<ELFSection>::iterator I = SectionList.begin(),
+       E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
+
+    // This section does not have relocations
+    if (!I->hasRelocations()) continue;
+
+    // Get the relocation section for section 'I'
+    bool HasRelA = TEW->hasRelocationAddend();
+    ELFSection &RelSec = getRelocSection(I->getName(), HasRelA,
+                                         TEW->getPrefELFAlignment());
+
+    // 'Link' - Section hdr idx of the associated symbol table
+    // 'Info' - Section hdr idx of the section to which the relocation applies
+    ELFSection &SymTab = getSymbolTableSection();
+    RelSec.Link = SymTab.SectionIdx;
+    RelSec.Info = I->SectionIdx;
+    RelSec.EntSize = TEW->getRelocationEntrySize();
+
+    // Get the relocations from Section
+    std::vector<MachineRelocation> Relos = I->getRelocations();
+    for (std::vector<MachineRelocation>::iterator MRI = Relos.begin(),
+         MRE = Relos.end(); MRI != MRE; ++MRI) {
+      MachineRelocation &MR = *MRI;
+
+      // Offset from the start of the section containing the symbol
+      unsigned Offset = MR.getMachineCodeOffset();
+
+      // Symbol index in the symbol table
+      unsigned SymIdx = 0;
+
+      // Target specific ELF relocation type
+      unsigned RelType = TEW->getRelocationType(MR.getRelocationType());
+
+      // Constant addend used to compute the value to be stored 
+      // into the relocatable field
+      int64_t Addend = 0;
+
+      // There are several machine relocations types, and each one of
+      // them needs a different approach to retrieve the symbol table index.
+      if (MR.isGlobalValue()) {
+        const GlobalValue *G = MR.getGlobalValue();
+        SymIdx = GblSymLookup[G];
+        Addend = TEW->getAddendForRelTy(RelType);
+      } else {
+        unsigned SectionIdx = MR.getConstantVal();
+        // TODO: use a map for this.
+        for (std::list<ELFSym>::iterator I = SymbolList.begin(),
+             E = SymbolList.end(); I != E; ++I)
+          if ((SectionIdx == I->SectionIdx) &&
+              (I->getType() == ELFSym::STT_SECTION)) {
+            SymIdx = I->SymTabIdx;
+            break;
+          }
+        Addend = (uint64_t)MR.getResultPointer();
+      }
+
+      // Get the relocation entry and emit to the relocation section
+      ELFRelocation Rel(Offset, SymIdx, RelType, HasRelA, Addend);
+      EmitRelocation(RelSec, Rel, HasRelA);
+    }
+  }
+}
 
-  // FIXME: compact all local symbols to the start of the symtab.
-  unsigned FirstNonLocalSymbol = 1;
+/// EmitRelocation - Write relocation 'Rel' to the relocation section 'Rel'
+void ELFWriter::EmitRelocation(BinaryObject &RelSec, ELFRelocation &Rel,
+                               bool HasRelA) {
+  RelSec.emitWord(Rel.getOffset());
+  RelSec.emitWord(Rel.getInfo(is64Bit));
+  if (HasRelA)
+    RelSec.emitWord(Rel.getAddend());
+}
+
+/// EmitSymbol - Write symbol 'Sym' to the symbol table 'SymbolTable'
+void ELFWriter::EmitSymbol(BinaryObject &SymbolTable, ELFSym &Sym) {
+  if (is64Bit) {
+    SymbolTable.emitWord32(Sym.NameIdx);
+    SymbolTable.emitByte(Sym.Info);
+    SymbolTable.emitByte(Sym.Other);
+    SymbolTable.emitWord16(Sym.SectionIdx);
+    SymbolTable.emitWord64(Sym.Value);
+    SymbolTable.emitWord64(Sym.Size);
+  } else {
+    SymbolTable.emitWord32(Sym.NameIdx);
+    SymbolTable.emitWord32(Sym.Value);
+    SymbolTable.emitWord32(Sym.Size);
+    SymbolTable.emitByte(Sym.Info);
+    SymbolTable.emitByte(Sym.Other);
+    SymbolTable.emitWord16(Sym.SectionIdx);
+  }
+}
+
+/// EmitSectionHeader - Write section 'Section' header in 'SHdrTab'
+/// Section Header Table
+void ELFWriter::EmitSectionHeader(BinaryObject &SHdrTab, 
+                                  const ELFSection &SHdr) {
+  SHdrTab.emitWord32(SHdr.NameIdx);
+  SHdrTab.emitWord32(SHdr.Type);
+  if (is64Bit) {
+    SHdrTab.emitWord64(SHdr.Flags);
+    SHdrTab.emitWord(SHdr.Addr);
+    SHdrTab.emitWord(SHdr.Offset);
+    SHdrTab.emitWord64(SHdr.Size);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Link);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Info);
+    SHdrTab.emitWord64(SHdr.Align);
+    SHdrTab.emitWord64(SHdr.EntSize);
+  } else {
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Flags);
+    SHdrTab.emitWord(SHdr.Addr);
+    SHdrTab.emitWord(SHdr.Offset);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Size);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Link);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Info);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.Align);
+    SHdrTab.emitWord32(SHdr.EntSize);
+  }
+}
 
-  SectionList.push_back(ELFSection(".strtab", OutputBuffer.size()));
-  ELFSection &StrTab = SectionList.back();
-  StrTab.Type = ELFSection::SHT_STRTAB;
-  StrTab.Align = 1;
+/// EmitStringTable - If the current symbol table is non-empty, emit the string
+/// table for it
+void ELFWriter::EmitStringTable() {
+  if (!SymbolList.size()) return;  // Empty symbol table.
+  ELFSection &StrTab = getStringTableSection();
 
   // Set the zero'th symbol to a null byte, as required.
-  outbyte(0);
-  SymbolTable[0].NameIdx = 0;
+  StrTab.emitByte(0);
+
+  // Walk on the symbol list and write symbol names into the
+  // string table.
   unsigned Index = 1;
-  for (unsigned i = 1, e = SymbolTable.size(); i != e; ++i) {
-    // FIXME: USE A MANGLER!!
-    const std::string &Name = SymbolTable[i].GV->getName();
+  for (std::list<ELFSym>::iterator I = SymbolList.begin(),
+       E = SymbolList.end(); I != E; ++I) {
+
+    // Use the name mangler to uniquify the LLVM symbol.
+    std::string Name;
+    if (I->GV) Name.append(Mang->getValueName(I->GV));
 
     if (Name.empty()) {
-      SymbolTable[i].NameIdx = 0;
+      I->NameIdx = 0;
     } else {
-      SymbolTable[i].NameIdx = Index;
-
-      // Add the name to the output buffer, including the null terminator.
-      OutputBuffer.insert(OutputBuffer.end(), Name.begin(), Name.end());
-
-      // Add a null terminator.
-      OutputBuffer.push_back(0);
+      I->NameIdx = Index;
+      StrTab.emitString(Name);
 
       // Keep track of the number of bytes emitted to this section.
       Index += Name.size()+1;
     }
   }
+  assert(Index == StrTab.size());
+  StrTab.Size = Index;
+}
 
-  StrTab.Size = OutputBuffer.size()-StrTab.Offset;
+/// EmitSymbolTable - Emit the symbol table itself.
+void ELFWriter::EmitSymbolTable() {
+  if (!SymbolList.size()) return;  // Empty symbol table.
 
+  unsigned FirstNonLocalSymbol = 1;
   // Now that we have emitted the string table and know the offset into the
   // string table of each symbol, emit the symbol table itself.
-  assert(!is64Bit && "Should this be 8 byte aligned for 64-bit?"
-         " (check .Align below also)");
-  align(4);
-
-  SectionList.push_back(ELFSection(".symtab", OutputBuffer.size()));
-  ELFSection &SymTab = SectionList.back();
-  SymTab.Type = ELFSection::SHT_SYMTAB;
-  SymTab.Align = 4;   // FIXME: check for ELF64
-  SymTab.Link = SectionList.size()-2;  // Section Index of .strtab.
-  SymTab.Info = FirstNonLocalSymbol;   // First non-STB_LOCAL symbol.
-  SymTab.EntSize = 16; // Size of each symtab entry. FIXME: wrong for ELF64
-
-  assert(!is64Bit && "check this!");
-  for (unsigned i = 0, e = SymbolTable.size(); i != e; ++i) {
-    ELFSym &Sym = SymbolTable[i];
-    outword(Sym.NameIdx);
-    outaddr(Sym.Value);
-    outword(Sym.Size);
-    outbyte(Sym.Info);
-    outbyte(Sym.Other);
-    outhalf(Sym.SectionIdx);
+  ELFSection &SymTab = getSymbolTableSection();
+  SymTab.Align = TEW->getPrefELFAlignment();
+
+  // Section Index of .strtab.
+  SymTab.Link = getStringTableSection().SectionIdx;
+
+  // Size of each symtab entry.
+  SymTab.EntSize = TEW->getSymTabEntrySize();
+
+  // The first entry in the symtab is the null symbol
+  ELFSym NullSym = ELFSym(0);
+  EmitSymbol(SymTab, NullSym);
+
+  // Emit all the symbols to the symbol table. Skip the null
+  // symbol, cause it's emitted already
+  unsigned Index = 1;
+  for (std::list<ELFSym>::iterator I = SymbolList.begin(),
+       E = SymbolList.end(); I != E; ++I, ++Index) {
+    // Keep track of the first non-local symbol
+    if (I->getBind() == ELFSym::STB_LOCAL)
+      FirstNonLocalSymbol++;
+
+    // Emit symbol to the symbol table
+    EmitSymbol(SymTab, *I);
+
+    // Record the symbol table index for each global value
+    if (I->GV)
+      GblSymLookup[I->GV] = Index;
+
+    // Keep track on the symbol index into the symbol table
+    I->SymTabIdx = Index;
   }
 
-  SymTab.Size = OutputBuffer.size()-SymTab.Offset;
+  SymTab.Info = FirstNonLocalSymbol;
+  SymTab.Size = SymTab.size();
 }
 
 /// EmitSectionTableStringTable - This method adds and emits a section for the
@@ -255,63 +663,111 @@ void ELFWriter::EmitSymbolTable() {
 /// section names.
 void ELFWriter::EmitSectionTableStringTable() {
   // First step: add the section for the string table to the list of sections:
-  SectionList.push_back(ELFSection(".shstrtab", OutputBuffer.size()));
-  SectionList.back().Type = ELFSection::SHT_STRTAB;
+  ELFSection &SHStrTab = getSectionHeaderStringTableSection();
 
   // Now that we know which section number is the .shstrtab section, update the
   // e_shstrndx entry in the ELF header.
-  fixhalf(SectionList.size()-1, ELFHeader_e_shstrndx_Offset);
+  ElfHdr.fixWord16(SHStrTab.SectionIdx, ELFHdr_e_shstrndx_Offset);
 
   // Set the NameIdx of each section in the string table and emit the bytes for
   // the string table.
   unsigned Index = 0;
 
-  for (unsigned i = 0, e = SectionList.size(); i != e; ++i) {
+  for (std::list<ELFSection>::iterator I = SectionList.begin(),
+         E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
     // Set the index into the table.  Note if we have lots of entries with
     // common suffixes, we could memoize them here if we cared.
-    SectionList[i].NameIdx = Index;
-
-    // Add the name to the output buffer, including the null terminator.
-    OutputBuffer.insert(OutputBuffer.end(), SectionList[i].Name.begin(),
-                        SectionList[i].Name.end());
-    // Add a null terminator.
-    OutputBuffer.push_back(0);
+    I->NameIdx = Index;
+    SHStrTab.emitString(I->getName());
 
     // Keep track of the number of bytes emitted to this section.
-    Index += SectionList[i].Name.size()+1;
+    Index += I->getName().size()+1;
   }
 
   // Set the size of .shstrtab now that we know what it is.
-  SectionList.back().Size = Index;
+  assert(Index == SHStrTab.size());
+  SHStrTab.Size = Index;
 }
 
-/// EmitSectionTable - Now that we have emitted the entire contents of the file
-/// (all of the sections), emit the section table which informs the reader where
-/// the boundaries are.
-void ELFWriter::EmitSectionTable() {
-  // Now that all of the sections have been emitted, set the e_shnum entry in
-  // the ELF header.
-  fixhalf(SectionList.size(), ELFHeader_e_shnum_Offset);
-  
-  // Now that we know the offset in the file of the section table (which we emit
-  // next), update the e_shoff address in the ELF header.
-  fixaddr(OutputBuffer.size(), ELFHeader_e_shoff_Offset);
-  
-  // Emit all of the section table entries.
-  for (unsigned i = 0, e = SectionList.size(); i != e; ++i) {
-    const ELFSection &S = SectionList[i];
-    outword(S.NameIdx);  // sh_name - Symbol table name idx
-    outword(S.Type);     // sh_type - Section contents & semantics
-    outword(S.Flags);    // sh_flags - Section flags.
-    outaddr(S.Addr);     // sh_addr - The mem address this section appears in.
-    outaddr(S.Offset);   // sh_offset - The offset from the start of the file.
-    outword(S.Size);     // sh_size - The section size.
-    outword(S.Link);     // sh_link - Section header table index link.
-    outword(S.Info);     // sh_info - Auxillary information.
-    outword(S.Align);    // sh_addralign - Alignment of section.
-    outword(S.EntSize);  // sh_entsize - Size of each entry in the section.
+/// OutputSectionsAndSectionTable - Now that we have constructed the file header
+/// and all of the sections, emit these to the ostream destination and emit the
+/// SectionTable.
+void ELFWriter::OutputSectionsAndSectionTable() {
+  // Pass #1: Compute the file offset for each section.
+  size_t FileOff = ElfHdr.size();   // File header first.
+
+  // Adjust alignment of all section if needed.
+  for (std::list<ELFSection>::iterator I = SectionList.begin(),
+         E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
+
+    // Section idx 0 has 0 offset
+    if (!I->SectionIdx)
+      continue;
+
+    if (!I->size()) {
+      I->Offset = FileOff;
+      continue;
+    }
+
+    // Update Section size
+    if (!I->Size)
+      I->Size = I->size();
+
+    // Align FileOff to whatever the alignment restrictions of the section are.
+    if (I->Align)
+      FileOff = (FileOff+I->Align-1) & ~(I->Align-1);
+
+    I->Offset = FileOff;
+    FileOff += I->Size;
+  }
+
+  // Align Section Header.
+  unsigned TableAlign = TEW->getPrefELFAlignment();
+  FileOff = (FileOff+TableAlign-1) & ~(TableAlign-1);
+
+  // Now that we know where all of the sections will be emitted, set the e_shnum
+  // entry in the ELF header.
+  ElfHdr.fixWord16(NumSections, ELFHdr_e_shnum_Offset);
+
+  // Now that we know the offset in the file of the section table, update the
+  // e_shoff address in the ELF header.
+  ElfHdr.fixWord(FileOff, ELFHdr_e_shoff_Offset);
+
+  // Now that we know all of the data in the file header, emit it and all of the
+  // sections!
+  O.write((char *)&ElfHdr.getData()[0], ElfHdr.size());
+  FileOff = ElfHdr.size();
+
+  // Section Header Table blob
+  BinaryObject SHdrTable(isLittleEndian, is64Bit);
+
+  // Emit all of sections to the file and build the section header table.
+  while (!SectionList.empty()) {
+    ELFSection &S = *SectionList.begin();
+    DOUT << "SectionIdx: " << S.SectionIdx << ", Name: " << S.getName()
+         << ", Size: " << S.Size << ", Offset: " << S.Offset
+         << ", SectionData Size: " << S.size() << "\n";
+
+    // Align FileOff to whatever the alignment restrictions of the section are.
+    if (S.size()) {
+      if (S.Align)  {
+        for (size_t NewFileOff = (FileOff+S.Align-1) & ~(S.Align-1);
+             FileOff != NewFileOff; ++FileOff)
+          O << (char)0xAB;
+      }
+      O.write((char *)&S.getData()[0], S.Size);
+      FileOff += S.Size;
+    }
+
+    EmitSectionHeader(SHdrTable, S);
+    SectionList.pop_front();
   }
 
-  // Release the memory allocated for the section list.
-  std::vector<ELFSection>().swap(SectionList);
+  // Align output for the section table.
+  for (size_t NewFileOff = (FileOff+TableAlign-1) & ~(TableAlign-1);
+       FileOff != NewFileOff; ++FileOff)
+    O << (char)0xAB;
+
+  // Emit the section table itself.
+  O.write((char *)&SHdrTable.getData()[0], SHdrTable.size());
 }