lib/CodeGen/MachOWriter.cpp

   1 //===-- MachOWriter.cpp - Target-independent Mach-O Writer code -----------===//
   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 // This file implements the target-independent Mach-O writer.  This file writes
  11 // out the Mach-O file in the following order:
  12 //
  13 //  #1 FatHeader (universal-only)
  14 //  #2 FatArch (universal-only, 1 per universal arch)
  15 //  Per arch:
  16 //    #3 Header
  17 //    #4 Load Commands
  18 //    #5 Sections
  19 //    #6 Relocations
  20 //    #7 Symbols
  21 //    #8 Strings
  22 //
  23 //===----------------------------------------------------------------------===//
  24
  25 #include "MachO.h"
  26 #include "MachOWriter.h"
  27 #include "MachOCodeEmitter.h"
  28 #include "llvm/Constants.h"
  29 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  30 #include "llvm/Module.h"
  31 #include "llvm/PassManager.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetAsmInfo.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetMachOWriterInfo.h"
  36 #include "llvm/Support/Mangler.h"
  37 #include "llvm/Support/OutputBuffer.h"
  38 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  39
  40 namespace llvm {
  41
  42 /// AddMachOWriter - Concrete function to add the Mach-O writer to the function
  43 /// pass manager.
  44 ObjectCodeEmitter *AddMachOWriter(PassManagerBase &PM,
  45                                          raw_ostream &O,
  46                                          TargetMachine &TM) {
  47   MachOWriter *MOW = new MachOWriter(O, TM);
  48   PM.add(MOW);
  49   return MOW->getObjectCodeEmitter();
  50 }
  51
  52 //===----------------------------------------------------------------------===//
  53 //                          MachOWriter Implementation
  54 //===----------------------------------------------------------------------===//
  55
  56 char MachOWriter::ID = 0;
  57
  58 MachOWriter::MachOWriter(raw_ostream &o, TargetMachine &tm)
  59   : MachineFunctionPass(&ID), O(o), TM(tm) {
  60   is64Bit = TM.getTargetData()->getPointerSizeInBits() == 64;
  61   isLittleEndian = TM.getTargetData()->isLittleEndian();
  62
  63   TAI = TM.getTargetAsmInfo();
  64
  65   // Create the machine code emitter object for this target.
  66   MachOCE = new MachOCodeEmitter(*this, *getTextSection(true));
  67 }
  68
  69 MachOWriter::~MachOWriter() {
  70   delete MachOCE;
  71 }
  72
  73 bool MachOWriter::doInitialization(Module &M) {
  74   // Set the magic value, now that we know the pointer size and endianness
  75   Header.setMagic(isLittleEndian, is64Bit);
  76
  77   // Set the file type
  78   // FIXME: this only works for object files, we do not support the creation
  79   //        of dynamic libraries or executables at this time.
  80   Header.filetype = MachOHeader::MH_OBJECT;
  81
  82   Mang = new Mangler(M);
  83   return false;
  84 }
  85
  86 bool MachOWriter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  87   return false;
  88 }
  89
  90 /// doFinalization - Now that the module has been completely processed, emit
  91 /// the Mach-O file to 'O'.
  92 bool MachOWriter::doFinalization(Module &M) {
  93   // FIXME: we don't handle debug info yet, we should probably do that.
  94   // Okay, the.text section has been completed, build the .data, .bss, and
  95   // "common" sections next.
  96
  97   for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
  98        I != E; ++I)
  99     EmitGlobal(I);
 100
 101   // Emit the header and load commands.
 102   EmitHeaderAndLoadCommands();
 103
 104   // Emit the various sections and their relocation info.
 105   EmitSections();
 106   EmitRelocations();
 107
 108   // Write the symbol table and the string table to the end of the file.
 109   O.write((char*)&SymT[0], SymT.size());
 110   O.write((char*)&StrT[0], StrT.size());
 111
 112   // We are done with the abstract symbols.
 113   SectionList.clear();
 114   SymbolTable.clear();
 115   DynamicSymbolTable.clear();
 116
 117   // Release the name mangler object.
 118   delete Mang; Mang = 0;
 119   return false;
 120 }
 121
 122 // getConstSection - Get constant section for Constant 'C'
 123 MachOSection *MachOWriter::getConstSection(Constant *C) {
 124   const ConstantArray *CVA = dyn_cast<ConstantArray>(C);
 125   if (CVA && CVA->isCString())
 126     return getSection("__TEXT", "__cstring",
 127                       MachOSection::S_CSTRING_LITERALS);
 128
 129   const Type *Ty = C->getType();
 130   if (Ty->isPrimitiveType() || Ty->isInteger()) {
 131     unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 132     switch(Size) {
 133     default: break; // Fall through to __TEXT,__const
 134     case 4:
 135       return getSection("__TEXT", "__literal4",
 136                         MachOSection::S_4BYTE_LITERALS);
 137     case 8:
 138       return getSection("__TEXT", "__literal8",
 139                         MachOSection::S_8BYTE_LITERALS);
 140     case 16:
 141       return getSection("__TEXT", "__literal16",
 142                         MachOSection::S_16BYTE_LITERALS);
 143     }
 144   }
 145   return getSection("__TEXT", "__const");
 146 }
 147
 148 // getJumpTableSection - Select the Jump Table section
 149 MachOSection *MachOWriter::getJumpTableSection() {
 150   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 151     return getTextSection(false);
 152   else
 153     return getSection("__TEXT", "__const");
 154 }
 155
 156 // getSection - Return the section with the specified name, creating a new
 157 // section if one does not already exist.
 158 MachOSection *MachOWriter::getSection(const std::string &seg,
 159                                       const std::string &sect,
 160                                       unsigned Flags /* = 0 */ ) {
 161   MachOSection *MOS = SectionLookup[seg+sect];
 162   if (MOS) return MOS;
 163
 164   MOS = new MachOSection(seg, sect);
 165   SectionList.push_back(MOS);
 166   MOS->Index = SectionList.size();
 167   MOS->flags = MachOSection::S_REGULAR | Flags;
 168   SectionLookup[seg+sect] = MOS;
 169   return MOS;
 170 }
 171
 172 // getTextSection - Return text section with different flags for code/data
 173 MachOSection *MachOWriter::getTextSection(bool isCode /* = true */ ) {
 174   if (isCode)
 175     return getSection("__TEXT", "__text",
 176                       MachOSection::S_ATTR_PURE_INSTRUCTIONS |
 177                       MachOSection::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS);
 178   else
 179     return getSection("__TEXT", "__text");
 180 }
 181
 182 MachOSection *MachOWriter::getBSSSection() {
 183   return getSection("__DATA", "__bss", MachOSection::S_ZEROFILL);
 184 }
 185
 186 // GetJTRelocation - Get a relocation a new BB relocation based
 187 // on target information.
 188 MachineRelocation MachOWriter::GetJTRelocation(unsigned Offset,
 189                                                MachineBasicBlock *MBB) const {
 190   return TM.getMachOWriterInfo()->GetJTRelocation(Offset, MBB);
 191 }
 192
 193 // GetTargetRelocation - Returns the number of relocations.
 194 unsigned MachOWriter::GetTargetRelocation(MachineRelocation &MR,
 195                              unsigned FromIdx, unsigned ToAddr,
 196                              unsigned ToIndex, OutputBuffer &RelocOut,
 197                              OutputBuffer &SecOut, bool Scattered,
 198                              bool Extern) {
 199   return TM.getMachOWriterInfo()->GetTargetRelocation(MR, FromIdx, ToAddr,
 200                                                       ToIndex, RelocOut,
 201                                                       SecOut, Scattered,
 202                                                       Extern);
 203 }
 204
 205 void MachOWriter::AddSymbolToSection(MachOSection *Sec, GlobalVariable *GV) {
 206   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
 207   unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 208   unsigned Align = TM.getTargetData()->getPreferredAlignment(GV);
 209
 210   // Reserve space in the .bss section for this symbol while maintaining the
 211   // desired section alignment, which must be at least as much as required by
 212   // this symbol.
 213   OutputBuffer SecDataOut(Sec->getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 214
 215   if (Align) {
 216     Align = Log2_32(Align);
 217     Sec->align = std::max(unsigned(Sec->align), Align);
 218
 219     Sec->emitAlignment(Sec->align);
 220   }
 221   // Globals without external linkage apparently do not go in the symbol table.
 222   if (!GV->hasLocalLinkage()) {
 223     MachOSym Sym(GV, Mang->getValueName(GV), Sec->Index, TAI);
 224     Sym.n_value = Sec->size();
 225     SymbolTable.push_back(Sym);
 226   }
 227
 228   // Record the offset of the symbol, and then allocate space for it.
 229   // FIXME: remove when we have unified size + output buffer
 230
 231   // Now that we know what section the GlovalVariable is going to be emitted
 232   // into, update our mappings.
 233   // FIXME: We may also need to update this when outputting non-GlobalVariable
 234   // GlobalValues such as functions.
 235
 236   GVSection[GV] = Sec;
 237   GVOffset[GV] = Sec->size();
 238
 239   // Allocate space in the section for the global.
 240   for (unsigned i = 0; i < Size; ++i)
 241     SecDataOut.outbyte(0);
 242 }
 243
 244 void MachOWriter::EmitGlobal(GlobalVariable *GV) {
 245   const Type *Ty = GV->getType()->getElementType();
 246   unsigned Size = TM.getTargetData()->getTypeAllocSize(Ty);
 247   bool NoInit = !GV->hasInitializer();
 248
 249   // If this global has a zero initializer, it is part of the .bss or common
 250   // section.
 251   if (NoInit || GV->getInitializer()->isNullValue()) {
 252     // If this global is part of the common block, add it now.  Variables are
 253     // part of the common block if they are zero initialized and allowed to be
 254     // merged with other symbols.
 255     if (NoInit || GV->hasLinkOnceLinkage() || GV->hasWeakLinkage() ||
 256         GV->hasCommonLinkage()) {
 257       MachOSym ExtOrCommonSym(GV, Mang->getValueName(GV),
 258                               MachOSym::NO_SECT, TAI);
 259       // For undefined (N_UNDF) external (N_EXT) types, n_value is the size in
 260       // bytes of the symbol.
 261       ExtOrCommonSym.n_value = Size;
 262       SymbolTable.push_back(ExtOrCommonSym);
 263       // Remember that we've seen this symbol
 264       GVOffset[GV] = Size;
 265       return;
 266     }
 267     // Otherwise, this symbol is part of the .bss section.
 268     MachOSection *BSS = getBSSSection();
 269     AddSymbolToSection(BSS, GV);
 270     return;
 271   }
 272
 273   // Scalar read-only data goes in a literal section if the scalar is 4, 8, or
 274   // 16 bytes, or a cstring.  Other read only data goes into a regular const
 275   // section.  Read-write data goes in the data section.
 276   MachOSection *Sec = GV->isConstant() ? getConstSection(GV->getInitializer()) :
 277                                          getDataSection();
 278   AddSymbolToSection(Sec, GV);
 279   InitMem(GV->getInitializer(), GVOffset[GV], TM.getTargetData(), Sec);
 280 }
 281
 282
 283
 284 void MachOWriter::EmitHeaderAndLoadCommands() {
 285   // Step #0: Fill in the segment load command size, since we need it to figure
 286   //          out the rest of the header fields
 287
 288   MachOSegment SEG("", is64Bit);
 289   SEG.nsects  = SectionList.size();
 290   SEG.cmdsize = SEG.cmdSize(is64Bit) +
 291                 SEG.nsects * SectionList[0]->cmdSize(is64Bit);
 292
 293   // Step #1: calculate the number of load commands.  We always have at least
 294   //          one, for the LC_SEGMENT load command, plus two for the normal
 295   //          and dynamic symbol tables, if there are any symbols.
 296   Header.ncmds = SymbolTable.empty() ? 1 : 3;
 297
 298   // Step #2: calculate the size of the load commands
 299   Header.sizeofcmds = SEG.cmdsize;
 300   if (!SymbolTable.empty())
 301     Header.sizeofcmds += SymTab.cmdsize + DySymTab.cmdsize;
 302
 303   // Step #3: write the header to the file
 304   // Local alias to shortenify coming code.
 305   std::vector<unsigned char> &FH = Header.HeaderData;
 306   OutputBuffer FHOut(FH, is64Bit, isLittleEndian);
 307
 308   FHOut.outword(Header.magic);
 309   FHOut.outword(TM.getMachOWriterInfo()->getCPUType());
 310   FHOut.outword(TM.getMachOWriterInfo()->getCPUSubType());
 311   FHOut.outword(Header.filetype);
 312   FHOut.outword(Header.ncmds);
 313   FHOut.outword(Header.sizeofcmds);
 314   FHOut.outword(Header.flags);
 315   if (is64Bit)
 316     FHOut.outword(Header.reserved);
 317
 318   // Step #4: Finish filling in the segment load command and write it out
 319   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 320          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 321     SEG.filesize += (*I)->size();
 322
 323   SEG.vmsize = SEG.filesize;
 324   SEG.fileoff = Header.cmdSize(is64Bit) + Header.sizeofcmds;
 325
 326   FHOut.outword(SEG.cmd);
 327   FHOut.outword(SEG.cmdsize);
 328   FHOut.outstring(SEG.segname, 16);
 329   FHOut.outaddr(SEG.vmaddr);
 330   FHOut.outaddr(SEG.vmsize);
 331   FHOut.outaddr(SEG.fileoff);
 332   FHOut.outaddr(SEG.filesize);
 333   FHOut.outword(SEG.maxprot);
 334   FHOut.outword(SEG.initprot);
 335   FHOut.outword(SEG.nsects);
 336   FHOut.outword(SEG.flags);
 337
 338   // Step #5: Finish filling in the fields of the MachOSections
 339   uint64_t currentAddr = 0;
 340   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 341          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
 342     MachOSection *MOS = *I;
 343     MOS->addr = currentAddr;
 344     MOS->offset = currentAddr + SEG.fileoff;
 345     // FIXME: do we need to do something with alignment here?
 346     currentAddr += MOS->size();
 347   }
 348
 349   // Step #6: Emit the symbol table to temporary buffers, so that we know the
 350   // size of the string table when we write the next load command.  This also
 351   // sorts and assigns indices to each of the symbols, which is necessary for
 352   // emitting relocations to externally-defined objects.
 353   BufferSymbolAndStringTable();
 354
 355   // Step #7: Calculate the number of relocations for each section and write out
 356   // the section commands for each section
 357   currentAddr += SEG.fileoff;
 358   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 359          E = SectionList.end(); I != E; ++I) {
 360     MachOSection *MOS = *I;
 361
 362     // Convert the relocations to target-specific relocations, and fill in the
 363     // relocation offset for this section.
 364     CalculateRelocations(*MOS);
 365     MOS->reloff = MOS->nreloc ? currentAddr : 0;
 366     currentAddr += MOS->nreloc * 8;
 367
 368     // write the finalized section command to the output buffer
 369     FHOut.outstring(MOS->sectname, 16);
 370     FHOut.outstring(MOS->segname, 16);
 371     FHOut.outaddr(MOS->addr);
 372     FHOut.outaddr(MOS->size());
 373     FHOut.outword(MOS->offset);
 374     FHOut.outword(MOS->align);
 375     FHOut.outword(MOS->reloff);
 376     FHOut.outword(MOS->nreloc);
 377     FHOut.outword(MOS->flags);
 378     FHOut.outword(MOS->reserved1);
 379     FHOut.outword(MOS->reserved2);
 380     if (is64Bit)
 381       FHOut.outword(MOS->reserved3);
 382   }
 383
 384   // Step #8: Emit LC_SYMTAB/LC_DYSYMTAB load commands
 385   SymTab.symoff  = currentAddr;
 386   SymTab.nsyms   = SymbolTable.size();
 387   SymTab.stroff  = SymTab.symoff + SymT.size();
 388   SymTab.strsize = StrT.size();
 389   FHOut.outword(SymTab.cmd);
 390   FHOut.outword(SymTab.cmdsize);
 391   FHOut.outword(SymTab.symoff);
 392   FHOut.outword(SymTab.nsyms);
 393   FHOut.outword(SymTab.stroff);
 394   FHOut.outword(SymTab.strsize);
 395
 396   // FIXME: set DySymTab fields appropriately
 397   // We should probably just update these in BufferSymbolAndStringTable since
 398   // thats where we're partitioning up the different kinds of symbols.
 399   FHOut.outword(DySymTab.cmd);
 400   FHOut.outword(DySymTab.cmdsize);
 401   FHOut.outword(DySymTab.ilocalsym);
 402   FHOut.outword(DySymTab.nlocalsym);
 403   FHOut.outword(DySymTab.iextdefsym);
 404   FHOut.outword(DySymTab.nextdefsym);
 405   FHOut.outword(DySymTab.iundefsym);
 406   FHOut.outword(DySymTab.nundefsym);
 407   FHOut.outword(DySymTab.tocoff);
 408   FHOut.outword(DySymTab.ntoc);
 409   FHOut.outword(DySymTab.modtaboff);
 410   FHOut.outword(DySymTab.nmodtab);
 411   FHOut.outword(DySymTab.extrefsymoff);
 412   FHOut.outword(DySymTab.nextrefsyms);
 413   FHOut.outword(DySymTab.indirectsymoff);
 414   FHOut.outword(DySymTab.nindirectsyms);
 415   FHOut.outword(DySymTab.extreloff);
 416   FHOut.outword(DySymTab.nextrel);
 417   FHOut.outword(DySymTab.locreloff);
 418   FHOut.outword(DySymTab.nlocrel);
 419
 420   O.write((char*)&FH[0], FH.size());
 421 }
 422
 423 /// EmitSections - Now that we have constructed the file header and load
 424 /// commands, emit the data for each section to the file.
 425 void MachOWriter::EmitSections() {
 426   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 427          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 428     // Emit the contents of each section
 429     if ((*I)->size())
 430       O.write((char*)&(*I)->getData()[0], (*I)->size());
 431 }
 432
 433 /// EmitRelocations - emit relocation data from buffer.
 434 void MachOWriter::EmitRelocations() {
 435   for (std::vector<MachOSection*>::iterator I = SectionList.begin(),
 436          E = SectionList.end(); I != E; ++I)
 437     // Emit the relocation entry data for each section.
 438     if ((*I)->RelocBuffer.size())
 439       O.write((char*)&(*I)->RelocBuffer[0], (*I)->RelocBuffer.size());
 440 }
 441
 442 /// BufferSymbolAndStringTable - Sort the symbols we encountered and assign them
 443 /// each a string table index so that they appear in the correct order in the
 444 /// output file.
 445 void MachOWriter::BufferSymbolAndStringTable() {
 446   // The order of the symbol table is:
 447   // 1. local symbols
 448   // 2. defined external symbols (sorted by name)
 449   // 3. undefined external symbols (sorted by name)
 450
 451   // Before sorting the symbols, check the PendingGlobals for any undefined
 452   // globals that need to be put in the symbol table.
 453   for (std::vector<GlobalValue*>::iterator I = PendingGlobals.begin(),
 454          E = PendingGlobals.end(); I != E; ++I) {
 455     if (GVOffset[*I] == 0 && GVSection[*I] == 0) {
 456       MachOSym UndfSym(*I, Mang->getValueName(*I), MachOSym::NO_SECT, TAI);
 457       SymbolTable.push_back(UndfSym);
 458       GVOffset[*I] = -1;
 459     }
 460   }
 461
 462   // Sort the symbols by name, so that when we partition the symbols by scope
 463   // of definition, we won't have to sort by name within each partition.
 464   std::sort(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(), MachOSym::SymCmp());
 465
 466   // Parition the symbol table entries so that all local symbols come before
 467   // all symbols with external linkage. { 1 | 2 3 }
 468   std::partition(SymbolTable.begin(), SymbolTable.end(),
 469                  MachOSym::PartitionByLocal);
 470
 471   // Advance iterator to beginning of external symbols and partition so that
 472   // all external symbols defined in this module come before all external
 473   // symbols defined elsewhere. { 1 | 2 | 3 }
 474   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 475          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
 476     if (!MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
 477       std::partition(I, E, MachOSym::PartitionByDefined);
 478       break;
 479     }
 480   }
 481
 482   // Calculate the starting index for each of the local, extern defined, and
 483   // undefined symbols, as well as the number of each to put in the LC_DYSYMTAB
 484   // load command.
 485   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 486          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I) {
 487     if (MachOSym::PartitionByLocal(*I)) {
 488       ++DySymTab.nlocalsym;
 489       ++DySymTab.iextdefsym;
 490       ++DySymTab.iundefsym;
 491     } else if (MachOSym::PartitionByDefined(*I)) {
 492       ++DySymTab.nextdefsym;
 493       ++DySymTab.iundefsym;
 494     } else {
 495       ++DySymTab.nundefsym;
 496     }
 497   }
 498
 499   // Write out a leading zero byte when emitting string table, for n_strx == 0
 500   // which means an empty string.
 501   OutputBuffer StrTOut(StrT, is64Bit, isLittleEndian);
 502   StrTOut.outbyte(0);
 503
 504   // The order of the string table is:
 505   // 1. strings for external symbols
 506   // 2. strings for local symbols
 507   // Since this is the opposite order from the symbol table, which we have just
 508   // sorted, we can walk the symbol table backwards to output the string table.
 509   for (std::vector<MachOSym>::reverse_iterator I = SymbolTable.rbegin(),
 510         E = SymbolTable.rend(); I != E; ++I) {
 511     if (I->GVName == "") {
 512       I->n_strx = 0;
 513     } else {
 514       I->n_strx = StrT.size();
 515       StrTOut.outstring(I->GVName, I->GVName.length()+1);
 516     }
 517   }
 518
 519   OutputBuffer SymTOut(SymT, is64Bit, isLittleEndian);
 520
 521   unsigned index = 0;
 522   for (std::vector<MachOSym>::iterator I = SymbolTable.begin(),
 523          E = SymbolTable.end(); I != E; ++I, ++index) {
 524     // Add the section base address to the section offset in the n_value field
 525     // to calculate the full address.
 526     // FIXME: handle symbols where the n_value field is not the address
 527     GlobalValue *GV = const_cast<GlobalValue*>(I->GV);
 528     if (GV && GVSection[GV])
 529       I->n_value += GVSection[GV]->addr;
 530     if (GV && (GVOffset[GV] == -1))
 531       GVOffset[GV] = index;
 532
 533     // Emit nlist to buffer
 534     SymTOut.outword(I->n_strx);
 535     SymTOut.outbyte(I->n_type);
 536     SymTOut.outbyte(I->n_sect);
 537     SymTOut.outhalf(I->n_desc);
 538     SymTOut.outaddr(I->n_value);
 539   }
 540 }
 541
 542 /// CalculateRelocations - For each MachineRelocation in the current section,
 543 /// calculate the index of the section containing the object to be relocated,
 544 /// and the offset into that section.  From this information, create the
 545 /// appropriate target-specific MachORelocation type and add buffer it to be
 546 /// written out after we are finished writing out sections.
 547 void MachOWriter::CalculateRelocations(MachOSection &MOS) {
 548   std::vector<MachineRelocation> Relocations =  MOS.getRelocations();
 549   for (unsigned i = 0, e = Relocations.size(); i != e; ++i) {
 550     MachineRelocation &MR = Relocations[i];
 551     unsigned TargetSection = MR.getConstantVal();
 552     unsigned TargetAddr = 0;
 553     unsigned TargetIndex = 0;
 554
 555     // This is a scattered relocation entry if it points to a global value with
 556     // a non-zero offset.
 557     bool Scattered = false;
 558     bool Extern = false;
 559
 560     // Since we may not have seen the GlobalValue we were interested in yet at
 561     // the time we emitted the relocation for it, fix it up now so that it
 562     // points to the offset into the correct section.
 563     if (MR.isGlobalValue()) {
 564       GlobalValue *GV = MR.getGlobalValue();
 565       MachOSection *MOSPtr = GVSection[GV];
 566       intptr_t Offset = GVOffset[GV];
 567
 568       // If we have never seen the global before, it must be to a symbol
 569       // defined in another module (N_UNDF).
 570       if (!MOSPtr) {
 571         // FIXME: need to append stub suffix
 572         Extern = true;
 573         TargetAddr = 0;
 574         TargetIndex = GVOffset[GV];
 575       } else {
 576         Scattered = TargetSection != 0;
 577         TargetSection = MOSPtr->Index;
 578       }
 579       MR.setResultPointer((void*)Offset);
 580     }
 581
 582     // If the symbol is locally defined, pass in the address of the section and
 583     // the section index to the code which will generate the target relocation.
 584     if (!Extern) {
 585         MachOSection &To = *SectionList[TargetSection - 1];
 586         TargetAddr = To.addr;
 587         TargetIndex = To.Index;
 588     }
 589
 590     OutputBuffer RelocOut(MOS.RelocBuffer, is64Bit, isLittleEndian);
 591     OutputBuffer SecOut(MOS.getData(), is64Bit, isLittleEndian);
 592
 593     MOS.nreloc += GetTargetRelocation(MR, MOS.Index, TargetAddr, TargetIndex,
 594                                       RelocOut, SecOut, Scattered, Extern);
 595   }
 596 }
 597
 598 // InitMem - Write the value of a Constant to the specified memory location,
 599 // converting it into bytes and relocations.
 600 void MachOWriter::InitMem(const Constant *C, uintptr_t Offset,
 601                           const TargetData *TD, MachOSection* mos) {
 602   typedef std::pair<const Constant*, intptr_t> CPair;
 603   std::vector<CPair> WorkList;
 604   uint8_t *Addr = &mos->getData()[0];
 605
 606   WorkList.push_back(CPair(C,(intptr_t)Addr + Offset));
 607
 608   intptr_t ScatteredOffset = 0;
 609
 610   while (!WorkList.empty()) {
 611     const Constant *PC = WorkList.back().first;
 612     intptr_t PA = WorkList.back().second;
 613     WorkList.pop_back();
 614
 615     if (isa<UndefValue>(PC)) {
 616       continue;
 617     } else if (const ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(PC)) {
 618       unsigned ElementSize =
 619         TD->getTypeAllocSize(CP->getType()->getElementType());
 620       for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
 621         WorkList.push_back(CPair(CP->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
 622     } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PC)) {
 623       //
 624       // FIXME: Handle ConstantExpression.  See EE::getConstantValue()
 625       //
 626       switch (CE->getOpcode()) {
 627       case Instruction::GetElementPtr: {
 628         SmallVector<Value*, 8> Indices(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
 629         ScatteredOffset = TD->getIndexedOffset(CE->getOperand(0)->getType(),
 630                                                &Indices[0], Indices.size());
 631         WorkList.push_back(CPair(CE->getOperand(0), PA));
 632         break;
 633       }
 634       case Instruction::Add:
 635       default:
 636         cerr << "ConstantExpr not handled as global var init: " << *CE << "\n";
 637         abort();
 638         break;
 639       }
 640     } else if (PC->getType()->isSingleValueType()) {
 641       unsigned char *ptr = (unsigned char *)PA;
 642       switch (PC->getType()->getTypeID()) {
 643       case Type::IntegerTyID: {
 644         unsigned NumBits = cast<IntegerType>(PC->getType())->getBitWidth();
 645         uint64_t val = cast<ConstantInt>(PC)->getZExtValue();
 646         if (NumBits <= 8)
 647           ptr[0] = val;
 648         else if (NumBits <= 16) {
 649           if (TD->isBigEndian())
 650             val = ByteSwap_16(val);
 651           ptr[0] = val;
 652           ptr[1] = val >> 8;
 653         } else if (NumBits <= 32) {
 654           if (TD->isBigEndian())
 655             val = ByteSwap_32(val);
 656           ptr[0] = val;
 657           ptr[1] = val >> 8;
 658           ptr[2] = val >> 16;
 659           ptr[3] = val >> 24;
 660         } else if (NumBits <= 64) {
 661           if (TD->isBigEndian())
 662             val = ByteSwap_64(val);
 663           ptr[0] = val;
 664           ptr[1] = val >> 8;
 665           ptr[2] = val >> 16;
 666           ptr[3] = val >> 24;
 667           ptr[4] = val >> 32;
 668           ptr[5] = val >> 40;
 669           ptr[6] = val >> 48;
 670           ptr[7] = val >> 56;
 671         } else {
 672           assert(0 && "Not implemented: bit widths > 64");
 673         }
 674         break;
 675       }
 676       case Type::FloatTyID: {
 677         uint32_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
 678                         getZExtValue();
 679         if (TD->isBigEndian())
 680           val = ByteSwap_32(val);
 681         ptr[0] = val;
 682         ptr[1] = val >> 8;
 683         ptr[2] = val >> 16;
 684         ptr[3] = val >> 24;
 685         break;
 686       }
 687       case Type::DoubleTyID: {
 688         uint64_t val = cast<ConstantFP>(PC)->getValueAPF().bitcastToAPInt().
 689                          getZExtValue();
 690         if (TD->isBigEndian())
 691           val = ByteSwap_64(val);
 692         ptr[0] = val;
 693         ptr[1] = val >> 8;
 694         ptr[2] = val >> 16;
 695         ptr[3] = val >> 24;
 696         ptr[4] = val >> 32;
 697         ptr[5] = val >> 40;
 698         ptr[6] = val >> 48;
 699         ptr[7] = val >> 56;
 700         break;
 701       }
 702       case Type::PointerTyID:
 703         if (isa<ConstantPointerNull>(PC))
 704           memset(ptr, 0, TD->getPointerSize());
 705         else if (const GlobalValue* GV = dyn_cast<GlobalValue>(PC)) {
 706           // FIXME: what about function stubs?
 707           mos->addRelocation(MachineRelocation::getGV(PA-(intptr_t)Addr,
 708                                                  MachineRelocation::VANILLA,
 709                                                  const_cast<GlobalValue*>(GV),
 710                                                  ScatteredOffset));
 711           ScatteredOffset = 0;
 712         } else
 713           assert(0 && "Unknown constant pointer type!");
 714         break;
 715       default:
 716         cerr << "ERROR: Constant unimp for type: " << *PC->getType() << "\n";
 717         abort();
 718       }
 719     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(PC)) {
 720       memset((void*)PA, 0, (size_t)TD->getTypeAllocSize(PC->getType()));
 721     } else if (const ConstantArray *CPA = dyn_cast<ConstantArray>(PC)) {
 722       unsigned ElementSize =
 723         TD->getTypeAllocSize(CPA->getType()->getElementType());
 724       for (unsigned i = 0, e = CPA->getNumOperands(); i != e; ++i)
 725         WorkList.push_back(CPair(CPA->getOperand(i), PA+i*ElementSize));
 726     } else if (const ConstantStruct *CPS = dyn_cast<ConstantStruct>(PC)) {
 727       const StructLayout *SL =
 728         TD->getStructLayout(cast<StructType>(CPS->getType()));
 729       for (unsigned i = 0, e = CPS->getNumOperands(); i != e; ++i)
 730         WorkList.push_back(CPair(CPS->getOperand(i),
 731                                  PA+SL->getElementOffset(i)));
 732     } else {
 733       cerr << "Bad Type: " << *PC->getType() << "\n";
 734       assert(0 && "Unknown constant type to initialize memory with!");
 735     }
 736   }
 737 }
 738
 739 //===----------------------------------------------------------------------===//
 740 //                          MachOSym Implementation
 741 //===----------------------------------------------------------------------===//
 742
 743 MachOSym::MachOSym(const GlobalValue *gv, std::string name, uint8_t sect,
 744                    const TargetAsmInfo *TAI) :
 745   GV(gv), n_strx(0), n_type(sect == NO_SECT ? N_UNDF : N_SECT), n_sect(sect),
 746   n_desc(0), n_value(0) {
 747
 748   switch (GV->getLinkage()) {
 749   default:
 750     assert(0 && "Unexpected linkage type!");
 751     break;
 752   case GlobalValue::WeakAnyLinkage:
 753   case GlobalValue::WeakODRLinkage:
 754   case GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage:
 755   case GlobalValue::LinkOnceODRLinkage:
 756   case GlobalValue::CommonLinkage:
 757     assert(!isa<Function>(gv) && "Unexpected linkage type for Function!");
 758   case GlobalValue::ExternalLinkage:
 759     GVName = TAI->getGlobalPrefix() + name;
 760     n_type |= GV->hasHiddenVisibility() ? N_PEXT : N_EXT;
 761     break;
 762   case GlobalValue::PrivateLinkage:
 763     GVName = TAI->getPrivateGlobalPrefix() + name;
 764     break;
 765   case GlobalValue::InternalLinkage:
 766     GVName = TAI->getGlobalPrefix() + name;
 767     break;
 768   }
 769 }
 770
 771 } // end namespace llvm
 772