Merging r261368:
[oota-llvm.git] / lib / MC / ELFObjectWriter.cpp
index 9f87cd1f183aed13748daa73426e6bc20399ecad..e6552beefd01bea53398306e9711ffc4b7698c22 100644 (file)
 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
 #include "llvm/MC/MCContext.h"
-#include "llvm/MC/MCELF.h"
-#include "llvm/MC/MCELFSymbolFlags.h"
 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
 #include "llvm/MC/MCFixupKindInfo.h"
 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
+#include "llvm/MC/MCSymbolELF.h"
 #include "llvm/MC/MCValue.h"
 #include "llvm/MC/StringTableBuilder.h"
 #include "llvm/Support/Compression.h"
@@ -34,6 +33,7 @@
 #include "llvm/Support/ELF.h"
 #include "llvm/Support/Endian.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/StringSaver.h"
 #include <vector>
 using namespace llvm;
 
@@ -71,23 +71,20 @@ public:
 
 class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
     static bool isFixupKindPCRel(const MCAssembler &Asm, unsigned Kind);
-    static bool RelocNeedsGOT(MCSymbolRefExpr::VariantKind Variant);
-    static uint64_t SymbolValue(MCSymbolData &Data, const MCAsmLayout &Layout);
-    static bool isInSymtab(const MCAsmLayout &Layout, const MCSymbolData &Data,
+    static uint64_t SymbolValue(const MCSymbol &Sym, const MCAsmLayout &Layout);
+    static bool isInSymtab(const MCAsmLayout &Layout, const MCSymbolELF &Symbol,
                            bool Used, bool Renamed);
-    static bool isLocal(const MCSymbolData &Data, bool isUsedInReloc);
 
     /// Helper struct for containing some precomputed information on symbols.
     struct ELFSymbolData {
-      MCSymbolData *SymbolData;
-      uint64_t StringIndex;
+      const MCSymbolELF *Symbol;
       uint32_t SectionIndex;
       StringRef Name;
 
       // Support lexicographic sorting.
       bool operator<(const ELFSymbolData &RHS) const {
-        unsigned LHSType = MCELF::GetType(*SymbolData);
-        unsigned RHSType = MCELF::GetType(*RHS.SymbolData);
+        unsigned LHSType = Symbol->getType();
+        unsigned RHSType = RHS.Symbol->getType();
         if (LHSType == ELF::STT_SECTION && RHSType != ELF::STT_SECTION)
           return false;
         if (LHSType != ELF::STT_SECTION && RHSType == ELF::STT_SECTION)
@@ -101,28 +98,21 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
     /// The target specific ELF writer instance.
     std::unique_ptr<MCELFObjectTargetWriter> TargetObjectWriter;
 
-    SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> UsedInReloc;
-    SmallPtrSet<const MCSymbol *, 16> WeakrefUsedInReloc;
-    DenseMap<const MCSymbol *, const MCSymbol *> Renames;
+    DenseMap<const MCSymbolELF *, const MCSymbolELF *> Renames;
 
     llvm::DenseMap<const MCSectionELF *, std::vector<ELFRelocationEntry>>
         Relocations;
-    StringTableBuilder ShStrTabBuilder;
 
     /// @}
     /// @name Symbol Table Data
     /// @{
 
-    StringTableBuilder StrTabBuilder;
-    std::vector<uint64_t> FileSymbolData;
-    std::vector<ELFSymbolData> LocalSymbolData;
-    std::vector<ELFSymbolData> ExternalSymbolData;
-    std::vector<ELFSymbolData> UndefinedSymbolData;
+    BumpPtrAllocator Alloc;
+    StringSaver VersionSymSaver{Alloc};
+    StringTableBuilder StrTabBuilder{StringTableBuilder::ELF};
 
     /// @}
 
-    bool NeedsGOT;
-
     // This holds the symbol table index of the last local symbol.
     unsigned LastLocalSymbolIndex;
     // This holds the .strtab section index.
@@ -130,8 +120,6 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
     // This holds the .symtab section index.
     unsigned SymbolTableIndex;
 
-    unsigned ShstrtabIndex;
-
     // Sections in the order they are to be output in the section table.
     std::vector<const MCSectionELF *> SectionTable;
     unsigned addToSectionTable(const MCSectionELF *Sec);
@@ -146,24 +134,17 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
       return TargetObjectWriter->GetRelocType(Target, Fixup, IsPCRel);
     }
 
+    void align(unsigned Alignment);
+
   public:
     ELFObjectWriter(MCELFObjectTargetWriter *MOTW, raw_pwrite_stream &OS,
                     bool IsLittleEndian)
-        : MCObjectWriter(OS, IsLittleEndian), TargetObjectWriter(MOTW),
-          NeedsGOT(false) {}
+        : MCObjectWriter(OS, IsLittleEndian), TargetObjectWriter(MOTW) {}
 
     void reset() override {
-      UsedInReloc.clear();
-      WeakrefUsedInReloc.clear();
       Renames.clear();
       Relocations.clear();
-      ShStrTabBuilder.clear();
       StrTabBuilder.clear();
-      FileSymbolData.clear();
-      LocalSymbolData.clear();
-      ExternalSymbolData.clear();
-      UndefinedSymbolData.clear();
-      NeedsGOT = false;
       SectionTable.clear();
       MCObjectWriter::reset();
     }
@@ -172,43 +153,37 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
 
     void WriteWord(uint64_t W) {
       if (is64Bit())
-        Write64(W);
+        write64(W);
       else
-        Write32(W);
+        write32(W);
     }
 
     template <typename T> void write(T Val) {
       if (IsLittleEndian)
-        support::endian::Writer<support::little>(OS).write(Val);
+        support::endian::Writer<support::little>(getStream()).write(Val);
       else
-        support::endian::Writer<support::big>(OS).write(Val);
+        support::endian::Writer<support::big>(getStream()).write(Val);
     }
 
     void writeHeader(const MCAssembler &Asm);
 
-    void WriteSymbol(SymbolTableWriter &Writer, ELFSymbolData &MSD,
-                     const MCAsmLayout &Layout);
+    void writeSymbol(SymbolTableWriter &Writer, uint32_t StringIndex,
+                     ELFSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout);
 
     // Start and end offset of each section
     typedef std::map<const MCSectionELF *, std::pair<uint64_t, uint64_t>>
         SectionOffsetsTy;
 
-    void WriteSymbolTable(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
-                          SectionOffsetsTy &SectionOffsets);
-
     bool shouldRelocateWithSymbol(const MCAssembler &Asm,
                                   const MCSymbolRefExpr *RefA,
-                                  const MCSymbolData *SD, uint64_t C,
+                                  const MCSymbol *Sym, uint64_t C,
                                   unsigned Type) const;
 
-    void RecordRelocation(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
+    void recordRelocation(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                           const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
                           MCValue Target, bool &IsPCRel,
                           uint64_t &FixedValue) override;
 
-    uint64_t getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
-                                         const MCSymbol *S);
-
     // Map from a signature symbol to the group section index
     typedef DenseMap<const MCSymbol *, unsigned> RevGroupMapTy;
 
@@ -219,22 +194,22 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
     /// \param RevGroupMap - Maps a signature symbol to the group section.
     void computeSymbolTable(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                             const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
-                            const RevGroupMapTy &RevGroupMap);
+                            const RevGroupMapTy &RevGroupMap,
+                            SectionOffsetsTy &SectionOffsets);
 
-    const MCSectionELF *createRelocationSection(MCAssembler &Asm,
-                                                const MCSectionELF &Sec);
+    MCSectionELF *createRelocationSection(MCContext &Ctx,
+                                          const MCSectionELF &Sec);
 
-    const MCSectionELF *createSectionHeaderStringTable();
     const MCSectionELF *createStringTable(MCContext &Ctx);
 
-    void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
+    void executePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
                                   const MCAsmLayout &Layout) override;
 
-    void writeSectionHeader(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
+    void writeSectionHeader(const MCAsmLayout &Layout,
                             const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
                             const SectionOffsetsTy &SectionOffsets);
 
-    void writeSectionData(const MCAssembler &Asm, const MCSectionData &SD,
+    void writeSectionData(const MCAssembler &Asm, MCSection &Sec,
                           const MCAsmLayout &Layout);
 
     void WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type, uint64_t Flags,
@@ -244,26 +219,29 @@ class ELFObjectWriter : public MCObjectWriter {
 
     void writeRelocations(const MCAssembler &Asm, const MCSectionELF &Sec);
 
-    bool IsSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(const MCAssembler &Asm,
+    bool isSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(const MCAssembler &Asm,
                                                 const MCSymbol &SymA,
                                                 const MCFragment &FB,
                                                 bool InSet,
                                                 bool IsPCRel) const override;
 
-    bool isWeak(const MCSymbolData &SD) const override;
+    bool isWeak(const MCSymbol &Sym) const override;
 
-    void WriteObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) override;
-    void writeSection(MCAssembler &Asm,
-                      const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
-                      uint32_t GroupSymbolIndex,
-                      uint64_t Offset, uint64_t Size, uint64_t Alignment,
+    void writeObject(MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) override;
+    void writeSection(const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
+                      uint32_t GroupSymbolIndex, uint64_t Offset, uint64_t Size,
                       const MCSectionELF &Section);
   };
 }
 
+void ELFObjectWriter::align(unsigned Alignment) {
+  uint64_t Padding = OffsetToAlignment(getStream().tell(), Alignment);
+  WriteZeros(Padding);
+}
+
 unsigned ELFObjectWriter::addToSectionTable(const MCSectionELF *Sec) {
   SectionTable.push_back(Sec);
-  ShStrTabBuilder.add(Sec->getSectionName());
+  StrTabBuilder.add(Sec->getSectionName());
   return SectionTable.size();
 }
 
@@ -324,27 +302,6 @@ bool ELFObjectWriter::isFixupKindPCRel(const MCAssembler &Asm, unsigned Kind) {
   return FKI.Flags & MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel;
 }
 
-bool ELFObjectWriter::RelocNeedsGOT(MCSymbolRefExpr::VariantKind Variant) {
-  switch (Variant) {
-  default:
-    return false;
-  case MCSymbolRefExpr::VK_GOT:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_PLT:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF:
-  case MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD:
-    return true;
-  }
-}
-
 ELFObjectWriter::~ELFObjectWriter()
 {}
 
@@ -358,80 +315,78 @@ void ELFObjectWriter::writeHeader(const MCAssembler &Asm) {
   // emitWord method behaves differently for ELF32 and ELF64, writing
   // 4 bytes in the former and 8 in the latter.
 
-  WriteBytes(ELF::ElfMagic); // e_ident[EI_MAG0] to e_ident[EI_MAG3]
+  writeBytes(ELF::ElfMagic); // e_ident[EI_MAG0] to e_ident[EI_MAG3]
 
-  Write8(is64Bit() ? ELF::ELFCLASS64 : ELF::ELFCLASS32); // e_ident[EI_CLASS]
+  write8(is64Bit() ? ELF::ELFCLASS64 : ELF::ELFCLASS32); // e_ident[EI_CLASS]
 
   // e_ident[EI_DATA]
-  Write8(isLittleEndian() ? ELF::ELFDATA2LSB : ELF::ELFDATA2MSB);
+  write8(isLittleEndian() ? ELF::ELFDATA2LSB : ELF::ELFDATA2MSB);
 
-  Write8(ELF::EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
+  write8(ELF::EV_CURRENT);        // e_ident[EI_VERSION]
   // e_ident[EI_OSABI]
-  Write8(TargetObjectWriter->getOSABI());
-  Write8(0);                  // e_ident[EI_ABIVERSION]
+  write8(TargetObjectWriter->getOSABI());
+  write8(0);                  // e_ident[EI_ABIVERSION]
 
   WriteZeros(ELF::EI_NIDENT - ELF::EI_PAD);
 
-  Write16(ELF::ET_REL);             // e_type
+  write16(ELF::ET_REL);             // e_type
 
-  Write16(TargetObjectWriter->getEMachine()); // e_machine = target
+  write16(TargetObjectWriter->getEMachine()); // e_machine = target
 
-  Write32(ELF::EV_CURRENT);         // e_version
+  write32(ELF::EV_CURRENT);         // e_version
   WriteWord(0);                    // e_entry, no entry point in .o file
   WriteWord(0);                    // e_phoff, no program header for .o
   WriteWord(0);                     // e_shoff = sec hdr table off in bytes
 
   // e_flags = whatever the target wants
-  Write32(Asm.getELFHeaderEFlags());
+  write32(Asm.getELFHeaderEFlags());
 
   // e_ehsize = ELF header size
-  Write16(is64Bit() ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr));
+  write16(is64Bit() ? sizeof(ELF::Elf64_Ehdr) : sizeof(ELF::Elf32_Ehdr));
 
-  Write16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
-  Write16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
+  write16(0);                  // e_phentsize = prog header entry size
+  write16(0);                  // e_phnum = # prog header entries = 0
 
   // e_shentsize = Section header entry size
-  Write16(is64Bit() ? sizeof(ELF::Elf64_Shdr) : sizeof(ELF::Elf32_Shdr));
+  write16(is64Bit() ? sizeof(ELF::Elf64_Shdr) : sizeof(ELF::Elf32_Shdr));
 
   // e_shnum     = # of section header ents
-  Write16(0);
+  write16(0);
 
   // e_shstrndx  = Section # of '.shstrtab'
-  assert(ShstrtabIndex < ELF::SHN_LORESERVE);
-  Write16(ShstrtabIndex);
+  assert(StringTableIndex < ELF::SHN_LORESERVE);
+  write16(StringTableIndex);
 }
 
-uint64_t ELFObjectWriter::SymbolValue(MCSymbolData &Data,
+uint64_t ELFObjectWriter::SymbolValue(const MCSymbol &Sym,
                                       const MCAsmLayout &Layout) {
-  if (Data.isCommon() && Data.isExternal())
-    return Data.getCommonAlignment();
+  if (Sym.isCommon() && Sym.isExternal())
+    return Sym.getCommonAlignment();
 
   uint64_t Res;
-  if (!Layout.getSymbolOffset(&Data, Res))
+  if (!Layout.getSymbolOffset(Sym, Res))
     return 0;
 
-  if (Layout.getAssembler().isThumbFunc(&Data.getSymbol()))
+  if (Layout.getAssembler().isThumbFunc(&Sym))
     Res |= 1;
 
   return Res;
 }
 
-void ELFObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
+void ELFObjectWriter::executePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
                                                const MCAsmLayout &Layout) {
   // The presence of symbol versions causes undefined symbols and
   // versions declared with @@@ to be renamed.
 
-  for (const MCSymbol &Alias : Asm.symbols()) {
-    MCSymbolData &OriginalData = Alias.getData();
-
+  for (const MCSymbol &A : Asm.symbols()) {
+    const auto &Alias = cast<MCSymbolELF>(A);
     // Not an alias.
     if (!Alias.isVariable())
       continue;
     auto *Ref = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Alias.getVariableValue());
     if (!Ref)
       continue;
-    const MCSymbol &Symbol = Ref->getSymbol();
-    MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(Symbol);
+    const auto &Symbol = cast<MCSymbolELF>(Ref->getSymbol());
 
     StringRef AliasName = Alias.getName();
     size_t Pos = AliasName.find('@');
@@ -440,8 +395,8 @@ void ELFObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm,
 
     // Aliases defined with .symvar copy the binding from the symbol they alias.
     // This is the first place we are able to copy this information.
-    OriginalData.setExternal(SD.isExternal());
-    MCELF::SetBinding(OriginalData, MCELF::GetBinding(SD));
+    Alias.setExternal(Symbol.isExternal());
+    Alias.setBinding(Symbol.getBinding());
 
     StringRef Rest = AliasName.substr(Pos);
     if (!Symbol.isUndefined() && !Rest.startswith("@@@"))
@@ -491,41 +446,36 @@ static uint8_t mergeTypeForSet(uint8_t origType, uint8_t newType) {
   return Type;
 }
 
-void ELFObjectWriter::WriteSymbol(SymbolTableWriter &Writer, ELFSymbolData &MSD,
+void ELFObjectWriter::writeSymbol(SymbolTableWriter &Writer,
+                                  uint32_t StringIndex, ELFSymbolData &MSD,
                                   const MCAsmLayout &Layout) {
-  MCSymbolData &OrigData = *MSD.SymbolData;
-  assert((!OrigData.getFragment() ||
-          (&OrigData.getFragment()->getParent()->getSection() ==
-           &OrigData.getSymbol().getSection())) &&
-         "The symbol's section doesn't match the fragment's symbol");
-  const MCSymbol *Base = Layout.getBaseSymbol(OrigData.getSymbol());
+  const auto &Symbol = cast<MCSymbolELF>(*MSD.Symbol);
+  const MCSymbolELF *Base =
+      cast_or_null<MCSymbolELF>(Layout.getBaseSymbol(Symbol));
 
   // This has to be in sync with when computeSymbolTable uses SHN_ABS or
   // SHN_COMMON.
-  bool IsReserved = !Base || OrigData.isCommon();
+  bool IsReserved = !Base || Symbol.isCommon();
 
   // Binding and Type share the same byte as upper and lower nibbles
-  uint8_t Binding = MCELF::GetBinding(OrigData);
-  uint8_t Type = MCELF::GetType(OrigData);
-  MCSymbolData *BaseSD = nullptr;
+  uint8_t Binding = Symbol.getBinding();
+  uint8_t Type = Symbol.getType();
   if (Base) {
-    BaseSD = &Layout.getAssembler().getSymbolData(*Base);
-    Type = mergeTypeForSet(Type, MCELF::GetType(*BaseSD));
+    Type = mergeTypeForSet(Type, Base->getType());
   }
-  uint8_t Info = (Binding << ELF_STB_Shift) | (Type << ELF_STT_Shift);
+  uint8_t Info = (Binding << 4) | Type;
 
   // Other and Visibility share the same byte with Visibility using the lower
   // 2 bits
-  uint8_t Visibility = MCELF::GetVisibility(OrigData);
-  uint8_t Other = MCELF::getOther(OrigData) << (ELF_STO_Shift - ELF_STV_Shift);
-  Other |= Visibility;
+  uint8_t Visibility = Symbol.getVisibility();
+  uint8_t Other = Symbol.getOther() | Visibility;
 
-  uint64_t Value = SymbolValue(OrigData, Layout);
+  uint64_t Value = SymbolValue(*MSD.Symbol, Layout);
   uint64_t Size = 0;
 
-  const MCExpr *ESize = OrigData.getSize();
+  const MCExpr *ESize = MSD.Symbol->getSize();
   if (!ESize && Base)
-    ESize = BaseSD->getSize();
+    ESize = Base->getSize();
 
   if (ESize) {
     int64_t Res;
@@ -535,88 +485,8 @@ void ELFObjectWriter::WriteSymbol(SymbolTableWriter &Writer, ELFSymbolData &MSD,
   }
 
   // Write out the symbol table entry
-  Writer.writeSymbol(MSD.StringIndex, Info, Value, Size, Other,
-                     MSD.SectionIndex, IsReserved);
-}
-
-void ELFObjectWriter::WriteSymbolTable(MCAssembler &Asm,
-                                       const MCAsmLayout &Layout,
-                                       SectionOffsetsTy &SectionOffsets) {
-
-  MCContext &Ctx = Asm.getContext();
-
-  unsigned EntrySize = is64Bit() ? ELF::SYMENTRY_SIZE64 : ELF::SYMENTRY_SIZE32;
-
-  // Symbol table
-  const MCSectionELF *SymtabSection =
-      Ctx.getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB, 0, EntrySize, "");
-  MCSectionData &SymtabSD = Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabSection);
-  SymtabSD.setAlignment(is64Bit() ? 8 : 4);
-  SymbolTableIndex = addToSectionTable(SymtabSection);
-
-  // The string table must be emitted first because we need the index
-  // into the string table for all the symbol names.
-
-  SymbolTableWriter Writer(*this, is64Bit());
-
-  uint64_t Padding = OffsetToAlignment(OS.tell(), SymtabSD.getAlignment());
-  WriteZeros(Padding);
-
-  uint64_t SecStart = OS.tell();
-
-  // The first entry is the undefined symbol entry.
-  Writer.writeSymbol(0, 0, 0, 0, 0, 0, false);
-
-  for (unsigned i = 0, e = FileSymbolData.size(); i != e; ++i) {
-    Writer.writeSymbol(FileSymbolData[i], ELF::STT_FILE | ELF::STB_LOCAL, 0, 0,
-                       ELF::STV_DEFAULT, ELF::SHN_ABS, true);
-  }
-
-  // Write the symbol table entries.
-  LastLocalSymbolIndex = FileSymbolData.size() + LocalSymbolData.size() + 1;
-
-  for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
-    ELFSymbolData &MSD = LocalSymbolData[i];
-    WriteSymbol(Writer, MSD, Layout);
-  }
-
-  for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i) {
-    ELFSymbolData &MSD = ExternalSymbolData[i];
-    MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
-    assert(((Data.getFlags() & ELF_STB_Global) ||
-            (Data.getFlags() & ELF_STB_Weak)) &&
-           "External symbol requires STB_GLOBAL or STB_WEAK flag");
-    WriteSymbol(Writer, MSD, Layout);
-    if (MCELF::GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
-      LastLocalSymbolIndex++;
-  }
-
-  for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i) {
-    ELFSymbolData &MSD = UndefinedSymbolData[i];
-    MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
-    WriteSymbol(Writer, MSD, Layout);
-    if (MCELF::GetBinding(Data) == ELF::STB_LOCAL)
-      LastLocalSymbolIndex++;
-  }
-
-  uint64_t SecEnd = OS.tell();
-  SectionOffsets[SymtabSection] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
-
-  ArrayRef<uint32_t> ShndxIndexes = Writer.getShndxIndexes();
-  if (ShndxIndexes.empty())
-    return;
-
-  SecStart = OS.tell();
-  const MCSectionELF *SymtabShndxSection =
-      Ctx.getELFSection(".symtab_shndxr", ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX, 0, 4, "");
-  addToSectionTable(SymtabShndxSection);
-  MCSectionData *SymtabShndxSD =
-      &Asm.getOrCreateSectionData(*SymtabShndxSection);
-  SymtabShndxSD->setAlignment(4);
-  for (uint32_t Index : ShndxIndexes)
-    write(Index);
-  SecEnd = OS.tell();
-  SectionOffsets[SymtabShndxSection] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
+  Writer.writeSymbol(StringIndex, Info, Value, Size, Other, MSD.SectionIndex,
+                     IsReserved);
 }
 
 // It is always valid to create a relocation with a symbol. It is preferable
@@ -624,9 +494,9 @@ void ELFObjectWriter::WriteSymbolTable(MCAssembler &Asm,
 // allows us to omit some local symbols from the symbol table.
 bool ELFObjectWriter::shouldRelocateWithSymbol(const MCAssembler &Asm,
                                                const MCSymbolRefExpr *RefA,
-                                               const MCSymbolData *SD,
-                                               uint64_t C,
+                                               const MCSymbol *S, uint64_t C,
                                                unsigned Type) const {
+  const auto *Sym = cast_or_null<MCSymbolELF>(S);
   // A PCRel relocation to an absolute value has no symbol (or section). We
   // represent that with a relocation to a null section.
   if (!RefA)
@@ -661,11 +531,11 @@ bool ELFObjectWriter::shouldRelocateWithSymbol(const MCAssembler &Asm,
 
   // An undefined symbol is not in any section, so the relocation has to point
   // to the symbol itself.
-  const MCSymbol &Sym = SD->getSymbol();
-  if (Sym.isUndefined())
+  assert(Sym && "Expected a symbol");
+  if (Sym->isUndefined())
     return true;
 
-  unsigned Binding = MCELF::GetBinding(*SD);
+  unsigned Binding = Sym->getBinding();
   switch(Binding) {
   default:
     llvm_unreachable("Invalid Binding");
@@ -689,7 +559,7 @@ bool ELFObjectWriter::shouldRelocateWithSymbol(const MCAssembler &Asm,
   // If we change such a relocation to use the section, the linker would think
   // that it pointed to another string and subtracting 42 at runtime will
   // produce the wrong value.
-  auto &Sec = cast<MCSectionELF>(Sym.getSection());
+  auto &Sec = cast<MCSectionELF>(Sym->getSection());
   unsigned Flags = Sec.getFlags();
   if (Flags & ELF::SHF_MERGE) {
     if (C != 0)
@@ -712,41 +582,22 @@ bool ELFObjectWriter::shouldRelocateWithSymbol(const MCAssembler &Asm,
   // bit. With a symbol that is done by just having the symbol have that bit
   // set, so we would lose the bit if we relocated with the section.
   // FIXME: We could use the section but add the bit to the relocation value.
-  if (Asm.isThumbFunc(&Sym))
+  if (Asm.isThumbFunc(Sym))
     return true;
 
-  if (TargetObjectWriter->needsRelocateWithSymbol(*SD, Type))
+  if (TargetObjectWriter->needsRelocateWithSymbol(*Sym, Type))
     return true;
   return false;
 }
 
-static const MCSymbol *getWeakRef(const MCSymbolRefExpr &Ref) {
-  const MCSymbol &Sym = Ref.getSymbol();
-
-  if (Ref.getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_WEAKREF)
-    return &Sym;
-
-  if (!Sym.isVariable())
-    return nullptr;
-
-  const MCExpr *Expr = Sym.getVariableValue();
-  const auto *Inner = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Expr);
-  if (!Inner)
-    return nullptr;
-
-  if (Inner->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_WEAKREF)
-    return &Inner->getSymbol();
-  return nullptr;
-}
-
 // True if the assembler knows nothing about the final value of the symbol.
 // This doesn't cover the comdat issues, since in those cases the assembler
 // can at least know that all symbols in the section will move together.
-static bool isWeak(const MCSymbolData &D) {
-  if (MCELF::GetType(D) == ELF::STT_GNU_IFUNC)
+static bool isWeak(const MCSymbolELF &Sym) {
+  if (Sym.getType() == ELF::STT_GNU_IFUNC)
     return true;
 
-  switch (MCELF::GetBinding(D)) {
+  switch (Sym.getBinding()) {
   default:
     llvm_unreachable("Unknown binding");
   case ELF::STB_LOCAL:
@@ -759,14 +610,12 @@ static bool isWeak(const MCSymbolData &D) {
   }
 }
 
-void ELFObjectWriter::RecordRelocation(MCAssembler &Asm,
+void ELFObjectWriter::recordRelocation(MCAssembler &Asm,
                                        const MCAsmLayout &Layout,
                                        const MCFragment *Fragment,
                                        const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                                        bool &IsPCRel, uint64_t &FixedValue) {
-  const MCSectionData *FixupSectionD = Fragment->getParent();
-  const MCSectionELF &FixupSection =
-      cast<MCSectionELF>(FixupSectionD->getSection());
+  const MCSectionELF &FixupSection = cast<MCSectionELF>(*Fragment->getParent());
   uint64_t C = Target.getConstant();
   uint64_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
 
@@ -781,31 +630,38 @@ void ELFObjectWriter::RecordRelocation(MCAssembler &Asm,
     // In general, ELF has no relocations for -B. It can only represent (A + C)
     // or (A + C - R). If B = R + K and the relocation is not pcrel, we can
     // replace B to implement it: (A - R - K + C)
-    if (IsPCRel)
-      Asm.getContext().reportFatalError(
+    if (IsPCRel) {
+      Asm.getContext().reportError(
           Fixup.getLoc(),
           "No relocation available to represent this relative expression");
+      return;
+    }
 
-    const MCSymbol &SymB = RefB->getSymbol();
+    const auto &SymB = cast<MCSymbolELF>(RefB->getSymbol());
 
-    if (SymB.isUndefined())
-      Asm.getContext().reportFatalError(
+    if (SymB.isUndefined()) {
+      Asm.getContext().reportError(
           Fixup.getLoc(),
           Twine("symbol '") + SymB.getName() +
               "' can not be undefined in a subtraction expression");
+      return;
+    }
 
     assert(!SymB.isAbsolute() && "Should have been folded");
     const MCSection &SecB = SymB.getSection();
-    if (&SecB != &FixupSection)
-      Asm.getContext().reportFatalError(
+    if (&SecB != &FixupSection) {
+      Asm.getContext().reportError(
           Fixup.getLoc(), "Cannot represent a difference across sections");
+      return;
+    }
 
-    const MCSymbolData &SymBD = Asm.getSymbolData(SymB);
-    if (::isWeak(SymBD))
-      Asm.getContext().reportFatalError(
+    if (::isWeak(SymB)) {
+      Asm.getContext().reportError(
           Fixup.getLoc(), "Cannot represent a subtraction with a weak symbol");
+      return;
+    }
 
-    uint64_t SymBOffset = Layout.getSymbolOffset(&SymBD);
+    uint64_t SymBOffset = Layout.getSymbolOffset(SymB);
     uint64_t K = SymBOffset - FixupOffset;
     IsPCRel = true;
     C -= K;
@@ -813,13 +669,23 @@ void ELFObjectWriter::RecordRelocation(MCAssembler &Asm,
 
   // We either rejected the fixup or folded B into C at this point.
   const MCSymbolRefExpr *RefA = Target.getSymA();
-  const MCSymbol *SymA = RefA ? &RefA->getSymbol() : nullptr;
-  const MCSymbolData *SymAD = SymA ? &Asm.getSymbolData(*SymA) : nullptr;
+  const auto *SymA = RefA ? cast<MCSymbolELF>(&RefA->getSymbol()) : nullptr;
+
+  bool ViaWeakRef = false;
+  if (SymA && SymA->isVariable()) {
+    const MCExpr *Expr = SymA->getVariableValue();
+    if (const auto *Inner = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Expr)) {
+      if (Inner->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_WEAKREF) {
+        SymA = cast<MCSymbolELF>(&Inner->getSymbol());
+        ViaWeakRef = true;
+      }
+    }
+  }
 
   unsigned Type = GetRelocType(Target, Fixup, IsPCRel);
-  bool RelocateWithSymbol = shouldRelocateWithSymbol(Asm, RefA, SymAD, C, Type);
+  bool RelocateWithSymbol = shouldRelocateWithSymbol(Asm, RefA, SymA, C, Type);
   if (!RelocateWithSymbol && SymA && !SymA->isUndefined())
-    C += Layout.getSymbolOffset(SymAD);
+    C += Layout.getSymbolOffset(*SymA);
 
   uint64_t Addend = 0;
   if (hasRelocationAddend()) {
@@ -829,50 +695,36 @@ void ELFObjectWriter::RecordRelocation(MCAssembler &Asm,
 
   FixedValue = C;
 
-  // FIXME: What is this!?!?
-  MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier =
-      RefA ? RefA->getKind() : MCSymbolRefExpr::VK_None;
-  if (RelocNeedsGOT(Modifier))
-    NeedsGOT = true;
-
   if (!RelocateWithSymbol) {
     const MCSection *SecA =
         (SymA && !SymA->isUndefined()) ? &SymA->getSection() : nullptr;
     auto *ELFSec = cast_or_null<MCSectionELF>(SecA);
-    MCSymbol *SectionSymbol =
-        ELFSec ? Asm.getContext().getOrCreateSectionSymbol(*ELFSec)
-               : nullptr;
+    const auto *SectionSymbol =
+        ELFSec ? cast<MCSymbolELF>(ELFSec->getBeginSymbol()) : nullptr;
+    if (SectionSymbol)
+      SectionSymbol->setUsedInReloc();
     ELFRelocationEntry Rec(FixupOffset, SectionSymbol, Type, Addend);
     Relocations[&FixupSection].push_back(Rec);
     return;
   }
 
   if (SymA) {
-    if (const MCSymbol *R = Renames.lookup(SymA))
+    if (const MCSymbolELF *R = Renames.lookup(SymA))
       SymA = R;
 
-    if (const MCSymbol *WeakRef = getWeakRef(*RefA))
-      WeakrefUsedInReloc.insert(WeakRef);
+    if (ViaWeakRef)
+      SymA->setIsWeakrefUsedInReloc();
     else
-      UsedInReloc.insert(SymA);
+      SymA->setUsedInReloc();
   }
   ELFRelocationEntry Rec(FixupOffset, SymA, Type, Addend);
   Relocations[&FixupSection].push_back(Rec);
   return;
 }
 
-
-uint64_t
-ELFObjectWriter::getSymbolIndexInSymbolTable(const MCAssembler &Asm,
-                                             const MCSymbol *S) {
-  const MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*S);
-  return SD.getIndex();
-}
-
 bool ELFObjectWriter::isInSymtab(const MCAsmLayout &Layout,
-                                 const MCSymbolData &Data, bool Used,
+                                 const MCSymbolELF &Symbol, bool Used,
                                  bool Renamed) {
-  const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
   if (Symbol.isVariable()) {
     const MCExpr *Expr = Symbol.getVariableValue();
     if (const MCSymbolRefExpr *Ref = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Expr)) {
@@ -887,34 +739,19 @@ bool ELFObjectWriter::isInSymtab(const MCAsmLayout &Layout,
   if (Renamed)
     return false;
 
-  if (Symbol.getName() == "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_")
-    return true;
-
-  if (Symbol.isVariable()) {
-    const MCSymbol *Base = Layout.getBaseSymbol(Symbol);
-    if (Base && Base->isUndefined())
-      return false;
+  if (Symbol.isVariable() && Symbol.isUndefined()) {
+    // FIXME: this is here just to diagnose the case of a var = commmon_sym.
+    Layout.getBaseSymbol(Symbol);
+    return false;
   }
 
-  bool IsGlobal = MCELF::GetBinding(Data) == ELF::STB_GLOBAL;
-  if (!Symbol.isVariable() && Symbol.isUndefined() && !IsGlobal)
+  if (Symbol.isUndefined() && !Symbol.isBindingSet())
     return false;
 
   if (Symbol.isTemporary())
     return false;
 
-  return true;
-}
-
-bool ELFObjectWriter::isLocal(const MCSymbolData &Data, bool isUsedInReloc) {
-  if (Data.isExternal())
-    return false;
-
-  const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
-  if (Symbol.isDefined())
-    return true;
-
-  if (isUsedInReloc)
+  if (Symbol.getType() == ELF::STT_SECTION)
     return false;
 
   return true;
@@ -922,62 +759,70 @@ bool ELFObjectWriter::isLocal(const MCSymbolData &Data, bool isUsedInReloc) {
 
 void ELFObjectWriter::computeSymbolTable(
     MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
-    const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
-    const RevGroupMapTy &RevGroupMap) {
-  // FIXME: Is this the correct place to do this?
-  // FIXME: Why is an undefined reference to _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ needed?
-  if (NeedsGOT) {
-    StringRef Name = "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_";
-    MCSymbol *Sym = Asm.getContext().getOrCreateSymbol(Name);
-    MCSymbolData &Data = Asm.getOrCreateSymbolData(*Sym);
-    Data.setExternal(true);
-    MCELF::SetBinding(Data, ELF::STB_GLOBAL);
-  }
+    const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap, const RevGroupMapTy &RevGroupMap,
+    SectionOffsetsTy &SectionOffsets) {
+  MCContext &Ctx = Asm.getContext();
+  SymbolTableWriter Writer(*this, is64Bit());
 
-  // Add the data for the symbols.
-  for (const MCSymbol &Symbol : Asm.symbols()) {
-    MCSymbolData &SD = Symbol.getData();
+  // Symbol table
+  unsigned EntrySize = is64Bit() ? ELF::SYMENTRY_SIZE64 : ELF::SYMENTRY_SIZE32;
+  MCSectionELF *SymtabSection =
+      Ctx.getELFSection(".symtab", ELF::SHT_SYMTAB, 0, EntrySize, "");
+  SymtabSection->setAlignment(is64Bit() ? 8 : 4);
+  SymbolTableIndex = addToSectionTable(SymtabSection);
+
+  align(SymtabSection->getAlignment());
+  uint64_t SecStart = getStream().tell();
+
+  // The first entry is the undefined symbol entry.
+  Writer.writeSymbol(0, 0, 0, 0, 0, 0, false);
 
-    bool Used = UsedInReloc.count(&Symbol);
-    bool WeakrefUsed = WeakrefUsedInReloc.count(&Symbol);
-    bool isSignature = RevGroupMap.count(&Symbol);
+  std::vector<ELFSymbolData> LocalSymbolData;
+  std::vector<ELFSymbolData> ExternalSymbolData;
 
-    if (!isInSymtab(Layout, SD,
-                    Used || WeakrefUsed || isSignature,
+  // Add the data for the symbols.
+  bool HasLargeSectionIndex = false;
+  for (const MCSymbol &S : Asm.symbols()) {
+    const auto &Symbol = cast<MCSymbolELF>(S);
+    bool Used = Symbol.isUsedInReloc();
+    bool WeakrefUsed = Symbol.isWeakrefUsedInReloc();
+    bool isSignature = Symbol.isSignature();
+
+    if (!isInSymtab(Layout, Symbol, Used || WeakrefUsed || isSignature,
                     Renames.count(&Symbol)))
       continue;
 
-    ELFSymbolData MSD;
-    MSD.SymbolData = &SD;
-    const MCSymbol *BaseSymbol = Layout.getBaseSymbol(Symbol);
-
-    // Undefined symbols are global, but this is the first place we
-    // are able to set it.
-    bool Local = isLocal(SD, Used);
-    if (!Local && MCELF::GetBinding(SD) == ELF::STB_LOCAL) {
-      assert(BaseSymbol);
-      MCSymbolData &BaseData = Asm.getSymbolData(*BaseSymbol);
-      MCELF::SetBinding(SD, ELF::STB_GLOBAL);
-      MCELF::SetBinding(BaseData, ELF::STB_GLOBAL);
+    if (Symbol.isTemporary() && Symbol.isUndefined()) {
+      Ctx.reportError(SMLoc(), "Undefined temporary symbol");
+      continue;
     }
 
-    if (!BaseSymbol) {
+    ELFSymbolData MSD;
+    MSD.Symbol = cast<MCSymbolELF>(&Symbol);
+
+    bool Local = Symbol.getBinding() == ELF::STB_LOCAL;
+    assert(Local || !Symbol.isTemporary());
+
+    if (Symbol.isAbsolute()) {
       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_ABS;
-    } else if (SD.isCommon()) {
+    } else if (Symbol.isCommon()) {
       assert(!Local);
       MSD.SectionIndex = ELF::SHN_COMMON;
-    } else if (BaseSymbol->isUndefined()) {
-      if (isSignature && !Used)
+    } else if (Symbol.isUndefined()) {
+      if (isSignature && !Used) {
         MSD.SectionIndex = RevGroupMap.lookup(&Symbol);
-      else
+        if (MSD.SectionIndex >= ELF::SHN_LORESERVE)
+          HasLargeSectionIndex = true;
+      } else {
         MSD.SectionIndex = ELF::SHN_UNDEF;
-      if (!Used && WeakrefUsed)
-        MCELF::SetBinding(SD, ELF::STB_WEAK);
+      }
     } else {
       const MCSectionELF &Section =
-        static_cast<const MCSectionELF&>(BaseSymbol->getSection());
+          static_cast<const MCSectionELF &>(Symbol.getSection());
       MSD.SectionIndex = SectionIndexMap.lookup(&Section);
       assert(MSD.SectionIndex && "Invalid section index!");
+      if (MSD.SectionIndex >= ELF::SHN_LORESERVE)
+        HasLargeSectionIndex = true;
     }
 
     // The @@@ in symbol version is replaced with @ in undefined symbols and @@
@@ -1004,74 +849,105 @@ void ELFObjectWriter::computeSymbolTable(
     // seems that this information is not easily accessible from the
     // ELFObjectWriter.
     StringRef Name = Symbol.getName();
+    SmallString<32> Buf;
     if (!Name.startswith("?") && !Name.startswith("@?") &&
         !Name.startswith("__imp_?") && !Name.startswith("__imp_@?")) {
       // This symbol isn't following the MSVC C++ name mangling convention. We
       // can thus safely interpret the @@@ in symbol names as specifying symbol
       // versioning.
-      SmallString<32> Buf;
       size_t Pos = Name.find("@@@");
       if (Pos != StringRef::npos) {
         Buf += Name.substr(0, Pos);
         unsigned Skip = MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF ? 2 : 1;
         Buf += Name.substr(Pos + Skip);
-        Name = Buf;
+        Name = VersionSymSaver.save(Buf.c_str());
       }
     }
 
     // Sections have their own string table
-    if (MCELF::GetType(SD) != ELF::STT_SECTION)
-      MSD.Name = StrTabBuilder.add(Name);
+    if (Symbol.getType() != ELF::STT_SECTION) {
+      MSD.Name = Name;
+      StrTabBuilder.add(Name);
+    }
 
-    if (MSD.SectionIndex == ELF::SHN_UNDEF)
-      UndefinedSymbolData.push_back(MSD);
-    else if (Local)
+    if (Local)
       LocalSymbolData.push_back(MSD);
     else
       ExternalSymbolData.push_back(MSD);
   }
 
-  for (auto i = Asm.file_names_begin(), e = Asm.file_names_end(); i != e; ++i)
-    StrTabBuilder.add(*i);
+  // This holds the .symtab_shndx section index.
+  unsigned SymtabShndxSectionIndex = 0;
+
+  if (HasLargeSectionIndex) {
+    MCSectionELF *SymtabShndxSection =
+        Ctx.getELFSection(".symtab_shndxr", ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX, 0, 4, "");
+    SymtabShndxSectionIndex = addToSectionTable(SymtabShndxSection);
+    SymtabShndxSection->setAlignment(4);
+  }
 
-  StrTabBuilder.finalize(StringTableBuilder::ELF);
+  ArrayRef<std::string> FileNames = Asm.getFileNames();
+  for (const std::string &Name : FileNames)
+    StrTabBuilder.add(Name);
 
-  for (auto i = Asm.file_names_begin(), e = Asm.file_names_end(); i != e; ++i)
-    FileSymbolData.push_back(StrTabBuilder.getOffset(*i));
+  StrTabBuilder.finalize();
 
-  for (ELFSymbolData &MSD : LocalSymbolData)
-    MSD.StringIndex = MCELF::GetType(*MSD.SymbolData) == ELF::STT_SECTION
-                          ? 0
-                          : StrTabBuilder.getOffset(MSD.Name);
-  for (ELFSymbolData &MSD : ExternalSymbolData)
-    MSD.StringIndex = StrTabBuilder.getOffset(MSD.Name);
-  for (ELFSymbolData& MSD : UndefinedSymbolData)
-    MSD.StringIndex = StrTabBuilder.getOffset(MSD.Name);
+  for (const std::string &Name : FileNames)
+    Writer.writeSymbol(StrTabBuilder.getOffset(Name),
+                       ELF::STT_FILE | ELF::STB_LOCAL, 0, 0, ELF::STV_DEFAULT,
+                       ELF::SHN_ABS, true);
 
   // Symbols are required to be in lexicographic order.
   array_pod_sort(LocalSymbolData.begin(), LocalSymbolData.end());
   array_pod_sort(ExternalSymbolData.begin(), ExternalSymbolData.end());
-  array_pod_sort(UndefinedSymbolData.begin(), UndefinedSymbolData.end());
 
   // Set the symbol indices. Local symbols must come before all other
   // symbols with non-local bindings.
-  unsigned Index = FileSymbolData.size() + 1;
-  for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
-    LocalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
-
-  for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
-    ExternalSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
-  for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
-    UndefinedSymbolData[i].SymbolData->setIndex(Index++);
+  unsigned Index = FileNames.size() + 1;
+
+  for (ELFSymbolData &MSD : LocalSymbolData) {
+    unsigned StringIndex = MSD.Symbol->getType() == ELF::STT_SECTION
+                               ? 0
+                               : StrTabBuilder.getOffset(MSD.Name);
+    MSD.Symbol->setIndex(Index++);
+    writeSymbol(Writer, StringIndex, MSD, Layout);
+  }
+
+  // Write the symbol table entries.
+  LastLocalSymbolIndex = Index;
+
+  for (ELFSymbolData &MSD : ExternalSymbolData) {
+    unsigned StringIndex = StrTabBuilder.getOffset(MSD.Name);
+    MSD.Symbol->setIndex(Index++);
+    writeSymbol(Writer, StringIndex, MSD, Layout);
+    assert(MSD.Symbol->getBinding() != ELF::STB_LOCAL);
+  }
+
+  uint64_t SecEnd = getStream().tell();
+  SectionOffsets[SymtabSection] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
+
+  ArrayRef<uint32_t> ShndxIndexes = Writer.getShndxIndexes();
+  if (ShndxIndexes.empty()) {
+    assert(SymtabShndxSectionIndex == 0);
+    return;
+  }
+  assert(SymtabShndxSectionIndex != 0);
+
+  SecStart = getStream().tell();
+  const MCSectionELF *SymtabShndxSection =
+      SectionTable[SymtabShndxSectionIndex - 1];
+  for (uint32_t Index : ShndxIndexes)
+    write(Index);
+  SecEnd = getStream().tell();
+  SectionOffsets[SymtabShndxSection] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
 }
 
-const MCSectionELF *
-ELFObjectWriter::createRelocationSection(MCAssembler &Asm,
+MCSectionELF *
+ELFObjectWriter::createRelocationSection(MCContext &Ctx,
                                          const MCSectionELF &Sec) {
   if (Relocations[&Sec].empty())
     return nullptr;
 
-  MCContext &Ctx = Asm.getContext();
   const StringRef SectionName = Sec.getSectionName();
   std::string RelaSectionName = hasRelocationAddend() ? ".rela" : ".rel";
   RelaSectionName += SectionName;
@@ -1086,39 +962,13 @@ ELFObjectWriter::createRelocationSection(MCAssembler &Asm,
   if (Sec.getFlags() & ELF::SHF_GROUP)
     Flags = ELF::SHF_GROUP;
 
-  const MCSectionELF *RelaSection = Ctx.createELFRelSection(
+  MCSectionELF *RelaSection = Ctx.createELFRelSection(
       RelaSectionName, hasRelocationAddend() ? ELF::SHT_RELA : ELF::SHT_REL,
       Flags, EntrySize, Sec.getGroup(), &Sec);
-  MCSectionData &RelSD = Asm.getOrCreateSectionData(*RelaSection);
-  RelSD.setAlignment(is64Bit() ? 8 : 4);
+  RelaSection->setAlignment(is64Bit() ? 8 : 4);
   return RelaSection;
 }
 
-static SmallVector<char, 128>
-getUncompressedData(const MCAsmLayout &Layout,
-                    const MCSectionData::FragmentListType &Fragments) {
-  SmallVector<char, 128> UncompressedData;
-  for (const MCFragment &F : Fragments) {
-    const SmallVectorImpl<char> *Contents;
-    switch (F.getKind()) {
-    case MCFragment::FT_Data:
-      Contents = &cast<MCDataFragment>(F).getContents();
-      break;
-    case MCFragment::FT_Dwarf:
-      Contents = &cast<MCDwarfLineAddrFragment>(F).getContents();
-      break;
-    case MCFragment::FT_DwarfFrame:
-      Contents = &cast<MCDwarfCallFrameFragment>(F).getContents();
-      break;
-    default:
-      llvm_unreachable(
-          "Not expecting any other fragment types in a debug_* section");
-    }
-    UncompressedData.append(Contents->begin(), Contents->end());
-  }
-  return UncompressedData;
-}
-
 // Include the debug info compression header:
 // "ZLIB" followed by 8 bytes representing the uncompressed size of the section,
 // useful for consumers to preallocate a buffer to decompress into.
@@ -1139,11 +989,9 @@ prependCompressionHeader(uint64_t Size,
   return true;
 }
 
-void ELFObjectWriter::writeSectionData(const MCAssembler &Asm,
-                                       const MCSectionData &SD,
+void ELFObjectWriter::writeSectionData(const MCAssembler &Asm, MCSection &Sec,
                                        const MCAsmLayout &Layout) {
-  const MCSectionELF &Section =
-      static_cast<const MCSectionELF &>(SD.getSection());
+  MCSectionELF &Section = static_cast<MCSectionELF &>(Sec);
   StringRef SectionName = Section.getSectionName();
 
   // Compressing debug_frame requires handling alignment fragments which is
@@ -1151,31 +999,33 @@ void ELFObjectWriter::writeSectionData(const MCAssembler &Asm,
   // for writing to arbitrary buffers) for little benefit.
   if (!Asm.getContext().getAsmInfo()->compressDebugSections() ||
       !SectionName.startswith(".debug_") || SectionName == ".debug_frame") {
-    Asm.writeSectionData(&SD, Layout);
+    Asm.writeSectionData(&Section, Layout);
     return;
   }
 
-  // Gather the uncompressed data from all the fragments.
-  const MCSectionData::FragmentListType &Fragments = SD.getFragmentList();
-  SmallVector<char, 128> UncompressedData =
-      getUncompressedData(Layout, Fragments);
+  SmallVector<char, 128> UncompressedData;
+  raw_svector_ostream VecOS(UncompressedData);
+  raw_pwrite_stream &OldStream = getStream();
+  setStream(VecOS);
+  Asm.writeSectionData(&Section, Layout);
+  setStream(OldStream);
 
   SmallVector<char, 128> CompressedContents;
   zlib::Status Success = zlib::compress(
       StringRef(UncompressedData.data(), UncompressedData.size()),
       CompressedContents);
   if (Success != zlib::StatusOK) {
-    Asm.writeSectionData(&SD, Layout);
+    getStream() << UncompressedData;
     return;
   }
 
   if (!prependCompressionHeader(UncompressedData.size(), CompressedContents)) {
-    Asm.writeSectionData(&SD, Layout);
+    getStream() << UncompressedData;
     return;
   }
   Asm.getContext().renameELFSection(&Section,
                                     (".z" + SectionName.drop_front(1)).str());
-  OS << CompressedContents;
+  getStream() << CompressedContents;
 }
 
 void ELFObjectWriter::WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type,
@@ -1184,14 +1034,14 @@ void ELFObjectWriter::WriteSecHdrEntry(uint32_t Name, uint32_t Type,
                                        uint32_t Link, uint32_t Info,
                                        uint64_t Alignment,
                                        uint64_t EntrySize) {
-  Write32(Name);        // sh_name: index into string table
-  Write32(Type);        // sh_type
+  write32(Name);        // sh_name: index into string table
+  write32(Type);        // sh_type
   WriteWord(Flags);     // sh_flags
   WriteWord(Address);   // sh_addr
   WriteWord(Offset);    // sh_offset
   WriteWord(Size);      // sh_size
-  Write32(Link);        // sh_link
-  Write32(Info);        // sh_info
+  write32(Link);        // sh_link
+  write32(Info);        // sh_info
   WriteWord(Alignment); // sh_addralign
   WriteWord(EntrySize); // sh_entsize
 }
@@ -1200,14 +1050,18 @@ void ELFObjectWriter::writeRelocations(const MCAssembler &Asm,
                                        const MCSectionELF &Sec) {
   std::vector<ELFRelocationEntry> &Relocs = Relocations[&Sec];
 
-  // Sort the relocation entries. Most targets just sort by Offset, but some
-  // (e.g., MIPS) have additional constraints.
+  // We record relocations by pushing to the end of a vector. Reverse the vector
+  // to get the relocations in the order they were created.
+  // In most cases that is not important, but it can be for special sections
+  // (.eh_frame) or specific relocations (TLS optimizations on SystemZ).
+  std::reverse(Relocs.begin(), Relocs.end());
+
+  // Sort the relocation entries. MIPS needs this.
   TargetObjectWriter->sortRelocs(Asm, Relocs);
 
   for (unsigned i = 0, e = Relocs.size(); i != e; ++i) {
     const ELFRelocationEntry &Entry = Relocs[e - i - 1];
-    unsigned Index =
-        Entry.Symbol ? getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, Entry.Symbol) : 0;
+    unsigned Index = Entry.Symbol ? Entry.Symbol->getIndex() : 0;
 
     if (is64Bit()) {
       write(Entry.Offset);
@@ -1238,27 +1092,15 @@ void ELFObjectWriter::writeRelocations(const MCAssembler &Asm,
   }
 }
 
-const MCSectionELF *ELFObjectWriter::createSectionHeaderStringTable() {
-  const MCSectionELF *ShstrtabSection = SectionTable[ShstrtabIndex - 1];
-  ShStrTabBuilder.finalize(StringTableBuilder::ELF);
-  OS << ShStrTabBuilder.data();
-  return ShstrtabSection;
-}
-
 const MCSectionELF *ELFObjectWriter::createStringTable(MCContext &Ctx) {
-  const MCSectionELF *StrtabSection =
-      Ctx.getELFSection(".strtab", ELF::SHT_STRTAB, 0);
-  StringTableIndex = addToSectionTable(StrtabSection);
-  OS << StrTabBuilder.data();
+  const MCSectionELF *StrtabSection = SectionTable[StringTableIndex - 1];
+  getStream() << StrTabBuilder.data();
   return StrtabSection;
 }
 
-void ELFObjectWriter::writeSection(MCAssembler &Asm,
-                                   const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
-                                   uint32_t GroupSymbolIndex,
-                                   uint64_t Offset, uint64_t Size,
-                                   uint64_t Alignment,
-                                   const MCSectionELF &Section) {
+void ELFObjectWriter::writeSection(const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
+                                   uint32_t GroupSymbolIndex, uint64_t Offset,
+                                   uint64_t Size, const MCSectionELF &Section) {
   uint64_t sh_link = 0;
   uint64_t sh_info = 0;
 
@@ -1299,15 +1141,14 @@ void ELFObjectWriter::writeSection(MCAssembler &Asm,
       Section.getType() == ELF::SHT_ARM_EXIDX)
     sh_link = SectionIndexMap.lookup(Section.getAssociatedSection());
 
-  WriteSecHdrEntry(ShStrTabBuilder.getOffset(Section.getSectionName()),
-                   Section.getType(),
-                   Section.getFlags(), 0, Offset, Size, sh_link, sh_info,
-                   Alignment, Section.getEntrySize());
+  WriteSecHdrEntry(StrTabBuilder.getOffset(Section.getSectionName()),
+                   Section.getType(), Section.getFlags(), 0, Offset, Size,
+                   sh_link, sh_info, Section.getAlignment(),
+                   Section.getEntrySize());
 }
 
 void ELFObjectWriter::writeSectionHeader(
-    MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
-    const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
+    const MCAsmLayout &Layout, const SectionIndexMapTy &SectionIndexMap,
     const SectionOffsetsTy &SectionOffsets) {
   const unsigned NumSections = SectionTable.size();
 
@@ -1317,30 +1158,32 @@ void ELFObjectWriter::writeSectionHeader(
   WriteSecHdrEntry(0, 0, 0, 0, 0, FirstSectionSize, 0, 0, 0, 0);
 
   for (const MCSectionELF *Section : SectionTable) {
-    const MCSectionData &SD = Asm.getOrCreateSectionData(*Section);
     uint32_t GroupSymbolIndex;
     unsigned Type = Section->getType();
     if (Type != ELF::SHT_GROUP)
       GroupSymbolIndex = 0;
     else
-      GroupSymbolIndex = getSymbolIndexInSymbolTable(Asm, Section->getGroup());
+      GroupSymbolIndex = Section->getGroup()->getIndex();
 
     const std::pair<uint64_t, uint64_t> &Offsets =
         SectionOffsets.find(Section)->second;
-    uint64_t Size = Type == ELF::SHT_NOBITS ? Layout.getSectionAddressSize(&SD)
-                                            : Offsets.second - Offsets.first;
+    uint64_t Size;
+    if (Type == ELF::SHT_NOBITS)
+      Size = Layout.getSectionAddressSize(Section);
+    else
+      Size = Offsets.second - Offsets.first;
 
-    writeSection(Asm, SectionIndexMap, GroupSymbolIndex, Offsets.first, Size,
-                 SD.getAlignment(), *Section);
+    writeSection(SectionIndexMap, GroupSymbolIndex, Offsets.first, Size,
+                 *Section);
   }
 }
 
-void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
+void ELFObjectWriter::writeObject(MCAssembler &Asm,
                                   const MCAsmLayout &Layout) {
   MCContext &Ctx = Asm.getContext();
-  const MCSectionELF *ShstrtabSection =
-      Ctx.getELFSection(".shstrtab", ELF::SHT_STRTAB, 0);
-  ShstrtabIndex = addToSectionTable(ShstrtabSection);
+  MCSectionELF *StrtabSection =
+      Ctx.getELFSection(".strtab", ELF::SHT_STRTAB, 0);
+  StringTableIndex = addToSectionTable(StrtabSection);
 
   RevGroupMapTy RevGroupMap;
   SectionIndexMapTy SectionIndexMap;
@@ -1352,94 +1195,94 @@ void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
 
   // ... then the sections ...
   SectionOffsetsTy SectionOffsets;
-  bool ComputedSymtab = false;
-  for (const MCSectionData &SD : Asm) {
-    const MCSectionELF &Section =
-        static_cast<const MCSectionELF &>(SD.getSection());
+  std::vector<MCSectionELF *> Groups;
+  std::vector<MCSectionELF *> Relocations;
+  for (MCSection &Sec : Asm) {
+    MCSectionELF &Section = static_cast<MCSectionELF &>(Sec);
 
-    uint64_t Padding = OffsetToAlignment(OS.tell(), SD.getAlignment());
-    WriteZeros(Padding);
+    align(Section.getAlignment());
 
     // Remember the offset into the file for this section.
-    uint64_t SecStart = OS.tell();
-
-    const MCSymbol *SignatureSymbol = Section.getGroup();
-    unsigned Type = Section.getType();
-    if (Type == ELF::SHT_GROUP) {
-      assert(SignatureSymbol);
-      write(uint32_t(ELF::GRP_COMDAT));
-      for (const MCSectionELF *Member : GroupMembers[SignatureSymbol]) {
-        uint32_t SecIndex = SectionIndexMap.lookup(Member);
-        write(SecIndex);
-      }
-    } else if (Type == ELF::SHT_REL || Type == ELF::SHT_RELA) {
-      if (!ComputedSymtab) {
-        // Compute symbol table information.
-        computeSymbolTable(Asm, Layout, SectionIndexMap, RevGroupMap);
-        ComputedSymtab = true;
-      }
-      writeRelocations(Asm, *Section.getAssociatedSection());
-    } else {
-      writeSectionData(Asm, SD, Layout);
-    }
+    uint64_t SecStart = getStream().tell();
 
-    uint64_t SecEnd = OS.tell();
-    SectionOffsets[&Section] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
+    const MCSymbolELF *SignatureSymbol = Section.getGroup();
+    writeSectionData(Asm, Section, Layout);
 
-    if (Type == ELF::SHT_GROUP || Type == ELF::SHT_REL || Type == ELF::SHT_RELA)
-      continue;
+    uint64_t SecEnd = getStream().tell();
+    SectionOffsets[&Section] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
 
-    const MCSectionELF *RelSection = createRelocationSection(Asm, Section);
+    MCSectionELF *RelSection = createRelocationSection(Ctx, Section);
 
     if (SignatureSymbol) {
-      Asm.getOrCreateSymbolData(*SignatureSymbol);
+      Asm.registerSymbol(*SignatureSymbol);
       unsigned &GroupIdx = RevGroupMap[SignatureSymbol];
       if (!GroupIdx) {
-        const MCSectionELF *Group = Ctx.createELFGroupSection(SignatureSymbol);
+        MCSectionELF *Group = Ctx.createELFGroupSection(SignatureSymbol);
         GroupIdx = addToSectionTable(Group);
-        MCSectionData *GroupD = &Asm.getOrCreateSectionData(*Group);
-        GroupD->setAlignment(4);
+        Group->setAlignment(4);
+        Groups.push_back(Group);
       }
-      GroupMembers[SignatureSymbol].push_back(&Section);
+      std::vector<const MCSectionELF *> &Members =
+          GroupMembers[SignatureSymbol];
+      Members.push_back(&Section);
       if (RelSection)
-        GroupMembers[SignatureSymbol].push_back(RelSection);
+        Members.push_back(RelSection);
     }
 
     SectionIndexMap[&Section] = addToSectionTable(&Section);
-    if (RelSection)
+    if (RelSection) {
       SectionIndexMap[RelSection] = addToSectionTable(RelSection);
+      Relocations.push_back(RelSection);
+    }
   }
 
-  if (!ComputedSymtab) {
-    // Compute symbol table information.
-    computeSymbolTable(Asm, Layout, SectionIndexMap, RevGroupMap);
-    ComputedSymtab = true;
+  for (MCSectionELF *Group : Groups) {
+    align(Group->getAlignment());
+
+    // Remember the offset into the file for this section.
+    uint64_t SecStart = getStream().tell();
+
+    const MCSymbol *SignatureSymbol = Group->getGroup();
+    assert(SignatureSymbol);
+    write(uint32_t(ELF::GRP_COMDAT));
+    for (const MCSectionELF *Member : GroupMembers[SignatureSymbol]) {
+      uint32_t SecIndex = SectionIndexMap.lookup(Member);
+      write(SecIndex);
+    }
+
+    uint64_t SecEnd = getStream().tell();
+    SectionOffsets[Group] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
   }
 
-  WriteSymbolTable(Asm, Layout, SectionOffsets);
+  // Compute symbol table information.
+  computeSymbolTable(Asm, Layout, SectionIndexMap, RevGroupMap, SectionOffsets);
 
-  {
-    uint64_t SecStart = OS.tell();
-    const MCSectionELF *Sec = createStringTable(Ctx);
-    uint64_t SecEnd = OS.tell();
-    SectionOffsets[Sec] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
+  for (MCSectionELF *RelSection : Relocations) {
+    align(RelSection->getAlignment());
+
+    // Remember the offset into the file for this section.
+    uint64_t SecStart = getStream().tell();
+
+    writeRelocations(Asm, *RelSection->getAssociatedSection());
+
+    uint64_t SecEnd = getStream().tell();
+    SectionOffsets[RelSection] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
   }
 
   {
-    uint64_t SecStart = OS.tell();
-    const MCSectionELF *Sec = createSectionHeaderStringTable();
-    uint64_t SecEnd = OS.tell();
+    uint64_t SecStart = getStream().tell();
+    const MCSectionELF *Sec = createStringTable(Ctx);
+    uint64_t SecEnd = getStream().tell();
     SectionOffsets[Sec] = std::make_pair(SecStart, SecEnd);
   }
 
   uint64_t NaturalAlignment = is64Bit() ? 8 : 4;
-  uint64_t Padding = OffsetToAlignment(OS.tell(), NaturalAlignment);
-  WriteZeros(Padding);
+  align(NaturalAlignment);
 
-  const unsigned SectionHeaderOffset = OS.tell();
+  const unsigned SectionHeaderOffset = getStream().tell();
 
   // ... then the section header table ...
-  writeSectionHeader(Asm, Layout, SectionIndexMap, SectionOffsets);
+  writeSectionHeader(Layout, SectionIndexMap, SectionOffsets);
 
   uint16_t NumSections = (SectionTable.size() + 1 >= ELF::SHN_LORESERVE)
                              ? (uint16_t)ELF::SHN_UNDEF
@@ -1452,35 +1295,37 @@ void ELFObjectWriter::WriteObject(MCAssembler &Asm,
     uint64_t Val = SectionHeaderOffset;
     if (sys::IsLittleEndianHost != IsLittleEndian)
       sys::swapByteOrder(Val);
-    OS.pwrite(reinterpret_cast<char *>(&Val), sizeof(Val),
-              offsetof(ELF::Elf64_Ehdr, e_shoff));
+    getStream().pwrite(reinterpret_cast<char *>(&Val), sizeof(Val),
+                       offsetof(ELF::Elf64_Ehdr, e_shoff));
     NumSectionsOffset = offsetof(ELF::Elf64_Ehdr, e_shnum);
   } else {
     uint32_t Val = SectionHeaderOffset;
     if (sys::IsLittleEndianHost != IsLittleEndian)
       sys::swapByteOrder(Val);
-    OS.pwrite(reinterpret_cast<char *>(&Val), sizeof(Val),
-              offsetof(ELF::Elf32_Ehdr, e_shoff));
+    getStream().pwrite(reinterpret_cast<char *>(&Val), sizeof(Val),
+                       offsetof(ELF::Elf32_Ehdr, e_shoff));
     NumSectionsOffset = offsetof(ELF::Elf32_Ehdr, e_shnum);
   }
-  OS.pwrite(reinterpret_cast<char *>(&NumSections), sizeof(NumSections),
-            NumSectionsOffset);
+  getStream().pwrite(reinterpret_cast<char *>(&NumSections),
+                     sizeof(NumSections), NumSectionsOffset);
 }
 
-bool ELFObjectWriter::IsSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(
-    const MCAssembler &Asm, const MCSymbol &SymA, const MCFragment &FB,
+bool ELFObjectWriter::isSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(
+    const MCAssembler &Asm, const MCSymbol &SA, const MCFragment &FB,
     bool InSet, bool IsPCRel) const {
+  const auto &SymA = cast<MCSymbolELF>(SA);
   if (IsPCRel) {
     assert(!InSet);
-    if (::isWeak(SymA.getData()))
+    if (::isWeak(SymA))
       return false;
   }
-  return MCObjectWriter::IsSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(Asm, SymA, FB,
+  return MCObjectWriter::isSymbolRefDifferenceFullyResolvedImpl(Asm, SymA, FB,
                                                                 InSet, IsPCRel);
 }
 
-bool ELFObjectWriter::isWeak(const MCSymbolData &SD) const {
-  if (::isWeak(SD))
+bool ELFObjectWriter::isWeak(const MCSymbol &S) const {
+  const auto &Sym = cast<MCSymbolELF>(S);
+  if (::isWeak(Sym))
     return true;
 
   // It is invalid to replace a reference to a global in a comdat
@@ -1489,10 +1334,9 @@ bool ELFObjectWriter::isWeak(const MCSymbolData &SD) const {
   // We could try to return false for more cases, like the reference
   // being in the same comdat or Sym being an alias to another global,
   // but it is not clear if it is worth the effort.
-  if (MCELF::GetBinding(SD) != ELF::STB_GLOBAL)
+  if (Sym.getBinding() != ELF::STB_GLOBAL)
     return false;
 
-  const MCSymbol &Sym = SD.getSymbol();
   if (!Sym.isInSection())
     return false;