lib/MC/MCAssembler.cpp

   1 //===- lib/MC/MCAssembler.cpp - Assembler Backend Implementation ----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #define DEBUG_TYPE "assembler"
  11 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  12 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  13 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  14 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  15 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  17 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  21 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/MachO.h"
  24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26
  27 // FIXME: Gross.
  28 #include "../Target/X86/X86FixupKinds.h"
  29
  30 #include <vector>
  31 using namespace llvm;
  32
  33 class MachObjectWriter;
  34
  35 STATISTIC(EmittedFragments, "Number of emitted assembler fragments");
  36
  37 // FIXME FIXME FIXME: There are number of places in this file where we convert
  38 // what is a 64-bit assembler value used for computation into a value in the
  39 // object file, which may truncate it. We should detect that truncation where
  40 // invalid and report errors back.
  41
  42 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
  43                           MachObjectWriter &MOW);
  44
  45 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW);
  46
  47 /// isVirtualSection - Check if this is a section which does not actually exist
  48 /// in the object file.
  49 static bool isVirtualSection(const MCSection &Section) {
  50   // FIXME: Lame.
  51   const MCSectionMachO &SMO = static_cast<const MCSectionMachO&>(Section);
  52   unsigned Type = SMO.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
  53   return (Type == MCSectionMachO::S_ZEROFILL);
  54 }
  55
  56 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
  57   switch (Kind) {
  58   default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
  59   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  60   case FK_Data_1: return 0;
  61   case FK_Data_2: return 1;
  62   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  63   case X86::reloc_riprel_4byte:
  64   case FK_Data_4: return 2;
  65   case FK_Data_8: return 3;
  66   }
  67 }
  68
  69 static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
  70   switch (Kind) {
  71   default:
  72     return false;
  73   case X86::reloc_pcrel_1byte:
  74   case X86::reloc_pcrel_4byte:
  75   case X86::reloc_riprel_4byte:
  76     return true;
  77   }
  78 }
  79
  80 class MachObjectWriter {
  81   // See <mach-o/loader.h>.
  82   enum {
  83     Header_Magic32 = 0xFEEDFACE,
  84     Header_Magic64 = 0xFEEDFACF
  85   };
  86
  87   static const unsigned Header32Size = 28;
  88   static const unsigned Header64Size = 32;
  89   static const unsigned SegmentLoadCommand32Size = 56;
  90   static const unsigned Section32Size = 68;
  91   static const unsigned SymtabLoadCommandSize = 24;
  92   static const unsigned DysymtabLoadCommandSize = 80;
  93   static const unsigned Nlist32Size = 12;
  94   static const unsigned RelocationInfoSize = 8;
  95
  96   enum HeaderFileType {
  97     HFT_Object = 0x1
  98   };
  99
 100   enum HeaderFlags {
 101     HF_SubsectionsViaSymbols = 0x2000
 102   };
 103
 104   enum LoadCommandType {
 105     LCT_Segment = 0x1,
 106     LCT_Symtab = 0x2,
 107     LCT_Dysymtab = 0xb
 108   };
 109
 110   // See <mach-o/nlist.h>.
 111   enum SymbolTypeType {
 112     STT_Undefined = 0x00,
 113     STT_Absolute  = 0x02,
 114     STT_Section   = 0x0e
 115   };
 116
 117   enum SymbolTypeFlags {
 118     // If any of these bits are set, then the entry is a stab entry number (see
 119     // <mach-o/stab.h>. Otherwise the other masks apply.
 120     STF_StabsEntryMask = 0xe0,
 121
 122     STF_TypeMask       = 0x0e,
 123     STF_External       = 0x01,
 124     STF_PrivateExtern  = 0x10
 125   };
 126
 127   /// IndirectSymbolFlags - Flags for encoding special values in the indirect
 128   /// symbol entry.
 129   enum IndirectSymbolFlags {
 130     ISF_Local    = 0x80000000,
 131     ISF_Absolute = 0x40000000
 132   };
 133
 134   /// RelocationFlags - Special flags for addresses.
 135   enum RelocationFlags {
 136     RF_Scattered = 0x80000000
 137   };
 138
 139   enum RelocationInfoType {
 140     RIT_Vanilla             = 0,
 141     RIT_Pair                = 1,
 142     RIT_Difference          = 2,
 143     RIT_PreboundLazyPointer = 3,
 144     RIT_LocalDifference     = 4
 145   };
 146
 147   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
 148   /// on symbols.
 149   struct MachSymbolData {
 150     MCSymbolData *SymbolData;
 151     uint64_t StringIndex;
 152     uint8_t SectionIndex;
 153
 154     // Support lexicographic sorting.
 155     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
 156       const std::string &Name = SymbolData->getSymbol().getName();
 157       return Name < RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
 158     }
 159   };
 160
 161   raw_ostream &OS;
 162   bool IsLSB;
 163
 164 public:
 165   MachObjectWriter(raw_ostream &_OS, bool _IsLSB = true)
 166     : OS(_OS), IsLSB(_IsLSB) {
 167   }
 168
 169   /// @name Helper Methods
 170   /// @{
 171
 172   void Write8(uint8_t Value) {
 173     OS << char(Value);
 174   }
 175
 176   void Write16(uint16_t Value) {
 177     if (IsLSB) {
 178       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 179       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 180     } else {
 181       Write8(uint8_t(Value >> 8));
 182       Write8(uint8_t(Value >> 0));
 183     }
 184   }
 185
 186   void Write32(uint32_t Value) {
 187     if (IsLSB) {
 188       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 189       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 190     } else {
 191       Write16(uint16_t(Value >> 16));
 192       Write16(uint16_t(Value >> 0));
 193     }
 194   }
 195
 196   void Write64(uint64_t Value) {
 197     if (IsLSB) {
 198       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 199       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 200     } else {
 201       Write32(uint32_t(Value >> 32));
 202       Write32(uint32_t(Value >> 0));
 203     }
 204   }
 205
 206   void WriteZeros(unsigned N) {
 207     const char Zeros[16] = { 0 };
 208
 209     for (unsigned i = 0, e = N / 16; i != e; ++i)
 210       OS << StringRef(Zeros, 16);
 211
 212     OS << StringRef(Zeros, N % 16);
 213   }
 214
 215   void WriteString(StringRef Str, unsigned ZeroFillSize = 0) {
 216     OS << Str;
 217     if (ZeroFillSize)
 218       WriteZeros(ZeroFillSize - Str.size());
 219   }
 220
 221   /// @}
 222
 223   void WriteHeader32(unsigned NumLoadCommands, unsigned LoadCommandsSize,
 224                      bool SubsectionsViaSymbols) {
 225     uint32_t Flags = 0;
 226
 227     if (SubsectionsViaSymbols)
 228       Flags |= HF_SubsectionsViaSymbols;
 229
 230     // struct mach_header (28 bytes)
 231
 232     uint64_t Start = OS.tell();
 233     (void) Start;
 234
 235     Write32(Header_Magic32);
 236
 237     // FIXME: Support cputype.
 238     Write32(MachO::CPUTypeI386);
 239     // FIXME: Support cpusubtype.
 240     Write32(MachO::CPUSubType_I386_ALL);
 241     Write32(HFT_Object);
 242     Write32(NumLoadCommands);    // Object files have a single load command, the
 243                                  // segment.
 244     Write32(LoadCommandsSize);
 245     Write32(Flags);
 246
 247     assert(OS.tell() - Start == Header32Size);
 248   }
 249
 250   /// WriteSegmentLoadCommand32 - Write a 32-bit segment load command.
 251   ///
 252   /// \arg NumSections - The number of sections in this segment.
 253   /// \arg SectionDataSize - The total size of the sections.
 254   void WriteSegmentLoadCommand32(unsigned NumSections,
 255                                  uint64_t VMSize,
 256                                  uint64_t SectionDataStartOffset,
 257                                  uint64_t SectionDataSize) {
 258     // struct segment_command (56 bytes)
 259
 260     uint64_t Start = OS.tell();
 261     (void) Start;
 262
 263     Write32(LCT_Segment);
 264     Write32(SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size);
 265
 266     WriteString("", 16);
 267     Write32(0); // vmaddr
 268     Write32(VMSize); // vmsize
 269     Write32(SectionDataStartOffset); // file offset
 270     Write32(SectionDataSize); // file size
 271     Write32(0x7); // maxprot
 272     Write32(0x7); // initprot
 273     Write32(NumSections);
 274     Write32(0); // flags
 275
 276     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommand32Size);
 277   }
 278
 279   void WriteSection32(const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
 280                       uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
 281     // The offset is unused for virtual sections.
 282     if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
 283       assert(SD.getFileSize() == 0 && "Invalid file size!");
 284       FileOffset = 0;
 285     }
 286
 287     // struct section (68 bytes)
 288
 289     uint64_t Start = OS.tell();
 290     (void) Start;
 291
 292     // FIXME: cast<> support!
 293     const MCSectionMachO &Section =
 294       static_cast<const MCSectionMachO&>(SD.getSection());
 295     WriteString(Section.getSectionName(), 16);
 296     WriteString(Section.getSegmentName(), 16);
 297     Write32(SD.getAddress()); // address
 298     Write32(SD.getSize()); // size
 299     Write32(FileOffset);
 300
 301     unsigned Flags = Section.getTypeAndAttributes();
 302     if (SD.hasInstructions())
 303       Flags |= MCSectionMachO::S_ATTR_SOME_INSTRUCTIONS;
 304
 305     assert(isPowerOf2_32(SD.getAlignment()) && "Invalid alignment!");
 306     Write32(Log2_32(SD.getAlignment()));
 307     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
 308     Write32(NumRelocations);
 309     Write32(Flags);
 310     Write32(0); // reserved1
 311     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
 312
 313     assert(OS.tell() - Start == Section32Size);
 314   }
 315
 316   void WriteSymtabLoadCommand(uint32_t SymbolOffset, uint32_t NumSymbols,
 317                               uint32_t StringTableOffset,
 318                               uint32_t StringTableSize) {
 319     // struct symtab_command (24 bytes)
 320
 321     uint64_t Start = OS.tell();
 322     (void) Start;
 323
 324     Write32(LCT_Symtab);
 325     Write32(SymtabLoadCommandSize);
 326     Write32(SymbolOffset);
 327     Write32(NumSymbols);
 328     Write32(StringTableOffset);
 329     Write32(StringTableSize);
 330
 331     assert(OS.tell() - Start == SymtabLoadCommandSize);
 332   }
 333
 334   void WriteDysymtabLoadCommand(uint32_t FirstLocalSymbol,
 335                                 uint32_t NumLocalSymbols,
 336                                 uint32_t FirstExternalSymbol,
 337                                 uint32_t NumExternalSymbols,
 338                                 uint32_t FirstUndefinedSymbol,
 339                                 uint32_t NumUndefinedSymbols,
 340                                 uint32_t IndirectSymbolOffset,
 341                                 uint32_t NumIndirectSymbols) {
 342     // struct dysymtab_command (80 bytes)
 343
 344     uint64_t Start = OS.tell();
 345     (void) Start;
 346
 347     Write32(LCT_Dysymtab);
 348     Write32(DysymtabLoadCommandSize);
 349     Write32(FirstLocalSymbol);
 350     Write32(NumLocalSymbols);
 351     Write32(FirstExternalSymbol);
 352     Write32(NumExternalSymbols);
 353     Write32(FirstUndefinedSymbol);
 354     Write32(NumUndefinedSymbols);
 355     Write32(0); // tocoff
 356     Write32(0); // ntoc
 357     Write32(0); // modtaboff
 358     Write32(0); // nmodtab
 359     Write32(0); // extrefsymoff
 360     Write32(0); // nextrefsyms
 361     Write32(IndirectSymbolOffset);
 362     Write32(NumIndirectSymbols);
 363     Write32(0); // extreloff
 364     Write32(0); // nextrel
 365     Write32(0); // locreloff
 366     Write32(0); // nlocrel
 367
 368     assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
 369   }
 370
 371   void WriteNlist32(MachSymbolData &MSD) {
 372     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
 373     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
 374     uint8_t Type = 0;
 375     uint16_t Flags = Data.getFlags();
 376     uint32_t Address = 0;
 377
 378     // Set the N_TYPE bits. See <mach-o/nlist.h>.
 379     //
 380     // FIXME: Are the prebound or indirect fields possible here?
 381     if (Symbol.isUndefined())
 382       Type = STT_Undefined;
 383     else if (Symbol.isAbsolute())
 384       Type = STT_Absolute;
 385     else
 386       Type = STT_Section;
 387
 388     // FIXME: Set STAB bits.
 389
 390     if (Data.isPrivateExtern())
 391       Type |= STF_PrivateExtern;
 392
 393     // Set external bit.
 394     if (Data.isExternal() || Symbol.isUndefined())
 395       Type |= STF_External;
 396
 397     // Compute the symbol address.
 398     if (Symbol.isDefined()) {
 399       if (Symbol.isAbsolute()) {
 400         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 401       } else {
 402         Address = Data.getFragment()->getAddress() + Data.getOffset();
 403       }
 404     } else if (Data.isCommon()) {
 405       // Common symbols are encoded with the size in the address
 406       // field, and their alignment in the flags.
 407       Address = Data.getCommonSize();
 408
 409       // Common alignment is packed into the 'desc' bits.
 410       if (unsigned Align = Data.getCommonAlignment()) {
 411         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
 412         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
 413         if (Log2Size > 15)
 414           llvm_report_error("invalid 'common' alignment '" +
 415                             Twine(Align) + "'");
 416         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
 417         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
 418       }
 419     }
 420
 421     // struct nlist (12 bytes)
 422
 423     Write32(MSD.StringIndex);
 424     Write8(Type);
 425     Write8(MSD.SectionIndex);
 426
 427     // The Mach-O streamer uses the lowest 16-bits of the flags for the 'desc'
 428     // value.
 429     Write16(Flags);
 430     Write32(Address);
 431   }
 432
 433   struct MachRelocationEntry {
 434     uint32_t Word0;
 435     uint32_t Word1;
 436   };
 437   void ComputeScatteredRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCFragment &Fragment,
 438                                       MCAsmFixup &Fixup,
 439                                       const MCValue &Target,
 440                                      std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
 441     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
 442     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
 443     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 444     unsigned Type = RIT_Vanilla;
 445
 446     // See <reloc.h>.
 447     const MCSymbol *A = Target.getSymA();
 448     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 449
 450     if (!A_SD->getFragment())
 451       llvm_report_error("symbol '" + A->getName() +
 452                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 453
 454     uint32_t Value = A_SD->getFragment()->getAddress() + A_SD->getOffset();
 455     uint32_t Value2 = 0;
 456
 457     if (const MCSymbol *B = Target.getSymB()) {
 458       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(*B);
 459
 460       if (!B_SD->getFragment())
 461         llvm_report_error("symbol '" + B->getName() +
 462                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 463
 464       // Select the appropriate difference relocation type.
 465       //
 466       // Note that there is no longer any semantic difference between these two
 467       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
 468       // for pedantic compatibility with 'as'.
 469       Type = A_SD->isExternal() ? RIT_Difference : RIT_LocalDifference;
 470       Value2 = B_SD->getFragment()->getAddress() + B_SD->getOffset();
 471     }
 472
 473     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 474     Fixup.FixedValue = Value - Value2 + Target.getConstant();
 475     if (IsPCRel)
 476       Fixup.FixedValue -= Address;
 477
 478     // If this fixup is a vanilla PC relative relocation for a local label, we
 479     // don't need a relocation.
 480     //
 481     // FIXME: Implement proper atom support.
 482     if (IsPCRel && Target.getSymA() && Target.getSymA()->isTemporary() &&
 483         !Target.getSymB())
 484       return;
 485
 486     MachRelocationEntry MRE;
 487     MRE.Word0 = ((Address   <<  0) |
 488                  (Type      << 24) |
 489                  (Log2Size  << 28) |
 490                  (IsPCRel   << 30) |
 491                  RF_Scattered);
 492     MRE.Word1 = Value;
 493     Relocs.push_back(MRE);
 494
 495     if (Type == RIT_Difference || Type == RIT_LocalDifference) {
 496       MachRelocationEntry MRE;
 497       MRE.Word0 = ((0         <<  0) |
 498                    (RIT_Pair  << 24) |
 499                    (Log2Size  << 28) |
 500                    (IsPCRel   << 30) |
 501                    RF_Scattered);
 502       MRE.Word1 = Value2;
 503       Relocs.push_back(MRE);
 504     }
 505   }
 506
 507   void ComputeRelocationInfo(MCAssembler &Asm, MCDataFragment &Fragment,
 508                              MCAsmFixup &Fixup,
 509                              std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs) {
 510     unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
 511     unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 512
 513     MCValue Target;
 514     if (!Fixup.Value->EvaluateAsRelocatable(Target))
 515       llvm_report_error("expected relocatable expression");
 516
 517     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
 518     // a scattered relocation entry.
 519     uint32_t Offset = Target.getConstant();
 520     if (IsPCRel)
 521       Offset += 1 << Log2Size;
 522     if (Target.getSymB() ||
 523         (Target.getSymA() && !Target.getSymA()->isUndefined() &&
 524          Offset))
 525       return ComputeScatteredRelocationInfo(Asm, Fragment, Fixup, Target,
 526                                             Relocs);
 527
 528     // See <reloc.h>.
 529     uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
 530     uint32_t Value = 0;
 531     unsigned Index = 0;
 532     unsigned IsExtern = 0;
 533     unsigned Type = 0;
 534
 535     if (Target.isAbsolute()) { // constant
 536       // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
 537       //
 538       // FIXME: When is this generated?
 539       Type = RIT_Vanilla;
 540       Value = 0;
 541       llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
 542     } else {
 543       const MCSymbol *Symbol = Target.getSymA();
 544       MCSymbolData *SD = &Asm.getSymbolData(*Symbol);
 545
 546       if (Symbol->isUndefined()) {
 547         IsExtern = 1;
 548         Index = SD->getIndex();
 549         Value = 0;
 550       } else {
 551         // The index is the section ordinal.
 552         //
 553         // FIXME: O(N)
 554         Index = 1;
 555         MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
 556         for (; it != ie; ++it, ++Index)
 557           if (&*it == SD->getFragment()->getParent())
 558             break;
 559         assert(it != ie && "Unable to find section index!");
 560         Value = SD->getFragment()->getAddress() + SD->getOffset();
 561       }
 562
 563       Type = RIT_Vanilla;
 564     }
 565
 566     // The value which goes in the fixup is current value of the expression.
 567     Fixup.FixedValue = Value + Target.getConstant();
 568     if (IsPCRel)
 569       Fixup.FixedValue -= Address;
 570
 571     // If this fixup is a vanilla PC relative relocation for a local label, we
 572     // don't need a relocation.
 573     //
 574     // FIXME: Implement proper atom support.
 575     if (IsPCRel && Target.getSymA() && Target.getSymA()->isTemporary())
 576       return;
 577
 578     // struct relocation_info (8 bytes)
 579     MachRelocationEntry MRE;
 580     MRE.Word0 = Address;
 581     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
 582                  (IsPCRel   << 24) |
 583                  (Log2Size  << 25) |
 584                  (IsExtern  << 27) |
 585                  (Type      << 28));
 586     Relocs.push_back(MRE);
 587   }
 588
 589   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
 590     // This is the point where 'as' creates actual symbols for indirect symbols
 591     // (in the following two passes). It would be easier for us to do this
 592     // sooner when we see the attribute, but that makes getting the order in the
 593     // symbol table much more complicated than it is worth.
 594     //
 595     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 596
 597     // Bind non lazy symbol pointers first.
 598     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 599            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 600       // FIXME: cast<> support!
 601       const MCSectionMachO &Section =
 602         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 603
 604       unsigned Type =
 605         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 606       if (Type != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
 607         continue;
 608
 609       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
 610     }
 611
 612     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
 613     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 614            ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 615       // FIXME: cast<> support!
 616       const MCSectionMachO &Section =
 617         static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 618
 619       unsigned Type =
 620         Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 621       if (Type != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
 622           Type != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
 623         continue;
 624
 625       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
 626       //
 627       // FIXME: Do not hardcode.
 628       bool Created;
 629       MCSymbolData &Entry = Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol, &Created);
 630       if (Created)
 631         Entry.setFlags(Entry.getFlags() | 0x0001);
 632     }
 633   }
 634
 635   /// ComputeSymbolTable - Compute the symbol table data
 636   ///
 637   /// \param StringTable [out] - The string table data.
 638   /// \param StringIndexMap [out] - Map from symbol names to offsets in the
 639   /// string table.
 640   void ComputeSymbolTable(MCAssembler &Asm, SmallString<256> &StringTable,
 641                           std::vector<MachSymbolData> &LocalSymbolData,
 642                           std::vector<MachSymbolData> &ExternalSymbolData,
 643                           std::vector<MachSymbolData> &UndefinedSymbolData) {
 644     // Build section lookup table.
 645     DenseMap<const MCSection*, uint8_t> SectionIndexMap;
 646     unsigned Index = 1;
 647     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 648            ie = Asm.end(); it != ie; ++it, ++Index)
 649       SectionIndexMap[&it->getSection()] = Index;
 650     assert(Index <= 256 && "Too many sections!");
 651
 652     // Index 0 is always the empty string.
 653     StringMap<uint64_t> StringIndexMap;
 654     StringTable += '\x00';
 655
 656     // Build the symbol arrays and the string table, but only for non-local
 657     // symbols.
 658     //
 659     // The particular order that we collect the symbols and create the string
 660     // table, then sort the symbols is chosen to match 'as'. Even though it
 661     // doesn't matter for correctness, this is important for letting us diff .o
 662     // files.
 663     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 664            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 665       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 666
 667       // Ignore assembler temporaries.
 668       if (it->getSymbol().isTemporary())
 669         continue;
 670
 671       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
 672         continue;
 673
 674       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 675       if (!Entry) {
 676         Entry = StringTable.size();
 677         StringTable += Symbol.getName();
 678         StringTable += '\x00';
 679       }
 680
 681       MachSymbolData MSD;
 682       MSD.SymbolData = it;
 683       MSD.StringIndex = Entry;
 684
 685       if (Symbol.isUndefined()) {
 686         MSD.SectionIndex = 0;
 687         UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
 688       } else if (Symbol.isAbsolute()) {
 689         MSD.SectionIndex = 0;
 690         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 691       } else {
 692         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 693         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 694         ExternalSymbolData.push_back(MSD);
 695       }
 696     }
 697
 698     // Now add the data for local symbols.
 699     for (MCAssembler::symbol_iterator it = Asm.symbol_begin(),
 700            ie = Asm.symbol_end(); it != ie; ++it) {
 701       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 702
 703       // Ignore assembler temporaries.
 704       if (it->getSymbol().isTemporary())
 705         continue;
 706
 707       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
 708         continue;
 709
 710       uint64_t &Entry = StringIndexMap[Symbol.getName()];
 711       if (!Entry) {
 712         Entry = StringTable.size();
 713         StringTable += Symbol.getName();
 714         StringTable += '\x00';
 715       }
 716
 717       MachSymbolData MSD;
 718       MSD.SymbolData = it;
 719       MSD.StringIndex = Entry;
 720
 721       if (Symbol.isAbsolute()) {
 722         MSD.SectionIndex = 0;
 723         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 724       } else {
 725         MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Symbol.getSection());
 726         assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
 727         LocalSymbolData.push_back(MSD);
 728       }
 729     }
 730
 731     // External and undefined symbols are required to be in lexicographic order.
 732     std::sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
 733     std::sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
 734
 735     // Set the symbol indices.
 736     Index = 0;
 737     for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 738       LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 739     for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 740       ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 741     for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 742       UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
 743
 744     // The string table is padded to a multiple of 4.
 745     while (StringTable.size() % 4)
 746       StringTable += '\x00';
 747   }
 748
 749   void WriteObject(MCAssembler &Asm) {
 750     unsigned NumSections = Asm.size();
 751
 752     // Create symbol data for any indirect symbols.
 753     BindIndirectSymbols(Asm);
 754
 755     // Compute symbol table information.
 756     SmallString<256> StringTable;
 757     std::vector<MachSymbolData> LocalSymbolData;
 758     std::vector<MachSymbolData> ExternalSymbolData;
 759     std::vector<MachSymbolData> UndefinedSymbolData;
 760     unsigned NumSymbols = Asm.symbol_size();
 761
 762     // No symbol table command is written if there are no symbols.
 763     if (NumSymbols)
 764       ComputeSymbolTable(Asm, StringTable, LocalSymbolData, ExternalSymbolData,
 765                          UndefinedSymbolData);
 766
 767     // The section data starts after the header, the segment load command (and
 768     // section headers) and the symbol table.
 769     unsigned NumLoadCommands = 1;
 770     uint64_t LoadCommandsSize =
 771       SegmentLoadCommand32Size + NumSections * Section32Size;
 772
 773     // Add the symbol table load command sizes, if used.
 774     if (NumSymbols) {
 775       NumLoadCommands += 2;
 776       LoadCommandsSize += SymtabLoadCommandSize + DysymtabLoadCommandSize;
 777     }
 778
 779     // Compute the total size of the section data, as well as its file size and
 780     // vm size.
 781     uint64_t SectionDataStart = Header32Size + LoadCommandsSize;
 782     uint64_t SectionDataSize = 0;
 783     uint64_t SectionDataFileSize = 0;
 784     uint64_t VMSize = 0;
 785     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 786            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 787       MCSectionData &SD = *it;
 788
 789       VMSize = std::max(VMSize, SD.getAddress() + SD.getSize());
 790
 791       if (isVirtualSection(SD.getSection()))
 792         continue;
 793
 794       SectionDataSize = std::max(SectionDataSize,
 795                                  SD.getAddress() + SD.getSize());
 796       SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize,
 797                                      SD.getAddress() + SD.getFileSize());
 798     }
 799
 800     // The section data is padded to 4 bytes.
 801     //
 802     // FIXME: Is this machine dependent?
 803     unsigned SectionDataPadding = OffsetToAlignment(SectionDataFileSize, 4);
 804     SectionDataFileSize += SectionDataPadding;
 805
 806     // Write the prolog, starting with the header and load command...
 807     WriteHeader32(NumLoadCommands, LoadCommandsSize,
 808                   Asm.getSubsectionsViaSymbols());
 809     WriteSegmentLoadCommand32(NumSections, VMSize,
 810                               SectionDataStart, SectionDataSize);
 811
 812     // ... and then the section headers.
 813     //
 814     // We also compute the section relocations while we do this. Note that
 815     // computing relocation info will also update the fixup to have the correct
 816     // value; this will overwrite the appropriate data in the fragment when it
 817     // is written.
 818     std::vector<MachRelocationEntry> RelocInfos;
 819     uint64_t RelocTableEnd = SectionDataStart + SectionDataFileSize;
 820     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(),
 821            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
 822       MCSectionData &SD = *it;
 823
 824       // The assembler writes relocations in the reverse order they were seen.
 825       //
 826       // FIXME: It is probably more complicated than this.
 827       unsigned NumRelocsStart = RelocInfos.size();
 828       for (MCSectionData::reverse_iterator it2 = SD.rbegin(),
 829              ie2 = SD.rend(); it2 != ie2; ++it2)
 830         if (MCDataFragment *DF = dyn_cast<MCDataFragment>(&*it2))
 831           for (unsigned i = 0, e = DF->fixup_size(); i != e; ++i)
 832             ComputeRelocationInfo(Asm, *DF, DF->getFixups()[e - i - 1],
 833                                   RelocInfos);
 834
 835       unsigned NumRelocs = RelocInfos.size() - NumRelocsStart;
 836       uint64_t SectionStart = SectionDataStart + SD.getAddress();
 837       WriteSection32(SD, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
 838       RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
 839     }
 840
 841     // Write the symbol table load command, if used.
 842     if (NumSymbols) {
 843       unsigned FirstLocalSymbol = 0;
 844       unsigned NumLocalSymbols = LocalSymbolData.size();
 845       unsigned FirstExternalSymbol = FirstLocalSymbol + NumLocalSymbols;
 846       unsigned NumExternalSymbols = ExternalSymbolData.size();
 847       unsigned FirstUndefinedSymbol = FirstExternalSymbol + NumExternalSymbols;
 848       unsigned NumUndefinedSymbols = UndefinedSymbolData.size();
 849       unsigned NumIndirectSymbols = Asm.indirect_symbol_size();
 850       unsigned NumSymTabSymbols =
 851         NumLocalSymbols + NumExternalSymbols + NumUndefinedSymbols;
 852       uint64_t IndirectSymbolSize = NumIndirectSymbols * 4;
 853       uint64_t IndirectSymbolOffset = 0;
 854
 855       // If used, the indirect symbols are written after the section data.
 856       if (NumIndirectSymbols)
 857         IndirectSymbolOffset = RelocTableEnd;
 858
 859       // The symbol table is written after the indirect symbol data.
 860       uint64_t SymbolTableOffset = RelocTableEnd + IndirectSymbolSize;
 861
 862       // The string table is written after symbol table.
 863       uint64_t StringTableOffset =
 864         SymbolTableOffset + NumSymTabSymbols * Nlist32Size;
 865       WriteSymtabLoadCommand(SymbolTableOffset, NumSymTabSymbols,
 866                              StringTableOffset, StringTable.size());
 867
 868       WriteDysymtabLoadCommand(FirstLocalSymbol, NumLocalSymbols,
 869                                FirstExternalSymbol, NumExternalSymbols,
 870                                FirstUndefinedSymbol, NumUndefinedSymbols,
 871                                IndirectSymbolOffset, NumIndirectSymbols);
 872     }
 873
 874     // Write the actual section data.
 875     for (MCAssembler::iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
 876       WriteFileData(OS, *it, *this);
 877
 878     // Write the extra padding.
 879     WriteZeros(SectionDataPadding);
 880
 881     // Write the relocation entries.
 882     for (unsigned i = 0, e = RelocInfos.size(); i != e; ++i) {
 883       Write32(RelocInfos[i].Word0);
 884       Write32(RelocInfos[i].Word1);
 885     }
 886
 887     // Write the symbol table data, if used.
 888     if (NumSymbols) {
 889       // Write the indirect symbol entries.
 890       for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator
 891              it = Asm.indirect_symbol_begin(),
 892              ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
 893         // Indirect symbols in the non lazy symbol pointer section have some
 894         // special handling.
 895         const MCSectionMachO &Section =
 896           static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
 897         unsigned Type =
 898           Section.getTypeAndAttributes() & MCSectionMachO::SECTION_TYPE;
 899         if (Type == MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS) {
 900           // If this symbol is defined and internal, mark it as such.
 901           if (it->Symbol->isDefined() &&
 902               !Asm.getSymbolData(*it->Symbol).isExternal()) {
 903             uint32_t Flags = ISF_Local;
 904             if (it->Symbol->isAbsolute())
 905               Flags |= ISF_Absolute;
 906             Write32(Flags);
 907             continue;
 908           }
 909         }
 910
 911         Write32(Asm.getSymbolData(*it->Symbol).getIndex());
 912       }
 913
 914       // FIXME: Check that offsets match computed ones.
 915
 916       // Write the symbol table entries.
 917       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 918         WriteNlist32(LocalSymbolData[i]);
 919       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
 920         WriteNlist32(ExternalSymbolData[i]);
 921       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
 922         WriteNlist32(UndefinedSymbolData[i]);
 923
 924       // Write the string table.
 925       OS << StringTable.str();
 926     }
 927   }
 928
 929   void ApplyFixup(const MCAsmFixup &Fixup, MCDataFragment &DF) {
 930     unsigned Size = 1 << getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
 931
 932     // FIXME: Endianness assumption.
 933     assert(Fixup.Offset + Size <= DF.getContents().size() &&
 934            "Invalid fixup offset!");
 935     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i)
 936       DF.getContents()[Fixup.Offset + i] = uint8_t(Fixup.FixedValue >> (i * 8));
 937   }
 938 };
 939
 940 /* *** */
 941
 942 MCFragment::MCFragment() : Kind(FragmentType(~0)) {
 943 }
 944
 945 MCFragment::MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent)
 946   : Kind(_Kind),
 947     Parent(_Parent),
 948     FileSize(~UINT64_C(0))
 949 {
 950   if (Parent)
 951     Parent->getFragmentList().push_back(this);
 952 }
 953
 954 MCFragment::~MCFragment() {
 955 }
 956
 957 uint64_t MCFragment::getAddress() const {
 958   assert(getParent() && "Missing Section!");
 959   return getParent()->getAddress() + Offset;
 960 }
 961
 962 /* *** */
 963
 964 MCSectionData::MCSectionData() : Section(0) {}
 965
 966 MCSectionData::MCSectionData(const MCSection &_Section, MCAssembler *A)
 967   : Section(&_Section),
 968     Alignment(1),
 969     Address(~UINT64_C(0)),
 970     Size(~UINT64_C(0)),
 971     FileSize(~UINT64_C(0)),
 972     HasInstructions(false)
 973 {
 974   if (A)
 975     A->getSectionList().push_back(this);
 976 }
 977
 978 /* *** */
 979
 980 MCSymbolData::MCSymbolData() : Symbol(0) {}
 981
 982 MCSymbolData::MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment,
 983                            uint64_t _Offset, MCAssembler *A)
 984   : Symbol(&_Symbol), Fragment(_Fragment), Offset(_Offset),
 985     IsExternal(false), IsPrivateExtern(false),
 986     CommonSize(0), CommonAlign(0), Flags(0), Index(0)
 987 {
 988   if (A)
 989     A->getSymbolList().push_back(this);
 990 }
 991
 992 /* *** */
 993
 994 MCAssembler::MCAssembler(MCContext &_Context, TargetAsmBackend &_Backend,
 995                          raw_ostream &_OS)
 996   : Context(_Context), Backend(_Backend), OS(_OS), SubsectionsViaSymbols(false)
 997 {
 998 }
 999
1000 MCAssembler::~MCAssembler() {
1001 }
1002
1003 void MCAssembler::LayoutSection(MCSectionData &SD) {
1004   uint64_t Address = SD.getAddress();
1005
1006   for (MCSectionData::iterator it = SD.begin(), ie = SD.end(); it != ie; ++it) {
1007     MCFragment &F = *it;
1008
1009     F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1010
1011     // Evaluate fragment size.
1012     switch (F.getKind()) {
1013     case MCFragment::FT_Align: {
1014       MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1015
1016       uint64_t Size = OffsetToAlignment(Address, AF.getAlignment());
1017       if (Size > AF.getMaxBytesToEmit())
1018         AF.setFileSize(0);
1019       else
1020         AF.setFileSize(Size);
1021       break;
1022     }
1023
1024     case MCFragment::FT_Data:
1025     case MCFragment::FT_Fill:
1026       F.setFileSize(F.getMaxFileSize());
1027       break;
1028
1029     case MCFragment::FT_Org: {
1030       MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1031
1032       MCValue Target;
1033       if (!OF.getOffset().EvaluateAsRelocatable(Target))
1034         llvm_report_error("expected relocatable expression");
1035
1036       if (!Target.isAbsolute())
1037         llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
1038       uint64_t OrgOffset = Target.getConstant();
1039       uint64_t Offset = Address - SD.getAddress();
1040
1041       // FIXME: We need a way to communicate this error.
1042       if (OrgOffset < Offset)
1043         llvm_report_error("invalid .org offset '" + Twine(OrgOffset) +
1044                           "' (at offset '" + Twine(Offset) + "'");
1045
1046       F.setFileSize(OrgOffset - Offset);
1047       break;
1048     }
1049
1050     case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1051       MCZeroFillFragment &ZFF = cast<MCZeroFillFragment>(F);
1052
1053       // Align the fragment offset; it is safe to adjust the offset freely since
1054       // this is only in virtual sections.
1055       Address = RoundUpToAlignment(Address, ZFF.getAlignment());
1056       F.setOffset(Address - SD.getAddress());
1057
1058       // FIXME: This is misnamed.
1059       F.setFileSize(ZFF.getSize());
1060       break;
1061     }
1062     }
1063
1064     Address += F.getFileSize();
1065   }
1066
1067   // Set the section sizes.
1068   SD.setSize(Address - SD.getAddress());
1069   if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1070     SD.setFileSize(0);
1071   else
1072     SD.setFileSize(Address - SD.getAddress());
1073 }
1074
1075 /// WriteNopData - Write optimal nops to the output file for the \arg Count
1076 /// bytes.  This returns the number of bytes written.  It may return 0 if
1077 /// the \arg Count is more than the maximum optimal nops.
1078 ///
1079 /// FIXME this is X86 32-bit specific and should move to a better place.
1080 static uint64_t WriteNopData(uint64_t Count, MachObjectWriter &MOW) {
1081   static const uint8_t Nops[16][16] = {
1082     // nop
1083     {0x90},
1084     // xchg %ax,%ax
1085     {0x66, 0x90},
1086     // nopl (%[re]ax)
1087     {0x0f, 0x1f, 0x00},
1088     // nopl 0(%[re]ax)
1089     {0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00},
1090     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1091     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1092     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1093     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1094     // nopl 0L(%[re]ax)
1095     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1096     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1097     {0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1098     // nopw 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1099     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1100     // nopw %cs:0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1101     {0x66, 0x2e, 0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1102     // nopl 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1103     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1104     {0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1105      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1106     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1107     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1108     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1109      0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00},
1110     // nopw 0(%[re]ax,%[re]ax,1)
1111     // nopl 0L(%[re]ax) */
1112     {0x66, 0x0f, 0x1f, 0x44, 0x00, 0x00,
1113      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1114     // nopl 0L(%[re]ax)
1115     // nopl 0L(%[re]ax)
1116     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1117      0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
1118     // nopl 0L(%[re]ax)
1119     // nopl 0L(%[re]ax,%[re]ax,1)
1120     {0x0f, 0x1f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
1121      0x0f, 0x1f, 0x84, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
1122   };
1123
1124   if (Count > 15)
1125     return 0;
1126
1127   for (uint64_t i = 0; i < Count; i++)
1128     MOW.Write8 (uint8_t(Nops[Count - 1][i]));
1129
1130   return Count;
1131 }
1132
1133 /// WriteFileData - Write the \arg F data to the output file.
1134 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCFragment &F,
1135                           MachObjectWriter &MOW) {
1136   uint64_t Start = OS.tell();
1137   (void) Start;
1138
1139   ++EmittedFragments;
1140
1141   // FIXME: Embed in fragments instead?
1142   switch (F.getKind()) {
1143   case MCFragment::FT_Align: {
1144     MCAlignFragment &AF = cast<MCAlignFragment>(F);
1145     uint64_t Count = AF.getFileSize() / AF.getValueSize();
1146
1147     // FIXME: This error shouldn't actually occur (the front end should emit
1148     // multiple .align directives to enforce the semantics it wants), but is
1149     // severe enough that we want to report it. How to handle this?
1150     if (Count * AF.getValueSize() != AF.getFileSize())
1151       llvm_report_error("undefined .align directive, value size '" +
1152                         Twine(AF.getValueSize()) +
1153                         "' is not a divisor of padding size '" +
1154                         Twine(AF.getFileSize()) + "'");
1155
1156     // See if we are aligning with nops, and if so do that first to try to fill
1157     // the Count bytes.  Then if that did not fill any bytes or there are any
1158     // bytes left to fill use the the Value and ValueSize to fill the rest.
1159     if (AF.getEmitNops()) {
1160       uint64_t NopByteCount = WriteNopData(Count, MOW);
1161       Count -= NopByteCount;
1162     }
1163
1164     for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i) {
1165       switch (AF.getValueSize()) {
1166       default:
1167         assert(0 && "Invalid size!");
1168       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (AF.getValue())); break;
1169       case 2: MOW.Write16(uint16_t(AF.getValue())); break;
1170       case 4: MOW.Write32(uint32_t(AF.getValue())); break;
1171       case 8: MOW.Write64(uint64_t(AF.getValue())); break;
1172       }
1173     }
1174     break;
1175   }
1176
1177   case MCFragment::FT_Data: {
1178     MCDataFragment &DF = cast<MCDataFragment>(F);
1179
1180     // Apply the fixups.
1181     //
1182     // FIXME: Move elsewhere.
1183     for (MCDataFragment::const_fixup_iterator it = DF.fixup_begin(),
1184            ie = DF.fixup_end(); it != ie; ++it)
1185       MOW.ApplyFixup(*it, DF);
1186
1187     OS << cast<MCDataFragment>(F).getContents().str();
1188     break;
1189   }
1190
1191   case MCFragment::FT_Fill: {
1192     MCFillFragment &FF = cast<MCFillFragment>(F);
1193     for (uint64_t i = 0, e = FF.getCount(); i != e; ++i) {
1194       switch (FF.getValueSize()) {
1195       default:
1196         assert(0 && "Invalid size!");
1197       case 1: MOW.Write8 (uint8_t (FF.getValue())); break;
1198       case 2: MOW.Write16(uint16_t(FF.getValue())); break;
1199       case 4: MOW.Write32(uint32_t(FF.getValue())); break;
1200       case 8: MOW.Write64(uint64_t(FF.getValue())); break;
1201       }
1202     }
1203     break;
1204   }
1205
1206   case MCFragment::FT_Org: {
1207     MCOrgFragment &OF = cast<MCOrgFragment>(F);
1208
1209     for (uint64_t i = 0, e = OF.getFileSize(); i != e; ++i)
1210       MOW.Write8(uint8_t(OF.getValue()));
1211
1212     break;
1213   }
1214
1215   case MCFragment::FT_ZeroFill: {
1216     assert(0 && "Invalid zero fill fragment in concrete section!");
1217     break;
1218   }
1219   }
1220
1221   assert(OS.tell() - Start == F.getFileSize());
1222 }
1223
1224 /// WriteFileData - Write the \arg SD data to the output file.
1225 static void WriteFileData(raw_ostream &OS, const MCSectionData &SD,
1226                           MachObjectWriter &MOW) {
1227   // Ignore virtual sections.
1228   if (isVirtualSection(SD.getSection())) {
1229     assert(SD.getFileSize() == 0);
1230     return;
1231   }
1232
1233   uint64_t Start = OS.tell();
1234   (void) Start;
1235
1236   for (MCSectionData::const_iterator it = SD.begin(),
1237          ie = SD.end(); it != ie; ++it)
1238     WriteFileData(OS, *it, MOW);
1239
1240   // Add section padding.
1241   assert(SD.getFileSize() >= SD.getSize() && "Invalid section sizes!");
1242   MOW.WriteZeros(SD.getFileSize() - SD.getSize());
1243
1244   assert(OS.tell() - Start == SD.getFileSize());
1245 }
1246
1247 void MCAssembler::Finish() {
1248   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1249       llvm::errs() << "assembler backend - pre-layout\n--\n";
1250       dump(); });
1251
1252   // Layout the concrete sections and fragments.
1253   uint64_t Address = 0;
1254   MCSectionData *Prev = 0;
1255   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1256     MCSectionData &SD = *it;
1257
1258     // Skip virtual sections.
1259     if (isVirtualSection(SD.getSection()))
1260       continue;
1261
1262     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1263     // section.
1264     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment())) {
1265       assert(Prev && "Missing prev section!");
1266       Prev->setFileSize(Prev->getFileSize() + Pad);
1267       Address += Pad;
1268     }
1269
1270     // Layout the section fragments and its size.
1271     SD.setAddress(Address);
1272     LayoutSection(SD);
1273     Address += SD.getFileSize();
1274
1275     Prev = &SD;
1276   }
1277
1278   // Layout the virtual sections.
1279   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1280     MCSectionData &SD = *it;
1281
1282     if (!isVirtualSection(SD.getSection()))
1283       continue;
1284
1285     // Align this section if necessary by adding padding bytes to the previous
1286     // section.
1287     if (uint64_t Pad = OffsetToAlignment(Address, it->getAlignment()))
1288       Address += Pad;
1289
1290     SD.setAddress(Address);
1291     LayoutSection(SD);
1292     Address += SD.getSize();
1293
1294   }
1295
1296   DEBUG_WITH_TYPE("mc-dump", {
1297       llvm::errs() << "assembler backend - post-layout\n--\n";
1298       dump(); });
1299
1300   // Write the object file.
1301   MachObjectWriter MOW(OS);
1302   MOW.WriteObject(*this);
1303
1304   OS.flush();
1305 }
1306
1307
1308 // Debugging methods
1309
1310 namespace llvm {
1311
1312 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCAsmFixup &AF) {
1313   OS << "<MCAsmFixup" << " Offset:" << AF.Offset << " Value:" << *AF.Value
1314      << " Kind:" << AF.Kind << ">";
1315   return OS;
1316 }
1317
1318 }
1319
1320 void MCFragment::dump() {
1321   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1322
1323   OS << "<MCFragment " << (void*) this << " Offset:" << Offset
1324      << " FileSize:" << FileSize;
1325
1326   OS << ">";
1327 }
1328
1329 void MCAlignFragment::dump() {
1330   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1331
1332   OS << "<MCAlignFragment ";
1333   this->MCFragment::dump();
1334   OS << "\n       ";
1335   OS << " Alignment:" << getAlignment()
1336      << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1337      << " MaxBytesToEmit:" << getMaxBytesToEmit() << ">";
1338 }
1339
1340 void MCDataFragment::dump() {
1341   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1342
1343   OS << "<MCDataFragment ";
1344   this->MCFragment::dump();
1345   OS << "\n       ";
1346   OS << " Contents:[";
1347   for (unsigned i = 0, e = getContents().size(); i != e; ++i) {
1348     if (i) OS << ",";
1349     OS << hexdigit((Contents[i] >> 4) & 0xF) << hexdigit(Contents[i] & 0xF);
1350   }
1351   OS << "] (" << getContents().size() << " bytes)";
1352
1353   if (!getFixups().empty()) {
1354     OS << ",\n       ";
1355     OS << " Fixups:[";
1356     for (fixup_iterator it = fixup_begin(), ie = fixup_end(); it != ie; ++it) {
1357       if (it != fixup_begin()) OS << ",\n                ";
1358       OS << *it;
1359     }
1360     OS << "]";
1361   }
1362
1363   OS << ">";
1364 }
1365
1366 void MCFillFragment::dump() {
1367   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1368
1369   OS << "<MCFillFragment ";
1370   this->MCFragment::dump();
1371   OS << "\n       ";
1372   OS << " Value:" << getValue() << " ValueSize:" << getValueSize()
1373      << " Count:" << getCount() << ">";
1374 }
1375
1376 void MCOrgFragment::dump() {
1377   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1378
1379   OS << "<MCOrgFragment ";
1380   this->MCFragment::dump();
1381   OS << "\n       ";
1382   OS << " Offset:" << getOffset() << " Value:" << getValue() << ">";
1383 }
1384
1385 void MCZeroFillFragment::dump() {
1386   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1387
1388   OS << "<MCZeroFillFragment ";
1389   this->MCFragment::dump();
1390   OS << "\n       ";
1391   OS << " Size:" << getSize() << " Alignment:" << getAlignment() << ">";
1392 }
1393
1394 void MCSectionData::dump() {
1395   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1396
1397   OS << "<MCSectionData";
1398   OS << " Alignment:" << getAlignment() << " Address:" << Address
1399      << " Size:" << Size << " FileSize:" << FileSize
1400      << " Fragments:[\n      ";
1401   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1402     if (it != begin()) OS << ",\n      ";
1403     it->dump();
1404   }
1405   OS << "]>";
1406 }
1407
1408 void MCSymbolData::dump() {
1409   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1410
1411   OS << "<MCSymbolData Symbol:" << getSymbol()
1412      << " Fragment:" << getFragment() << " Offset:" << getOffset()
1413      << " Flags:" << getFlags() << " Index:" << getIndex();
1414   if (isCommon())
1415     OS << " (common, size:" << getCommonSize()
1416        << " align: " << getCommonAlignment() << ")";
1417   if (isExternal())
1418     OS << " (external)";
1419   if (isPrivateExtern())
1420     OS << " (private extern)";
1421   OS << ">";
1422 }
1423
1424 void MCAssembler::dump() {
1425   raw_ostream &OS = llvm::errs();
1426
1427   OS << "<MCAssembler\n";
1428   OS << "  Sections:[\n    ";
1429   for (iterator it = begin(), ie = end(); it != ie; ++it) {
1430     if (it != begin()) OS << ",\n    ";
1431     it->dump();
1432   }
1433   OS << "],\n";
1434   OS << "  Symbols:[";
1435
1436   for (symbol_iterator it = symbol_begin(), ie = symbol_end(); it != ie; ++it) {
1437     if (it != symbol_begin()) OS << ",\n           ";
1438     it->dump();
1439   }
1440   OS << "]>\n";
1441 }