lib/Target/ARM/MCTargetDesc/ARMELFObjectWriter.cpp

   1 //===-- ARMELFObjectWriter.cpp - ARM ELF Writer ---------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
  11 #include "MCTargetDesc/ARMFixupKinds.h"
  12 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  13 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
  14 #include "llvm/MC/MCELFObjectWriter.h"
  15 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  16 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  17 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  20 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  21
  22 using namespace llvm;
  23
  24 namespace {
  25   class ARMELFObjectWriter : public MCELFObjectTargetWriter {
  26     enum { DefaultEABIVersion = 0x05000000U };
  27     unsigned GetRelocTypeInner(const MCValue &Target,
  28                                const MCFixup &Fixup,
  29                                bool IsPCRel) const;
  30
  31
  32   public:
  33     ARMELFObjectWriter(uint8_t OSABI);
  34
  35     virtual ~ARMELFObjectWriter();
  36
  37     unsigned GetRelocType(const MCValue &Target, const MCFixup &Fixup,
  38                           bool IsPCRel, bool IsRelocWithSymbol,
  39                           int64_t Addend) const override;
  40     const MCSymbol *ExplicitRelSym(const MCAssembler &Asm,
  41                                    const MCValue &Target, const MCFragment &F,
  42                                    const MCFixup &Fixup,
  43                                    bool IsPCRel) const override;
  44   };
  45 }
  46
  47 ARMELFObjectWriter::ARMELFObjectWriter(uint8_t OSABI)
  48   : MCELFObjectTargetWriter(/*Is64Bit*/ false, OSABI,
  49                             ELF::EM_ARM,
  50                             /*HasRelocationAddend*/ false) {}
  51
  52 ARMELFObjectWriter::~ARMELFObjectWriter() {}
  53
  54 // In ARM, _MergedGlobals and other most symbols get emitted directly.
  55 // I.e. not as an offset to a section symbol.
  56 // This code is an approximation of what ARM/gcc does.
  57
  58 STATISTIC(PCRelCount, "Total number of PIC Relocations");
  59 STATISTIC(NonPCRelCount, "Total number of non-PIC relocations");
  60
  61 const MCSymbol *ARMELFObjectWriter::ExplicitRelSym(const MCAssembler &Asm,
  62                                                    const MCValue &Target,
  63                                                    const MCFragment &F,
  64                                                    const MCFixup &Fixup,
  65                                                    bool IsPCRel) const {
  66   const MCSymbol &Symbol = Target.getSymA()->getSymbol().AliasedSymbol();
  67   bool EmitThisSym = false;
  68
  69   const MCSectionELF &Section =
  70     static_cast<const MCSectionELF&>(Symbol.getSection());
  71   bool InNormalSection = true;
  72   unsigned RelocType = 0;
  73   RelocType = GetRelocTypeInner(Target, Fixup, IsPCRel);
  74
  75   DEBUG(
  76       const MCSymbolRefExpr::VariantKind Kind = Target.getSymA()->getKind();
  77       MCSymbolRefExpr::VariantKind Kind2;
  78       Kind2 = Target.getSymB() ?  Target.getSymB()->getKind() :
  79         MCSymbolRefExpr::VK_None;
  80       dbgs() << "considering symbol "
  81         << Section.getSectionName() << "/"
  82         << Symbol.getName() << "/"
  83         << " Rel:" << (unsigned)RelocType
  84         << " Kind: " << (int)Kind << "/" << (int)Kind2
  85         << " Tmp:"
  86         << Symbol.isAbsolute() << "/" << Symbol.isDefined() << "/"
  87         << Symbol.isVariable() << "/" << Symbol.isTemporary()
  88         << " Counts:" << PCRelCount << "/" << NonPCRelCount << "\n");
  89
  90   if (IsPCRel) { ++PCRelCount;
  91     switch (RelocType) {
  92     default:
  93       // Most relocation types are emitted as explicit symbols
  94       InNormalSection =
  95         StringSwitch<bool>(Section.getSectionName())
  96         .Case(".data.rel.ro.local", false)
  97         .Case(".data.rel", false)
  98         .Case(".bss", false)
  99         .Default(true);
 100       EmitThisSym = true;
 101       break;
 102     case ELF::R_ARM_ABS32:
 103       // But things get strange with R_ARM_ABS32
 104       // In this case, most things that go in .rodata show up
 105       // as section relative relocations
 106       InNormalSection =
 107         StringSwitch<bool>(Section.getSectionName())
 108         .Case(".data.rel.ro.local", false)
 109         .Case(".data.rel", false)
 110         .Case(".rodata", false)
 111         .Case(".bss", false)
 112         .Default(true);
 113       EmitThisSym = false;
 114       break;
 115     }
 116   } else {
 117     NonPCRelCount++;
 118     InNormalSection =
 119       StringSwitch<bool>(Section.getSectionName())
 120       .Case(".data.rel.ro.local", false)
 121       .Case(".rodata", false)
 122       .Case(".data.rel", false)
 123       .Case(".bss", false)
 124       .Default(true);
 125
 126     switch (RelocType) {
 127     default: EmitThisSym = true; break;
 128     case ELF::R_ARM_ABS32: EmitThisSym = false; break;
 129     case ELF::R_ARM_PREL31: EmitThisSym = false; break;
 130     }
 131   }
 132
 133   if (EmitThisSym)
 134     return &Symbol;
 135   if (! Symbol.isTemporary() && InNormalSection) {
 136     return &Symbol;
 137   }
 138   return NULL;
 139 }
 140
 141 // Need to examine the Fixup when determining whether to
 142 // emit the relocation as an explicit symbol or as a section relative
 143 // offset
 144 unsigned ARMELFObjectWriter::GetRelocType(const MCValue &Target,
 145                                           const MCFixup &Fixup,
 146                                           bool IsPCRel,
 147                                           bool IsRelocWithSymbol,
 148                                           int64_t Addend) const {
 149   return GetRelocTypeInner(Target, Fixup, IsPCRel);
 150 }
 151
 152 unsigned ARMELFObjectWriter::GetRelocTypeInner(const MCValue &Target,
 153                                                const MCFixup &Fixup,
 154                                                bool IsPCRel) const  {
 155   MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.isAbsolute() ?
 156     MCSymbolRefExpr::VK_None : Target.getSymA()->getKind();
 157
 158   unsigned Type = 0;
 159   if (IsPCRel) {
 160     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
 161     default: llvm_unreachable("Unimplemented");
 162     case FK_Data_4:
 163       switch (Modifier) {
 164       default: llvm_unreachable("Unsupported Modifier");
 165       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 166         Type = ELF::R_ARM_REL32;
 167         break;
 168       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
 169         llvm_unreachable("unimplemented");
 170       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
 171         Type = ELF::R_ARM_TLS_IE32;
 172         break;
 173       }
 174       break;
 175     case ARM::fixup_arm_blx:
 176     case ARM::fixup_arm_uncondbl:
 177       switch (Modifier) {
 178       case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
 179         Type = ELF::R_ARM_PLT32;
 180         break;
 181       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL:
 182         Type = ELF::R_ARM_TLS_CALL;
 183         break;
 184       default:
 185         Type = ELF::R_ARM_CALL;
 186         break;
 187       }
 188       break;
 189     case ARM::fixup_arm_condbl:
 190     case ARM::fixup_arm_condbranch:
 191     case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
 192       Type = ELF::R_ARM_JUMP24;
 193       break;
 194     case ARM::fixup_t2_condbranch:
 195     case ARM::fixup_t2_uncondbranch:
 196       Type = ELF::R_ARM_THM_JUMP24;
 197       break;
 198     case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 199     case ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel:
 200       Type = ELF::R_ARM_MOVT_PREL;
 201       break;
 202     case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
 203     case ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel:
 204       Type = ELF::R_ARM_MOVW_PREL_NC;
 205       break;
 206     case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
 207     case ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel:
 208       Type = ELF::R_ARM_THM_MOVT_PREL;
 209       break;
 210     case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
 211     case ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel:
 212       Type = ELF::R_ARM_THM_MOVW_PREL_NC;
 213       break;
 214     case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
 215     case ARM::fixup_arm_thumb_blx:
 216       switch (Modifier) {
 217       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL:
 218         Type = ELF::R_ARM_THM_TLS_CALL;
 219         break;
 220       default:
 221         Type = ELF::R_ARM_THM_CALL;
 222         break;
 223       }
 224       break;
 225     }
 226   } else {
 227     switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
 228     default: llvm_unreachable("invalid fixup kind!");
 229     case FK_Data_4:
 230       switch (Modifier) {
 231       default: llvm_unreachable("Unsupported Modifier");
 232       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_NONE:
 233         Type = ELF::R_ARM_NONE;
 234         break;
 235       case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
 236         Type = ELF::R_ARM_GOT_BREL;
 237         break;
 238       case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
 239         Type = ELF::R_ARM_TLS_GD32;
 240         break;
 241       case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
 242         Type = ELF::R_ARM_TLS_LE32;
 243         break;
 244       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
 245         Type = ELF::R_ARM_TLS_IE32;
 246         break;
 247       case MCSymbolRefExpr::VK_None:
 248         Type = ELF::R_ARM_ABS32;
 249         break;
 250       case MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF:
 251         Type = ELF::R_ARM_GOTOFF32;
 252         break;
 253       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TARGET1:
 254         Type = ELF::R_ARM_TARGET1;
 255         break;
 256       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TARGET2:
 257         Type = ELF::R_ARM_TARGET2;
 258         break;
 259       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_PREL31:
 260         Type = ELF::R_ARM_PREL31;
 261         break;
 262       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSLDO:
 263         Type = ELF::R_ARM_TLS_LDO32;
 264         break;
 265       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL:
 266         Type = ELF::R_ARM_TLS_CALL;
 267         break;
 268       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSDESC:
 269         Type = ELF::R_ARM_TLS_GOTDESC;
 270         break;
 271       case MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSDESCSEQ:
 272         Type = ELF::R_ARM_TLS_DESCSEQ;
 273         break;
 274       }
 275       break;
 276     case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
 277     case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
 278     case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
 279     case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
 280     case ARM::fixup_arm_thumb_cb:
 281     case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
 282     case ARM::fixup_arm_thumb_br:
 283       llvm_unreachable("Unimplemented");
 284     case ARM::fixup_arm_condbranch:
 285     case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
 286       Type = ELF::R_ARM_JUMP24;
 287       break;
 288     case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 289       Type = ELF::R_ARM_MOVT_ABS;
 290       break;
 291     case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
 292       Type = ELF::R_ARM_MOVW_ABS_NC;
 293       break;
 294     case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
 295       Type = ELF::R_ARM_THM_MOVT_ABS;
 296       break;
 297     case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
 298       Type = ELF::R_ARM_THM_MOVW_ABS_NC;
 299       break;
 300     }
 301   }
 302
 303   return Type;
 304 }
 305
 306 MCObjectWriter *llvm::createARMELFObjectWriter(raw_ostream &OS,
 307                                                uint8_t OSABI) {
 308   MCELFObjectTargetWriter *MOTW = new ARMELFObjectWriter(OSABI);
 309   return createELFObjectWriter(MOTW, OS,  /*IsLittleEndian=*/true);
 310 }