Do some cleanups suggested by Chris.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachOWriter.cpp
index 0b7dfab80f3d1be82f1a396bdf466c2ca4277bbc..73b15edba37ff71b158e99b4d0804f742f163a71 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Nate Begeman 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.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#include "MachO.h"
 #include "MachOWriter.h"
+#include "MachOCodeEmitter.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/PassManager.h"
-#include "llvm/CodeGen/FileWriters.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
-#include "llvm/ExecutionEngine/ExecutionEngine.h"
-#include "llvm/Target/TargetAsmInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetJITInfo.h"
+#include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachOWriterInfo.h"
 #include "llvm/Support/Mangler.h"
-#include "llvm/Support/MathExtras.h"
 #include "llvm/Support/OutputBuffer.h"
-#include "llvm/Support/Streams.h"
-#include <algorithm>
-using namespace llvm;
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+
+namespace llvm {
 
 /// AddMachOWriter - Concrete function to add the Mach-O writer to the function
 /// pass manager.
-MachineCodeEmitter *llvm::AddMachOWriter(FunctionPassManager &FPM,
-                                         std::ostream &O,
+ObjectCodeEmitter *AddMachOWriter(PassManagerBase &PM,
+                                         raw_ostream &O,
                                          TargetMachine &TM) {
   MachOWriter *MOW = new MachOWriter(O, TM);
-  FPM.add(MOW);
-  return &MOW->getMachineCodeEmitter();
+  PM.add(MOW);
+  return MOW->getObjectCodeEmitter();
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                       MachOCodeEmitter Implementation
+//                          MachOWriter Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-namespace llvm {
-  /// MachOCodeEmitter - This class is used by the MachOWriter to emit the code 
-  /// for functions to the Mach-O file.
-  class MachOCodeEmitter : public MachineCodeEmitter {
-    MachOWriter &MOW;
-
-    /// Target machine description.
-    TargetMachine &TM;
-
-    /// is64Bit/isLittleEndian - This information is inferred from the target
-    /// machine directly, indicating what header values and flags to set.
-    bool is64Bit, isLittleEndian;
-
-    /// Relocations - These are the relocations that the function needs, as
-    /// emitted.
-    std::vector<MachineRelocation> Relocations;
-    
-    /// CPLocations - This is a map of constant pool indices to offsets from the
-    /// start of the section for that constant pool index.
-    std::vector<intptr_t> CPLocations;
-
-    /// CPSections - This is a map of constant pool indices to the MachOSection
-    /// containing the constant pool entry for that index.
-    std::vector<unsigned> CPSections;
-
-    /// JTLocations - This is a map of jump table indices to offsets from the
-    /// start of the section for that jump table index.
-    std::vector<intptr_t> JTLocations;
-
-    /// MBBLocations - This vector is a mapping from MBB ID's to their address.
-    /// It is filled in by the StartMachineBasicBlock callback and queried by
-    /// the getMachineBasicBlockAddress callback.
-    std::vector<intptr_t> MBBLocations;
-    
-  public:
-    MachOCodeEmitter(MachOWriter &mow) : MOW(mow), TM(MOW.TM) {
-      is64Bit = TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64;
-      isLittleEndian = TM.getTargetData()->isLittleEndian();
-    }
-
-    virtual void startFunction(MachineFunction &MF);
-    virtual bool finishFunction(MachineFunction &MF);
+char MachOWriter::ID = 0;
 
-    virtual void addRelocation(const MachineRelocation &MR) {
-      Relocations.push_back(MR);
-    }
-    
-    void emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP);
-    void emitJumpTables(MachineJumpTableInfo *MJTI);
-    
-    virtual intptr_t getConstantPoolEntryAddress(unsigned Index) const {
-      assert(CPLocations.size() > Index && "CP not emitted!");
-      return CPLocations[Index];
-    }
-    virtual intptr_t getJumpTableEntryAddress(unsigned Index) const {
-      assert(JTLocations.size() > Index && "JT not emitted!");
-      return JTLocations[Index];
-    }
+MachOWriter::MachOWriter(raw_ostream &o, TargetMachine &tm)
+  : MachineFunctionPass(&ID), O(o), TM(tm) {
+  is64Bit = TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64;
+  isLittleEndian = TM.getTargetData()->isLittleEndian();
 
-    virtual void StartMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
-      if (MBBLocations.size() <= (unsigned)MBB->getNumber())
-        MBBLocations.resize((MBB->getNumber()+1)*2);
-      MBBLocations[MBB->getNumber()] = getCurrentPCOffset();
-    }
+  MAI = TM.getMCAsmInfo();
 
-    virtual intptr_t getMachineBasicBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) const {
-      assert(MBBLocations.size() > (unsigned)MBB->getNumber() && 
-             MBBLocations[MBB->getNumber()] && "MBB not emitted!");
-      return MBBLocations[MBB->getNumber()];
-    }
+  // Create the machine code emitter object for this target.
+  MachOCE = new MachOCodeEmitter(*this, *getTextSection(true));
+}
 
-    /// JIT SPECIFIC FUNCTIONS - DO NOT IMPLEMENT THESE HERE!
-    virtual void startFunctionStub(unsigned StubSize, unsigned Alignment = 1) {
-      assert(0 && "JIT specific function called!");
-      abort();
-    }
-    virtual void *finishFunctionStub(const Function *F) {
-      assert(0 && "JIT specific function called!");
-      abort();
-      return 0;
-    }
-  };
+MachOWriter::~MachOWriter() {
+  delete MachOCE;
 }
 
-/// startFunction - This callback is invoked when a new machine function is
-/// about to be emitted.
-void MachOCodeEmitter::startFunction(MachineFunction &MF) {
-  const TargetData *TD = TM.getTargetData();
-  const Function *F = MF.getFunction();
-
-  // Align the output buffer to the appropriate alignment, power of 2.
-  unsigned FnAlign = F->getAlignment();
-  unsigned TDAlign = TD->getPrefTypeAlignment(F->getType());
-  unsigned Align = Log2_32(std::max(FnAlign, TDAlign));
-  assert(!(Align & (Align-1)) && "Alignment is not a power of two!");
-
-  // Get the Mach-O Section that this function belongs in.
-  MachOWriter::MachOSection *MOS = MOW.getTextSection();
-  
-  // FIXME: better memory management
-  MOS->SectionData.reserve(4096);
-  BufferBegin = &MOS->SectionData[0];
-  BufferEnd = BufferBegin + MOS->SectionData.capacity();
-
-  // Upgrade the section alignment if required.
-  if (MOS->align < Align) MOS->align = Align;
-
-  // Round the size up to the correct alignment for starting the new function.
-  if ((MOS->size & ((1 << Align) - 1)) != 0) {
-    MOS->size += (1 << Align);
-    MOS->size &= ~((1 << Align) - 1);
-  }
+bool MachOWriter::doInitialization(Module &M) {
+  // Set the magic value, now that we know the pointer size and endianness
+  Header.setMagic(isLittleEndian, is64Bit);
 
-  // FIXME: Using MOS->size directly here instead of calculating it from the
-  // output buffer size (impossible because the code emitter deals only in raw
-  // bytes) forces us to manually synchronize size and write padding zero bytes
-  // to the output buffer for all non-text sections.  For text sections, we do
-  // not synchonize the output buffer, and we just blow up if anyone tries to
-  // write non-code to it.  An assert should probably be added to
-  // AddSymbolToSection to prevent calling it on the text section.
-  CurBufferPtr = BufferBegin + MOS->size;
-
-  // Clear per-function data structures.
-  CPLocations.clear();
-  CPSections.clear();
-  JTLocations.clear();
-  MBBLocations.clear();
+  // Set the file type
+  // FIXME: this only works for object files, we do not support the creation
+  //        of dynamic libraries or executables at this time.
+  Header.filetype = MachOHeader::MH_OBJECT;
+
+  Mang = new Mangler(M);
+  return false;
 }
 
-/// finishFunction - This callback is invoked after the function is completely
-/// finished.
-bool MachOCodeEmitter::finishFunction(MachineFunction &MF) {
-  // Get the Mach-O Section that this function belongs in.
-  MachOWriter::MachOSection *MOS = MOW.getTextSection();
-
-  // Get a symbol for the function to add to the symbol table
-  // FIXME: it seems like we should call something like AddSymbolToSection
-  // in startFunction rather than changing the section size and symbol n_value
-  // here.
-  const GlobalValue *FuncV = MF.getFunction();
-  MachOSym FnSym(FuncV, MOW.Mang->getValueName(FuncV), MOS->Index, TM);
-  FnSym.n_value = MOS->size;
-  MOS->size = CurBufferPtr - BufferBegin;
-  
-  // Emit constant pool to appropriate section(s)
-  emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-
-  // Emit jump tables to appropriate section
-  emitJumpTables(MF.getJumpTableInfo());
-  
-  // If we have emitted any relocations to function-specific objects such as 
-  // basic blocks, constant pools entries, or jump tables, record their
-  // addresses now so that we can rewrite them with the correct addresses
-  // later.
-  for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
-    MachineRelocation &MR = Relocations[i];
-    intptr_t Addr;
-
-    if (MR.isBasicBlock()) {
-      Addr = getMachineBasicBlockAddress(MR.getBasicBlock());
-      MR.setConstantVal(MOS->Index);
-      MR.setResultPointer((void*)Addr);
-    } else if (MR.isJumpTableIndex()) {
-      Addr = getJumpTableEntryAddress(MR.getJumpTableIndex());
-      MR.setConstantVal(MOW.getJumpTableSection()->Index);
-      MR.setResultPointer((void*)Addr);
-    } else if (MR.isConstantPoolIndex()) {
-      Addr = getConstantPoolEntryAddress(MR.getConstantPoolIndex());
-      MR.setConstantVal(CPSections[MR.getConstantPoolIndex()]);
-      MR.setResultPointer((void*)Addr);
-    } else if (!MR.isGlobalValue()) {
-      assert(0 && "Unhandled relocation type");
-    }
-    MOS->Relocations.push_back(MR);
-  }
-  Relocations.clear();
-  
-  // Finally, add it to the symtab.
-  MOW.SymbolTable.push_back(FnSym);
+bool MachOWriter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   return false;
 }
 
-/// emitConstantPool - For each constant pool entry, figure out which section
-/// the constant should live in, allocate space for it, and emit it to the 
-/// Section data buffer.
-void MachOCodeEmitter::emitConstantPool(MachineConstantPool *MCP) {
-  const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &CP = MCP->getConstants();
-  if (CP.empty()) return;
-
-  // FIXME: handle PIC codegen
-  bool isPIC = TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_;
-  assert(!isPIC && "PIC codegen not yet handled for mach-o jump tables!");
-
-  // Although there is no strict necessity that I am aware of, we will do what
-  // gcc for OS X does and put each constant pool entry in a section of constant
-  // objects of a certain size.  That means that float constants go in the
-  // literal4 section, and double objects go in literal8, etc.
-  //
-  // FIXME: revisit this decision if we ever do the "stick everything into one
-  // "giant object for PIC" optimization.
-  for (unsigned i = 0, e = CP.size(); i != e; ++i) {
-    const Type *Ty = CP[i].getType();
-    unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeSize(Ty);
-
-    MachOWriter::MachOSection *Sec = MOW.getConstSection(CP[i].Val.ConstVal);
-    OutputBuffer SecDataOut(Sec->SectionData, is64Bit, isLittleEndian);
-
-    CPLocations.push_back(Sec->SectionData.size());
-    CPSections.push_back(Sec->Index);
-    
-    // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
-    Sec->size += Size;
-
-    // Allocate space in the section for the global.
-    // FIXME: need alignment?
-    // FIXME: share between here and AddSymbolToSection?
-    for (unsigned j = 0; j < Size; ++j)
-      SecDataOut.outbyte(0);
-
-    MOW.InitMem(CP[i].Val.ConstVal, &Sec->SectionData[0], CPLocations[i],
-                TM.getTargetData(), Sec->Relocations);
-  }
+/// doFinalization - Now that the module has been completely processed, emit
+/// the Mach-O file to 'O'.
+bool MachOWriter::doFinalization(Module &M) {
+  // FIXME: we don't handle debug info yet, we should probably do that.
+  // Okay, the.text section has been completed, build the .data, .bss, and
+  // "common" sections next.
+
+  for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
+       I != E; ++I)
+    EmitGlobal(I);
+
+  // Emit the header and load commands.
+  EmitHeaderAndLoadCommands();
+
+  // Emit the various sections and their relocation info.
+  EmitSections();
+  EmitRelocations();
+
+  // Write the symbol table and the string table to the end of the file.
+  O.write((char*)&SymT[0], SymT.size());
+  O.write((char*)&StrT[0], StrT.size());
+
+  // We are done with the abstract symbols.
+  SectionList.clear();
+  SymbolTable.clear();
+  DynamicSymbolTable.clear();
+
+  // Release the name mangler object.
+  delete Mang; Mang = 0;
+  return false;
 }
 
-/// emitJumpTables - Emit all the jump tables for a given jump table info
-/// record to the appropriate section.
-void MachOCodeEmitter::emitJumpTables(MachineJumpTableInfo *MJTI) {
-  const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
-  if (JT.empty()) return;
-
-  // FIXME: handle PIC codegen
-  bool isPIC = TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_;
-  assert(!isPIC && "PIC codegen not yet handled for mach-o jump tables!");
-
-  MachOWriter::MachOSection *Sec = MOW.getJumpTableSection();
-  unsigned TextSecIndex = MOW.getTextSection()->Index;
-  OutputBuffer SecDataOut(Sec->SectionData, is64Bit, isLittleEndian);
-
-  for (unsigned i = 0, e = JT.size(); i != e; ++i) {
-    // For each jump table, record its offset from the start of the section,
-    // reserve space for the relocations to the MBBs, and add the relocations.
-    const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = JT[i].MBBs;
-    JTLocations.push_back(Sec->SectionData.size());
-    for (unsigned mi = 0, me = MBBs.size(); mi != me; ++mi) {
-      MachineRelocation MR(MOW.GetJTRelocation(Sec->SectionData.size(),
-                                               MBBs[mi]));
-      MR.setResultPointer((void *)JTLocations[i]);
-      MR.setConstantVal(TextSecIndex);
-      Sec->Relocations.push_back(MR);
-      SecDataOut.outaddr(0);
+// getConstSection - Get constant section for Constant 'C'
+MachOSection *MachOWriter::getConstSection(Constant *C) {
+  const ConstantArray *CVA = dyn_cast<ConstantArray>(C);
+  if (CVA && CVA->isCString())
+    return getSection("__TEXT", "__cstring", 
+                      MachOSection::S_CSTRING_LITERALS);
+
+  const Type *Ty = C->getType();
+  if (Ty->isPrimitiveType() || Ty->isInteger()) {
+    unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
+    switch(Size) {
+    default: break; // Fall through to __TEXT,__const
+    case 4:
+      return getSection("__TEXT", "__literal4",
+                        MachOSection::S_4BYTE_LITERALS);
+    case 8:
+      return getSection("__TEXT", "__literal8",
+                        MachOSection::S_8BYTE_LITERALS);
+    case 16:
+      return getSection("__TEXT", "__literal16",
+                        MachOSection::S_16BYTE_LITERALS);
     }
   }
-  // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
-  Sec->size = Sec->SectionData.size();
+  return getSection("__TEXT", "__const");
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//                          MachOWriter Implementation
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+// getJumpTableSection - Select the Jump Table section
+MachOSection *MachOWriter::getJumpTableSection() {
+  if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
+    return getTextSection(false);
+  else
+    return getSection("__TEXT", "__const");
+}
 
-MachOWriter::MachOWriter(std::ostream &o, TargetMachine &tm) : O(o), TM(tm) {
-  is64Bit = TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64;
-  isLittleEndian = TM.getTargetData()->isLittleEndian();
+// getSection - Return the section with the specified name, creating a new
+// section if one does not already exist.
+MachOSection *MachOWriter::getSection(const std::string &seg,
+                                      const std::string &sect,
+                                      unsigned Flags /* = 0 */ ) {
+  MachOSection *MOS = SectionLookup[seg+sect];
+  if (MOS) return MOS;
+
+  MOS = new MachOSection(seg, sect);
+  SectionList.push_back(MOS);
+  MOS->Index = SectionList.size();
+  MOS->flags = MachOSection::S_REGULAR | Flags;
+  SectionLookup[seg+sect] = MOS;
+  return MOS;
+}
 
-  // Create the machine code emitter object for this target.
-  MCE = new MachOCodeEmitter(*this);
+// getTextSection - Return text section with different flags for code/data
+MachOSection *MachOWriter::getTextSection(bool isCode /* = true */ ) {
+  if (isCode)
+    return getSection("__TEXT", "__text",
+                      MachOSection::S_ATTR_PURE_INSTRUCTIONS |
+                      MachOSection::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS);
+  else
+    return getSection("__TEXT", "__text");
 }
 
-MachOWriter::~MachOWriter() {
-  delete MCE;
+MachOSection *MachOWriter::getBSSSection() {
+  return getSection("__DATA", "__bss", MachOSection::S_ZEROFILL);
+}
+
+// GetJTRelocation - Get a relocation a new BB relocation based
+// on target information.
+MachineRelocation MachOWriter::GetJTRelocation(unsigned Offset,
+                                               MachineBasicBlock *MBB) const {
+  return TM.getMachOWriterInfo()->GetJTRelocation(Offset, MBB);
+}
+
+// GetTargetRelocation - Returns the number of relocations.
+unsigned MachOWriter::GetTargetRelocation(MachineRelocation &MR,
+                             unsigned FromIdx, unsigned ToAddr,
+                             unsigned ToIndex, OutputBuffer &RelocOut,
+                             OutputBuffer &SecOut, bool Scattered,
+                             bool Extern) {
+  return TM.getMachOWriterInfo()->GetTargetRelocation(MR, FromIdx, ToAddr,
+                                                      ToIndex, RelocOut,
+                                                      SecOut, Scattered,
+                                                      Extern);
 }
 
 void MachOWriter::AddSymbolToSection(MachOSection *Sec, GlobalVariable *GV) {
   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
-  unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeSize(Ty);
-  unsigned Align = GV->getAlignment();
-  if (Align == 0)
-    Align = TM.getTargetData()->getPrefTypeAlignment(Ty);
-  
-  MachOSym Sym(GV, Mang->getValueName(GV), Sec->Index, TM);
-  
+  unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
+  unsigned Align = TM.getTargetData()->getPreferredAlignment(GV);
+
   // Reserve space in the .bss section for this symbol while maintaining the
   // desired section alignment, which must be at least as much as required by
   // this symbol.
-  OutputBuffer SecDataOut(Sec->SectionData, is64Bit, isLittleEndian);
+  OutputBuffer SecDataOut(Sec->getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 
   if (Align) {
-    uint64_t OrigSize = Sec->size;
     Align = Log2_32(Align);
     Sec->align = std::max(unsigned(Sec->align), Align);
-    Sec->size = (Sec->size + Align - 1) & ~(Align-1);
-    
-    // Add alignment padding to buffer as well.
-    // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
-    unsigned AlignedSize = Sec->size - OrigSize;
-    for (unsigned i = 0; i < AlignedSize; ++i)
-      SecDataOut.outbyte(0);
+
+    Sec->emitAlignment(Sec->align);
+  }
+  // Globals without external linkage apparently do not go in the symbol table.
+  if (!GV->hasLocalLinkage()) {
+    MachOSym Sym(GV, Mang->getMangledName(GV), Sec->Index, MAI);
+    Sym.n_value = Sec->size();
+    SymbolTable.push_back(Sym);
   }
+
   // Record the offset of the symbol, and then allocate space for it.
   // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
-  Sym.n_value = Sec->size;
-  Sec->size += Size;
-  SymbolTable.push_back(Sym);
 
-  // Now that we know what section the GlovalVariable is going to be emitted 
+  // Now that we know what section the GlovalVariable is going to be emitted
   // into, update our mappings.
   // FIXME: We may also need to update this when outputting non-GlobalVariable
   // GlobalValues such as functions.
+
   GVSection[GV] = Sec;
-  GVOffset[GV] = Sec->SectionData.size();
-  
+  GVOffset[GV] = Sec->size();
+
   // Allocate space in the section for the global.
   for (unsigned i = 0; i < Size; ++i)
     SecDataOut.outbyte(0);
@@ -373,26 +244,25 @@ void MachOWriter::AddSymbolToSection(MachOSection *Sec, GlobalVariable *GV) {
 
 void MachOWriter::EmitGlobal(GlobalVariable *GV) {
   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
-  unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeSize(Ty);
+  unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
   bool NoInit = !GV->hasInitializer();
-  
+
   // If this global has a zero initializer, it is part of the .bss or common
   // section.
   if (NoInit || 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 (NoInit || GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage()) {
-      MachOSym ExtOrCommonSym(GV, Mang->getValueName(GV), MachOSym::NO_SECT,TM);
+    if (NoInit || GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage() ||
+        GV->hasCommonLinkage()) {
+      MachOSym ExtOrCommonSym(GV, Mang->getMangledName(GV),
+                              MachOSym::NO_SECT, MAI);
       // For undefined (N_UNDF) external (N_EXT) types, n_value is the size in
       // bytes of the symbol.
       ExtOrCommonSym.n_value = Size;
-      // If the symbol is external, we'll put it on a list of symbols whose
-      // addition to the symbol table is being pended until we find a reference
-      if (NoInit)
-        PendingSyms.push_back(ExtOrCommonSym);
-      else
-        SymbolTable.push_back(ExtOrCommonSym);
+      SymbolTable.push_back(ExtOrCommonSym);
+      // Remember that we've seen this symbol
+      GVOffset[GV] = Size;
       return;
     }
     // Otherwise, this symbol is part of the .bss section.
@@ -400,88 +270,40 @@ void MachOWriter::EmitGlobal(GlobalVariable *GV) {
     AddSymbolToSection(BSS, GV);
     return;
   }
-  
+
   // Scalar read-only data goes in a literal section if the scalar is 4, 8, or
   // 16 bytes, or a cstring.  Other read only data goes into a regular const
   // section.  Read-write data goes in the data section.
-  MachOSection *Sec = GV->isConstant() ? getConstSection(GV->getInitializer()) : 
+  MachOSection *Sec = GV->isConstant() ? getConstSection(GV->getInitializer()) :
                                          getDataSection();
   AddSymbolToSection(Sec, GV);
-  InitMem(GV->getInitializer(), &Sec->SectionData[0], GVOffset[GV],
-          TM.getTargetData(), Sec->Relocations);
+  InitMem(GV->getInitializer(), GVOffset[GV], TM.getTargetData(), Sec);
 }
 
 
-bool MachOWriter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  // Nothing to do here, this is all done through the MCE object.
-  return false;
-}
-
-bool MachOWriter::doInitialization(Module &M) {
-  // Set the magic value, now that we know the pointer size and endianness
-  Header.setMagic(isLittleEndian, is64Bit);
-
-  // Set the file type
-  // FIXME: this only works for object files, we do not support the creation
-  //        of dynamic libraries or executables at this time.
-  Header.filetype = MachOHeader::MH_OBJECT;
-
-  Mang = new Mangler(M);
-  return false;
-}
-
-/// doFinalization - Now that the module has been completely processed, emit
-/// the Mach-O file to 'O'.
-bool MachOWriter::doFinalization(Module &M) {
-  // FIXME: we don't handle debug info yet, we should probably do that.
-
-  // Okay, the.text section has been completed, build the .data, .bss, and 
-  // "common" sections next.
-  for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
-       I != E; ++I)
-    EmitGlobal(I);
-  
-  // Emit the header and load commands.
-  EmitHeaderAndLoadCommands();
-
-  // Emit the various sections and their relocation info.
-  EmitSections();
-
-  // Write the symbol table and the string table to the end of the file.
-  O.write((char*)&SymT[0], SymT.size());
-  O.write((char*)&StrT[0], StrT.size());
-
-  // We are done with the abstract symbols.
-  SectionList.clear();
-  SymbolTable.clear();
-  DynamicSymbolTable.clear();
-
-  // Release the name mangler object.
-  delete Mang; Mang = 0;
-  return false;
-}
 
 void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
   // Step #0: Fill in the segment load command size, since we need it to figure
   //          out the rest of the header fields
+
   MachOSegment SEG("", is64Bit);
   SEG.nsects  = SectionList.size();
-  SEG.cmdsize = SEG.cmdSize(is64Bit) + 
+  SEG.cmdsize = SEG.cmdSize(is64Bit) +
                 SEG.nsects * SectionList[0]->cmdSize(is64Bit);
-  
+
   // Step #1: calculate the number of load commands.  We always have at least
   //          one, for the LC_SEGMENT load command, plus two for the normal
   //          and dynamic symbol tables, if there are any symbols.
   Header.ncmds = SymbolTable.empty() ? 1 : 3;
-  
+
   // Step #2: calculate the size of the load commands
   Header.sizeofcmds = SEG.cmdsize;
   if (!SymbolTable.empty())
     Header.sizeofcmds += SymTab.cmdsize + DySymTab.cmdsize;
-    
+
   // Step #3: write the header to the file
   // Local alias to shortenify coming code.
-  DataBuffer &FH = Header.HeaderData;
+  std::vector<unsigned char> &FH = Header.HeaderData;
   OutputBuffer FHOut(FH, is64Bit, isLittleEndian);
 
   FHOut.outword(Header.magic);
@@ -493,15 +315,15 @@ void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
   FHOut.outword(Header.flags);
   if (is64Bit)
     FHOut.outword(Header.reserved);
-  
+
   // Step #4: Finish filling in the segment load command and write it out
   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
-    SEG.filesize += (*I)->size;
+    SEG.filesize += (*I)->size();
 
   SEG.vmsize = SEG.filesize;
   SEG.fileoff = Header.cmdSize(is64Bit) + Header.sizeofcmds;
-  
+
   FHOut.outword(SEG.cmd);
   FHOut.outword(SEG.cmdsize);
   FHOut.outstring(SEG.segname, 16);
@@ -513,36 +335,42 @@ void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
   FHOut.outword(SEG.initprot);
   FHOut.outword(SEG.nsects);
   FHOut.outword(SEG.flags);
-  
-  // Step #5: Finish filling in the fields of the MachOSections 
+
+  // Step #5: Finish filling in the fields of the MachOSections
   uint64_t currentAddr = 0;
   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
     MachOSection *MOS = *I;
     MOS->addr = currentAddr;
     MOS->offset = currentAddr + SEG.fileoff;
-
     // FIXME: do we need to do something with alignment here?
-    currentAddr += MOS->size;
+    currentAddr += MOS->size();
   }
-  
-  // Step #6: Calculate the number of relocations for each section and write out
+
+  // Step #6: Emit the symbol table to temporary buffers, so that we know the
+  // size of the string table when we write the next load command.  This also
+  // sorts and assigns indices to each of the symbols, which is necessary for
+  // emitting relocations to externally-defined objects.
+  BufferSymbolAndStringTable();
+
+  // Step #7: Calculate the number of relocations for each section and write out
   // the section commands for each section
   currentAddr += SEG.fileoff;
   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
     MachOSection *MOS = *I;
+
     // Convert the relocations to target-specific relocations, and fill in the
     // relocation offset for this section.
     CalculateRelocations(*MOS);
     MOS->reloff = MOS->nreloc ? currentAddr : 0;
     currentAddr += MOS->nreloc * 8;
-    
+
     // write the finalized section command to the output buffer
     FHOut.outstring(MOS->sectname, 16);
     FHOut.outstring(MOS->segname, 16);
     FHOut.outaddr(MOS->addr);
-    FHOut.outaddr(MOS->size);
+    FHOut.outaddr(MOS->size());
     FHOut.outword(MOS->offset);
     FHOut.outword(MOS->align);
     FHOut.outword(MOS->reloff);
@@ -553,11 +381,7 @@ void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
     if (is64Bit)
       FHOut.outword(MOS->reserved3);
   }
-  
-  // Step #7: Emit the symbol table to temporary buffers, so that we know the
-  // size of the string table when we write the next load command.
-  BufferSymbolAndStringTable();
-  
+
   // Step #8: Emit LC_SYMTAB/LC_DYSYMTAB load commands
   SymTab.symoff  = currentAddr;
   SymTab.nsyms   = SymbolTable.size();
@@ -593,7 +417,7 @@ void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
   FHOut.outword(DySymTab.nextrel);
   FHOut.outword(DySymTab.locreloff);
   FHOut.outword(DySymTab.nlocrel);
-  
+
   O.write((char*)&FH[0], FH.size());
 }
 
@@ -603,24 +427,17 @@ void MachOWriter::EmitSections() {
   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
     // Emit the contents of each section
-    O.write((char*)&(*I)->SectionData[0], (*I)->size);
+    if ((*I)->size())
+      O.write((char*)&(*I)->getData()[0], (*I)->size());
+}
+
+/// EmitRelocations - emit relocation data from buffer.
+void MachOWriter::EmitRelocations() {
   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
     // Emit the relocation entry data for each section.
-    O.write((char*)&(*I)->RelocBuffer[0], (*I)->RelocBuffer.size());
-}
-
-/// PartitionByLocal - Simple boolean predicate that returns true if Sym is
-/// a local symbol rather than an external symbol.
-bool MachOWriter::PartitionByLocal(const MachOSym &Sym) {
-  return (Sym.n_type & (MachOSym::N_EXT | MachOSym::N_PEXT)) == 0;
-}
-
-/// PartitionByDefined - Simple boolean predicate that returns true if Sym is
-/// defined in this module.
-bool MachOWriter::PartitionByDefined(const MachOSym &Sym) {
-  // FIXME: Do N_ABS or N_INDR count as defined?
-  return (Sym.n_type & MachOSym::N_SECT) == MachOSym::N_SECT;
+    if ((*I)->RelocBuffer.size())
+      O.write((char*)&(*I)->RelocBuffer[0], (*I)->RelocBuffer.size());
 }
 
 /// BufferSymbolAndStringTable - Sort the symbols we encountered and assign them
@@ -631,43 +448,55 @@ void MachOWriter::BufferSymbolAndStringTable() {
   // 1. local symbols
   // 2. defined external symbols (sorted by name)
   // 3. undefined external symbols (sorted by name)
-  
+
+  // Before sorting the symbols, check the PendingGlobals for any undefined
+  // globals that need to be put in the symbol table.
+  for (std::vector<GlobalValue*>::iterator I = PendingGlobals.begin(),
+         E = PendingGlobals.end(); I != E; ++I) {
+    if (GVOffset[*I] == 0 && GVSection[*I] == 0) {
+      MachOSym UndfSym(*I, Mang->getMangledName(*I), MachOSym::NO_SECT, MAI);
+      SymbolTable.push_back(UndfSym);
+      GVOffset[*I] = -1;
+    }
+  }
+
   // Sort the symbols by name, so that when we partition the symbols by scope
   // of definition, we won't have to sort by name within each partition.
-  std::sort(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(), MachOSymCmp());
+  std::sort(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(), MachOSym::SymCmp());
 
-  // Parition the symbol table entries so that all local symbols come before 
+  // Parition the symbol table entries so that all local symbols come before
   // all symbols with external linkage. { 1 | 2 3 }
-  std::partition(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(), PartitionByLocal);
-  
+  std::partition(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(),
+                 MachOSym::PartitionByLocal);
+
   // Advance iterator to beginning of external symbols and partition so that
   // all external symbols defined in this module come before all external
   // symbols defined elsewhere. { 1 | 2 | 3 }
   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
-    if (!PartitionByLocal(*I)) {
-      std::partition(I, E, PartitionByDefined);
+    if (!MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
+      std::partition(I, E, MachOSym::PartitionByDefined);
       break;
     }
   }
 
-  // Calculate the starting index for each of the local, extern defined, and 
+  // Calculate the starting index for each of the local, extern defined, and
   // undefined symbols, as well as the number of each to put in the LC_DYSYMTAB
   // load command.
   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
-    if (PartitionByLocal(*I)) {
+    if (MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
       ++DySymTab.nlocalsym;
       ++DySymTab.iextdefsym;
       ++DySymTab.iundefsym;
-    } else if (PartitionByDefined(*I)) {
+    } else if (MachOSym::PartitionByDefined(*I)) {
       ++DySymTab.nextdefsym;
       ++DySymTab.iundefsym;
     } else {
       ++DySymTab.nundefsym;
     }
   }
-  
+
   // Write out a leading zero byte when emitting string table, for n_strx == 0
   // which means an empty string.
   OutputBuffer StrTOut(StrT, is64Bit, isLittleEndian);
@@ -690,15 +519,18 @@ void MachOWriter::BufferSymbolAndStringTable() {
 
   OutputBuffer SymTOut(SymT, is64Bit, isLittleEndian);
 
+  unsigned index = 0;
   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
-         E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
+         E = SymbolTable.end(); I != E; ++I, ++index) {
     // Add the section base address to the section offset in the n_value field
     // to calculate the full address.
     // FIXME: handle symbols where the n_value field is not the address
     GlobalValue *GV = const_cast<GlobalValue*>(I->GV);
     if (GV && GVSection[GV])
       I->n_value += GVSection[GV]->addr;
-         
+    if (GV && (GVOffset[GV] == -1))
+      GVOffset[GV] = index;
+
     // Emit nlist to buffer
     SymTOut.outword(I->n_strx);
     SymTOut.outbyte(I->n_type);
@@ -714,14 +546,18 @@ void MachOWriter::BufferSymbolAndStringTable() {
 /// appropriate target-specific MachORelocation type and add buffer it to be
 /// written out after we are finished writing out sections.
 void MachOWriter::CalculateRelocations(MachOSection &MOS) {
-  for (unsigned i = 0, e = MOS.Relocations.size(); i != e; ++i) {
-    MachineRelocation &MR = MOS.Relocations[i];
+  std::vector<MachineRelocation> Relocations =  MOS.getRelocations();
+  for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
+    MachineRelocation &MR = Relocations[i];
     unsigned TargetSection = MR.getConstantVal();
+    unsigned TargetAddr = 0;
+    unsigned TargetIndex = 0;
 
     // This is a scattered relocation entry if it points to a global value with
     // a non-zero offset.
     bool Scattered = false;
-    
+    bool Extern = false;
+
     // Since we may not have seen the GlobalValue we were interested in yet at
     // the time we emitted the relocation for it, fix it up now so that it
     // points to the offset into the correct section.
@@ -729,48 +565,59 @@ void MachOWriter::CalculateRelocations(MachOSection &MOS) {
       GlobalValue *GV = MR.getGlobalValue();
       MachOSection *MOSPtr = GVSection[GV];
       intptr_t Offset = GVOffset[GV];
-      Scattered = TargetSection != 0;
-      
+
+      // If we have never seen the global before, it must be to a symbol
+      // defined in another module (N_UNDF).
       if (!MOSPtr) {
-        cerr << "Trying to relocate unknown global " << *GV << '\n';
-        continue;
-        //abort();
+        // FIXME: need to append stub suffix
+        Extern = true;
+        TargetAddr = 0;
+        TargetIndex = GVOffset[GV];
+      } else {
+        Scattered = TargetSection != 0;
+        TargetSection = MOSPtr->Index;
       }
-      
-      TargetSection = MOSPtr->Index;
       MR.setResultPointer((void*)Offset);
     }
 
+    // If the symbol is locally defined, pass in the address of the section and
+    // the section index to the code which will generate the target relocation.
+    if (!Extern) {
+        MachOSection &To = *SectionList[TargetSection - 1];
+        TargetAddr = To.addr;
+        TargetIndex = To.Index;
+    }
+
     OutputBuffer RelocOut(MOS.RelocBuffer, is64Bit, isLittleEndian);
-    OutputBuffer SecOut(MOS.SectionData, is64Bit, isLittleEndian);
-    MachOSection &To = *SectionList[TargetSection - 1];
+    OutputBuffer SecOut(MOS.getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 
-    MOS.nreloc += GetTargetRelocation(MR, MOS.Index, To.addr, To.Index,
-                                      RelocOut, SecOut, Scattered);
+    MOS.nreloc += GetTargetRelocation(MR, MOS.Index, TargetAddr, TargetIndex,
+                                      RelocOut, SecOut, Scattered, Extern);
   }
 }
 
 // InitMem - Write the value of a Constant to the specified memory location,
 // converting it into bytes and relocations.
-void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
-                          const TargetData *TD, 
-                          std::vector<MachineRelocation> &MRs) {
+void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, uintptr_t Offset,
+                          const TargetData *TD, MachOSection* mos) {
   typedef std::pair<const Constant*, intptr_t> CPair;
   std::vector<CPair> WorkList;
-  
+  uint8_t *Addr = &mos->getData()[0];
+
   WorkList.push_back(CPair(C,(intptr_t)Addr + Offset));
-  
+
   intptr_t ScatteredOffset = 0;
-  
+
   while (!WorkList.empty()) {
     const Constant *PC = WorkList.back().first;
     intptr_t PA = WorkList.back().second;
     WorkList.pop_back();
-    
+
     if (isa<UndefValue>(PC)) {
       continue;
-    } else if (const ConstantPacked *CP = dyn_cast<ConstantPacked>(PC)) {
-      unsigned ElementSize = TD->getTypeSize(CP->getType()->getElementType());
+    } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(PC)) {
+      unsigned ElementSize =
+        TD->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
       for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
         WorkList.push_back(CPair(CP->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PC)) {
@@ -787,11 +634,10 @@ void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
       }
       case Instruction::Add:
       default:
-        cerr << "ConstantExpr not handled as global var init: " << *CE << "\n";
-        abort();
-        break;
+        errs() << "ConstantExpr not handled as global var init: " << *CE <<"\n";
+        llvm_unreachable(0);
       }
-    } else if (PC->getType()->isFirstClassType()) {
+    } else if (PC->getType()->isSingleValueType()) {
       unsigned char *ptr = (unsigned char *)PA;
       switch (PC->getType()->getTypeID()) {
       case Type::IntegerTyID: {
@@ -823,12 +669,13 @@ void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
           ptr[6] = val >> 48;
           ptr[7] = val >> 56;
         } else {
-          assert(0 && "Not implemented: bit widths > 64");
+          llvm_unreachable("Not implemented: bit widths > 64");
         }
         break;
       }
       case Type::FloatTyID: {
-        uint64_t val = FloatToBits(cast<ConstantFP>(PC)->getValue());
+        uint32_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
+                        getZExtValue();
         if (TD->isBigEndian())
           val = ByteSwap_32(val);
         ptr[0] = val;
@@ -838,7 +685,8 @@ void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
         break;
       }
       case Type::DoubleTyID: {
-        uint64_t val = DoubleToBits(cast<ConstantFP>(PC)->getValue());
+        uint64_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
+                         getZExtValue();
         if (TD->isBigEndian())
           val = ByteSwap_64(val);
         ptr[0] = val;
@@ -856,22 +704,25 @@ void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
           memset(ptr, 0, TD->getPointerSize());
         else if (const GlobalValue* GV = dyn_cast<GlobalValue>(PC)) {
           // FIXME: what about function stubs?
-          MRs.push_back(MachineRelocation::getGV(PA-(intptr_t)Addr, 
+          mos->addRelocation(MachineRelocation::getGV(PA-(intptr_t)Addr,
                                                  MachineRelocation::VANILLA,
                                                  const_cast<GlobalValue*>(GV),
                                                  ScatteredOffset));
           ScatteredOffset = 0;
         } else
-          assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
+          llvm_unreachable("Unknown constant pointer type!");
         break;
       default:
-        cerr << "ERROR: Constant unimp for type: " << *PC->getType() << "\n";
-        abort();
+        std::string msg;
+        raw_string_ostream Msg(msg);
+        Msg << "ERROR: Constant unimp for type: " << *PC->getType();
+        llvm_report_error(Msg.str());
       }
     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(PC)) {
-      memset((void*)PA, 0, (size_t)TD->getTypeSize(PC->getType()));
+      memset((void*)PA, 0, (size_t)TD->getTypeAllocSize(PC->getType()));
     } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(PC)) {
-      unsigned ElementSize = TD->getTypeSize(CPA->getType()->getElementType());
+      unsigned ElementSize =
+        TD->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
       for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
         WorkList.push_back(CPair(CPA->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(PC)) {
@@ -881,32 +732,46 @@ void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, void *Addr, intptr_t Offset,
         WorkList.push_back(CPair(CPS->getOperand(i),
                                  PA+SL->getElementOffset(i)));
     } else {
-      cerr << "Bad Type: " << *PC->getType() << "\n";
-      assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
+      errs() << "Bad Type: " << *PC->getType() << "\n";
+      llvm_unreachable("Unknown constant type to initialize memory with!");
     }
   }
 }
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                          MachOSym Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 MachOSym::MachOSym(const GlobalValue *gv, std::string name, uint8_t sect,
-                   TargetMachine &TM) :
+                   const MCAsmInfo *MAI) :
   GV(gv), n_strx(0), n_type(sect == NO_SECT ? N_UNDF : N_SECT), n_sect(sect),
   n_desc(0), n_value(0) {
 
-  const TargetAsmInfo *TAI = TM.getTargetAsmInfo();  
-  
+  // FIXME: This is completely broken, it should use the mangler interface.
   switch (GV->getLinkage()) {
   default:
-    assert(0 && "Unexpected linkage type!");
+    llvm_unreachable("Unexpected linkage type!");
     break;
-  case GlobalValue::WeakLinkage:
-  case GlobalValue::LinkOnceLinkage:
+  case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
+  case GlobalValue::WeakODRLinkage:
+  case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
+  case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
+  case GlobalValue::CommonLinkage:
     assert(!isa<Function>(gv) && "Unexpected linkage type for Function!");
   case GlobalValue::ExternalLinkage:
-    GVName = TAI->getGlobalPrefix() + name;
+    GVName = MAI->getGlobalPrefix() + name;
     n_type |= GV->hasHiddenVisibility() ? N_PEXT : N_EXT;
     break;
+  case GlobalValue::PrivateLinkage:
+    GVName = MAI->getPrivateGlobalPrefix() + name;
+    break;
+  case GlobalValue::LinkerPrivateLinkage:
+    GVName = MAI->getLinkerPrivateGlobalPrefix() + name;
+    break;
   case GlobalValue::InternalLinkage:
-    GVName = TAI->getGlobalPrefix() + name;
+    GVName = MAI->getGlobalPrefix() + name;
     break;
   }
 }
+
+} // end namespace llvm