The variable "Value" is carefully set to Layout.getSymbolAddress,
[oota-llvm.git] / lib / MC / MachObjectWriter.cpp
index 4b0077efb0c24ad47245b66143519805afb07433..fbe068b58ec85dabd7f7a15a0e016c3af3be1c35 100644 (file)
 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
 #include "llvm/ADT/Twine.h"
 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
+#include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
+#include "llvm/MC/MCMachOSymbolFlags.h"
 #include "llvm/MC/MCValue.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/MachO.h"
@@ -34,6 +36,7 @@ static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
   case FK_Data_2: return 1;
   case X86::reloc_pcrel_4byte:
   case X86::reloc_riprel_4byte:
+  case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
   case FK_Data_4: return 2;
   case FK_Data_8: return 3;
   }
@@ -46,10 +49,30 @@ static bool isFixupKindPCRel(unsigned Kind) {
   case X86::reloc_pcrel_1byte:
   case X86::reloc_pcrel_4byte:
   case X86::reloc_riprel_4byte:
+  case X86::reloc_riprel_4byte_movq_load:
     return true;
   }
 }
 
+static bool isFixupKindRIPRel(unsigned Kind) {
+  return Kind == X86::reloc_riprel_4byte ||
+    Kind == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load;
+}
+
+static bool doesSymbolRequireExternRelocation(MCSymbolData *SD) {
+  // Undefined symbols are always extern.
+  if (SD->Symbol->isUndefined())
+    return true;
+
+  // References to weak definitions require external relocation entries; the
+  // definition may not always be the one in the same object file.
+  if (SD->getFlags() & SF_WeakDefinition)
+    return true;
+
+  // Otherwise, we can use an internal relocation.
+  return false;
+}
+
 namespace {
 
 class MachObjectWriterImpl {
@@ -122,7 +145,22 @@ class MachObjectWriterImpl {
     RIT_Pair                = 1,
     RIT_Difference          = 2,
     RIT_PreboundLazyPointer = 3,
-    RIT_LocalDifference     = 4
+    RIT_LocalDifference     = 4,
+    RIT_TLV                 = 5
+  };
+
+  /// X86_64 uses its own relocation types.
+  enum RelocationInfoTypeX86_64 {
+    RIT_X86_64_Unsigned   = 0,
+    RIT_X86_64_Signed     = 1,
+    RIT_X86_64_Branch     = 2,
+    RIT_X86_64_GOTLoad    = 3,
+    RIT_X86_64_GOT        = 4,
+    RIT_X86_64_Subtractor = 5,
+    RIT_X86_64_Signed1    = 6,
+    RIT_X86_64_Signed2    = 7,
+    RIT_X86_64_Signed4    = 8,
+    RIT_X86_64_TLV        = 9
   };
 
   /// MachSymbolData - Helper struct for containing some precomputed information
@@ -134,8 +172,8 @@ class MachObjectWriterImpl {
 
     // Support lexicographic sorting.
     bool operator<(const MachSymbolData &RHS) const {
-      const std::string &Name = SymbolData->getSymbol().getName();
-      return Name < RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
+      return SymbolData->getSymbol().getName() <
+             RHS.SymbolData->getSymbol().getName();
     }
   };
 
@@ -149,6 +187,7 @@ class MachObjectWriterImpl {
 
   llvm::DenseMap<const MCSectionData*,
                  std::vector<MachRelocationEntry> > Relocations;
+  llvm::DenseMap<const MCSectionData*, unsigned> IndirectSymBase;
 
   /// @}
   /// @name Symbol Table Data
@@ -251,12 +290,14 @@ public:
     assert(OS.tell() - Start == SegmentLoadCommandSize);
   }
 
-  void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCSectionData &SD,
-                    uint64_t FileOffset, uint64_t RelocationsStart,
-                    unsigned NumRelocations) {
+  void WriteSection(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
+                    const MCSectionData &SD, uint64_t FileOffset,
+                    uint64_t RelocationsStart, unsigned NumRelocations) {
+    uint64_t SectionSize = Layout.getSectionSize(&SD);
+
     // The offset is unused for virtual sections.
     if (Asm.getBackend().isVirtualSection(SD.getSection())) {
-      assert(SD.getFileSize() == 0 && "Invalid file size!");
+      assert(Layout.getSectionFileSize(&SD) == 0 && "Invalid file size!");
       FileOffset = 0;
     }
 
@@ -266,17 +307,15 @@ public:
     uint64_t Start = OS.tell();
     (void) Start;
 
-    // FIXME: cast<> support!
-    const MCSectionMachO &Section =
-      static_cast<const MCSectionMachO&>(SD.getSection());
+    const MCSectionMachO &Section = cast<MCSectionMachO>(SD.getSection());
     WriteBytes(Section.getSectionName(), 16);
     WriteBytes(Section.getSegmentName(), 16);
     if (Is64Bit) {
-      Write64(SD.getAddress()); // address
-      Write64(SD.getSize()); // size
+      Write64(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
+      Write64(SectionSize); // size
     } else {
-      Write32(SD.getAddress()); // address
-      Write32(SD.getSize()); // size
+      Write32(Layout.getSectionAddress(&SD)); // address
+      Write32(SectionSize); // size
     }
     Write32(FileOffset);
 
@@ -289,7 +328,7 @@ public:
     Write32(NumRelocations ? RelocationsStart : 0);
     Write32(NumRelocations);
     Write32(Flags);
-    Write32(0); // reserved1
+    Write32(IndirectSymBase.lookup(&SD)); // reserved1
     Write32(Section.getStubSize()); // reserved2
     if (Is64Bit)
       Write32(0); // reserved3
@@ -352,7 +391,7 @@ public:
     assert(OS.tell() - Start == DysymtabLoadCommandSize);
   }
 
-  void WriteNlist(MachSymbolData &MSD) {
+  void WriteNlist(MachSymbolData &MSD, const MCAsmLayout &Layout) {
     MCSymbolData &Data = *MSD.SymbolData;
     const MCSymbol &Symbol = Data.getSymbol();
     uint8_t Type = 0;
@@ -381,9 +420,9 @@ public:
     // Compute the symbol address.
     if (Symbol.isDefined()) {
       if (Symbol.isAbsolute()) {
-        llvm_unreachable("FIXME: Not yet implemented!");
+        Address = cast<MCConstantExpr>(Symbol.getVariableValue())->getValue();
       } else {
-        Address = Data.getAddress();
+        Address = Layout.getSymbolAddress(&Data);
       }
     } else if (Data.isCommon()) {
       // Common symbols are encoded with the size in the address
@@ -395,7 +434,7 @@ public:
         unsigned Log2Size = Log2_32(Align);
         assert((1U << Log2Size) == Align && "Invalid 'common' alignment!");
         if (Log2Size > 15)
-          llvm_report_error("invalid 'common' alignment '" +
+          report_fatal_error("invalid 'common' alignment '" +
                             Twine(Align) + "'");
         // FIXME: Keep this mask with the SymbolFlags enumeration.
         Flags = (Flags & 0xF0FF) | (Log2Size << 8);
@@ -417,13 +456,237 @@ public:
       Write32(Address);
   }
 
+  // FIXME: We really need to improve the relocation validation. Basically, we
+  // want to implement a separate computation which evaluates the relocation
+  // entry as the linker would, and verifies that the resultant fixup value is
+  // exactly what the encoder wanted. This will catch several classes of
+  // problems:
+  //
+  //  - Relocation entry bugs, the two algorithms are unlikely to have the same
+  //    exact bug.
+  //
+  //  - Relaxation issues, where we forget to relax something.
+  //
+  //  - Input errors, where something cannot be correctly encoded. 'as' allows
+  //    these through in many cases.
+
+  void RecordX86_64Relocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
+                              const MCFragment *Fragment,
+                              const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
+                              uint64_t &FixedValue) {
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned IsRIPRel = isFixupKindRIPRel(Fixup.getKind());
+    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
+
+    // See <reloc.h>.
+    uint32_t FixupOffset =
+      Layout.getFragmentOffset(Fragment) + Fixup.getOffset();
+    uint32_t FixupAddress =
+      Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
+    int64_t Value = 0;
+    unsigned Index = 0;
+    unsigned IsExtern = 0;
+    unsigned Type = 0;
+
+    Value = Target.getConstant();
+
+    if (IsPCRel) {
+      // Compensate for the relocation offset, Darwin x86_64 relocations only
+      // have the addend and appear to have attempted to define it to be the
+      // actual expression addend without the PCrel bias. However, instructions
+      // with data following the relocation are not accomodated for (see comment
+      // below regarding SIGNED{1,2,4}), so it isn't exactly that either.
+      Value += 1LL << Log2Size;
+    }
+
+    if (Target.isAbsolute()) { // constant
+      // SymbolNum of 0 indicates the absolute section.
+      Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+      Index = 0;
+
+      // FIXME: I believe this is broken, I don't think the linker can
+      // understand it. I think it would require a local relocation, but I'm not
+      // sure if that would work either. The official way to get an absolute
+      // PCrel relocation is to use an absolute symbol (which we don't support
+      // yet).
+      if (IsPCRel) {
+        IsExtern = 1;
+        Type = RIT_X86_64_Branch;
+      }
+    } else if (Target.getSymB()) { // A - B + constant
+      const MCSymbol *A = &Target.getSymA()->getSymbol();
+      MCSymbolData &A_SD = Asm.getSymbolData(*A);
+      const MCSymbolData *A_Base = Asm.getAtom(Layout, &A_SD);
+
+      const MCSymbol *B = &Target.getSymB()->getSymbol();
+      MCSymbolData &B_SD = Asm.getSymbolData(*B);
+      const MCSymbolData *B_Base = Asm.getAtom(Layout, &B_SD);
+
+      // Neither symbol can be modified.
+      if (Target.getSymA()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None ||
+          Target.getSymB()->getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
+        report_fatal_error("unsupported relocation of modified symbol");
+
+      // We don't support PCrel relocations of differences. Darwin 'as' doesn't
+      // implement most of these correctly.
+      if (IsPCRel)
+        report_fatal_error("unsupported pc-relative relocation of difference");
+
+      // We don't currently support any situation where one or both of the
+      // symbols would require a local relocation. This is almost certainly
+      // unused and may not be possible to encode correctly.
+      if (!A_Base || !B_Base)
+        report_fatal_error("unsupported local relocations in difference");
+
+      // Darwin 'as' doesn't emit correct relocations for this (it ends up with
+      // a single SIGNED relocation); reject it for now.
+      if (A_Base == B_Base)
+        report_fatal_error("unsupported relocation with identical base");
+
+      Value += Layout.getSymbolAddress(&A_SD) - Layout.getSymbolAddress(A_Base);
+      Value -= Layout.getSymbolAddress(&B_SD) - Layout.getSymbolAddress(B_Base);
+
+      Index = A_Base->getIndex();
+      IsExtern = 1;
+      Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+
+      MachRelocationEntry MRE;
+      MRE.Word0 = FixupOffset;
+      MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
+                   (IsPCRel   << 24) |
+                   (Log2Size  << 25) |
+                   (IsExtern  << 27) |
+                   (Type      << 28));
+      Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
+
+      Index = B_Base->getIndex();
+      IsExtern = 1;
+      Type = RIT_X86_64_Subtractor;
+    } else {
+      const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
+      MCSymbolData &SD = Asm.getSymbolData(*Symbol);
+      const MCSymbolData *Base = Asm.getAtom(Layout, &SD);
+
+      // Relocations inside debug sections always use local relocations when
+      // possible. This seems to be done because the debugger doesn't fully
+      // understand x86_64 relocation entries, and expects to find values that
+      // have already been fixed up.
+      if (Symbol->isInSection()) {
+        const MCSectionMachO &Section = static_cast<const MCSectionMachO&>(
+          Fragment->getParent()->getSection());
+        if (Section.hasAttribute(MCSectionMachO::S_ATTR_DEBUG))
+          Base = 0;
+      }
+
+      // x86_64 almost always uses external relocations, except when there is no
+      // symbol to use as a base address (a local symbol with no preceeding
+      // non-local symbol).
+      if (Base) {
+        Index = Base->getIndex();
+        IsExtern = 1;
+
+        // Add the local offset, if needed.
+        if (Base != &SD)
+          Value += Layout.getSymbolAddress(&SD) - Layout.getSymbolAddress(Base);
+      } else if (Symbol->isInSection()) {
+        // The index is the section ordinal (1-based).
+        Index = SD.getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
+        IsExtern = 0;
+        Value += Layout.getSymbolAddress(&SD);
+
+        if (IsPCRel)
+          Value -= FixupAddress + (1 << Log2Size);
+      } else {
+        report_fatal_error("unsupported relocation of undefined symbol '" +
+                           Symbol->getName() + "'");
+      }
+
+      MCSymbolRefExpr::VariantKind Modifier = Target.getSymA()->getKind();
+      if (IsPCRel) {
+        if (IsRIPRel) {
+          if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
+            // x86_64 distinguishes movq foo@GOTPCREL so that the linker can
+            // rewrite the movq to an leaq at link time if the symbol ends up in
+            // the same linkage unit.
+            if (unsigned(Fixup.getKind()) == X86::reloc_riprel_4byte_movq_load)
+              Type = RIT_X86_64_GOTLoad;
+            else
+              Type = RIT_X86_64_GOT;
+          }  else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
+            Type = RIT_X86_64_TLV;
+          }  else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None) {
+            report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
+          } else {
+            Type = RIT_X86_64_Signed;
+
+            // The Darwin x86_64 relocation format has a problem where it cannot
+            // encode an address (L<foo> + <constant>) which is outside the atom
+            // containing L<foo>. Generally, this shouldn't occur but it does
+            // happen when we have a RIPrel instruction with data following the
+            // relocation entry (e.g., movb $012, L0(%rip)). Even with the PCrel
+            // adjustment Darwin x86_64 uses, the offset is still negative and
+            // the linker has no way to recognize this.
+            //
+            // To work around this, Darwin uses several special relocation types
+            // to indicate the offsets. However, the specification or
+            // implementation of these seems to also be incomplete; they should
+            // adjust the addend as well based on the actual encoded instruction
+            // (the additional bias), but instead appear to just look at the
+            // final offset.
+            switch (-(Target.getConstant() + (1LL << Log2Size))) {
+            case 1: Type = RIT_X86_64_Signed1; break;
+            case 2: Type = RIT_X86_64_Signed2; break;
+            case 4: Type = RIT_X86_64_Signed4; break;
+            }
+          }
+        } else {
+          if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
+            report_fatal_error("unsupported symbol modifier in branch "
+                              "relocation");
+
+          Type = RIT_X86_64_Branch;
+        }
+      } else {
+        if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOT) {
+          Type = RIT_X86_64_GOT;
+        } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL) {
+          // GOTPCREL is allowed as a modifier on non-PCrel instructions, in
+          // which case all we do is set the PCrel bit in the relocation entry;
+          // this is used with exception handling, for example. The source is
+          // required to include any necessary offset directly.
+          Type = RIT_X86_64_GOT;
+          IsPCRel = 1;
+        } else if (Modifier == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
+          report_fatal_error("TLVP symbol modifier should have been rip-rel");
+        } else if (Modifier != MCSymbolRefExpr::VK_None)
+          report_fatal_error("unsupported symbol modifier in relocation");
+        else
+          Type = RIT_X86_64_Unsigned;
+      }
+    }
+
+    // x86_64 always writes custom values into the fixups.
+    FixedValue = Value;
+
+    // struct relocation_info (8 bytes)
+    MachRelocationEntry MRE;
+    MRE.Word0 = FixupOffset;
+    MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
+                 (IsPCRel   << 24) |
+                 (Log2Size  << 25) |
+                 (IsExtern  << 27) |
+                 (Type      << 28));
+    Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
+  }
+
   void RecordScatteredRelocation(const MCAssembler &Asm,
-                                 const MCFragment &Fragment,
-                                 const MCAsmFixup &Fixup, MCValue Target,
+                                 const MCAsmLayout &Layout,
+                                 const MCFragment *Fragment,
+                                 const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                                  uint64_t &FixedValue) {
-    uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
-    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
-    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
+    uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
     unsigned Type = RIT_Vanilla;
 
     // See <reloc.h>.
@@ -431,17 +694,17 @@ public:
     MCSymbolData *A_SD = &Asm.getSymbolData(*A);
 
     if (!A_SD->getFragment())
-      llvm_report_error("symbol '" + A->getName() +
+      report_fatal_error("symbol '" + A->getName() +
                         "' can not be undefined in a subtraction expression");
 
-    uint32_t Value = A_SD->getAddress();
+    uint32_t Value = Layout.getSymbolAddress(A_SD);
     uint32_t Value2 = 0;
 
     if (const MCSymbolRefExpr *B = Target.getSymB()) {
       MCSymbolData *B_SD = &Asm.getSymbolData(B->getSymbol());
 
       if (!B_SD->getFragment())
-        llvm_report_error("symbol '" + B->getSymbol().getName() +
+        report_fatal_error("symbol '" + B->getSymbol().getName() +
                           "' can not be undefined in a subtraction expression");
 
       // Select the appropriate difference relocation type.
@@ -450,7 +713,7 @@ public:
       // relocation types from the linkers point of view, this is done solely
       // for pedantic compatibility with 'as'.
       Type = A_SD->isExternal() ? RIT_Difference : RIT_LocalDifference;
-      Value2 = B_SD->getAddress();
+      Value2 = Layout.getSymbolAddress(B_SD);
     }
 
     // Relocations are written out in reverse order, so the PAIR comes first.
@@ -462,41 +725,104 @@ public:
                    (IsPCRel   << 30) |
                    RF_Scattered);
       MRE.Word1 = Value2;
-      Relocations[Fragment.getParent()].push_back(MRE);
+      Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
     }
 
     MachRelocationEntry MRE;
-    MRE.Word0 = ((Address   <<  0) |
-                 (Type      << 24) |
-                 (Log2Size  << 28) |
-                 (IsPCRel   << 30) |
+    MRE.Word0 = ((FixupOffset <<  0) |
+                 (Type        << 24) |
+                 (Log2Size    << 28) |
+                 (IsPCRel     << 30) |
                  RF_Scattered);
     MRE.Word1 = Value;
-    Relocations[Fragment.getParent()].push_back(MRE);
+    Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
   }
 
-  virtual void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
-                                const MCDataFragment &Fragment,
-                                const MCAsmFixup &Fixup, MCValue Target,
-                                uint64_t &FixedValue) {
-    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.Kind);
-    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.Kind);
+  void RecordTLVPRelocation(const MCAssembler &Asm,
+                            const MCAsmLayout &Layout,
+                            const MCFragment *Fragment,
+                            const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
+                            uint64_t &FixedValue) {
+    assert(Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP &&
+           !Is64Bit &&
+           "Should only be called with a 32-bit TLVP relocation!");
+
+    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
+    uint32_t Value = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
+    unsigned IsPCRel = 0;
+
+    // Get the symbol data.
+    MCSymbolData *SD_A = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
+    unsigned Index = SD_A->getIndex();
+
+    // We're only going to have a second symbol in pic mode and it'll be a
+    // subtraction from the picbase. For 32-bit pic the addend is the difference
+    // between the picbase and the next address.  For 32-bit static the addend
+    // is zero.
+    if (Target.getSymB()) {
+      // If this is a subtraction then we're pcrel.
+      uint32_t FixupAddress =
+      Layout.getFragmentAddress(Fragment) + Fixup.getOffset();
+      MCSymbolData *SD_B = &Asm.getSymbolData(Target.getSymB()->getSymbol());
+      IsPCRel = 1;
+      FixedValue = (FixupAddress - Layout.getSymbolAddress(SD_B) +
+                    Target.getConstant());
+      FixedValue += 1 << Log2Size;
+    } else {
+      FixedValue = 0;
+    }
+    
+    // struct relocation_info (8 bytes)
+    MachRelocationEntry MRE;
+    MRE.Word0 = Value;
+    MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
+                 (IsPCRel   << 24) |
+                 (Log2Size  << 25) |
+                 (1         << 27) | // Extern
+                 (RIT_TLV   << 28)); // Type
+    Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
+  }
+  
+  void RecordRelocation(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
+                        const MCFragment *Fragment, const MCFixup &Fixup,
+                        MCValue Target, uint64_t &FixedValue) {
+    if (Is64Bit) {
+      RecordX86_64Relocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
+      return;
+    }
 
+    unsigned IsPCRel = isFixupKindPCRel(Fixup.getKind());
+    unsigned Log2Size = getFixupKindLog2Size(Fixup.getKind());
+
+    // If this is a 32-bit TLVP reloc it's handled a bit differently.
+    if (Target.getSymA()->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP) {
+      RecordTLVPRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
+      return;
+    }
+    
     // If this is a difference or a defined symbol plus an offset, then we need
     // a scattered relocation entry.
+    // Differences always require scattered relocations.
+    if (Target.getSymB())
+        return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
+                                         Target, FixedValue);
+
+    // Get the symbol data, if any.
+    MCSymbolData *SD = 0;
+    if (Target.getSymA())
+      SD = &Asm.getSymbolData(Target.getSymA()->getSymbol());
+
+    // If this is an internal relocation with an offset, it also needs a
+    // scattered relocation entry.
     uint32_t Offset = Target.getConstant();
     if (IsPCRel)
       Offset += 1 << Log2Size;
-    if (Target.getSymB() ||
-        (Target.getSymA() && !Target.getSymA()->getSymbol().isUndefined() &&
-         Offset)) {
-      RecordScatteredRelocation(Asm, Fragment, Fixup, Target, FixedValue);
-      return;
-    }
+    if (Offset && SD && !doesSymbolRequireExternRelocation(SD))
+      return RecordScatteredRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
+                                       Target, FixedValue);
 
     // See <reloc.h>.
-    uint32_t Address = Fragment.getOffset() + Fixup.Offset;
-    uint32_t Value = 0;
+    uint32_t FixupOffset = Layout.getFragmentOffset(Fragment)+Fixup.getOffset();
     unsigned Index = 0;
     unsigned IsExtern = 0;
     unsigned Type = 0;
@@ -507,26 +833,19 @@ public:
       // FIXME: Currently, these are never generated (see code below). I cannot
       // find a case where they are actually emitted.
       Type = RIT_Vanilla;
-      Value = 0;
     } else {
-      const MCSymbol *Symbol = &Target.getSymA()->getSymbol();
-      MCSymbolData *SD = &Asm.getSymbolData(*Symbol);
-
-      if (Symbol->isUndefined()) {
+      // Check whether we need an external or internal relocation.
+      if (doesSymbolRequireExternRelocation(SD)) {
         IsExtern = 1;
         Index = SD->getIndex();
-        Value = 0;
+        // For external relocations, make sure to offset the fixup value to
+        // compensate for the addend of the symbol address, if it was
+        // undefined. This occurs with weak definitions, for example.
+        if (!SD->Symbol->isUndefined())
+          FixedValue -= Layout.getSymbolAddress(SD);
       } else {
-        // The index is the section ordinal.
-        //
-        // FIXME: O(N)
-        Index = 1;
-        MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(), ie = Asm.end();
-        for (; it != ie; ++it, ++Index)
-          if (&*it == SD->getFragment()->getParent())
-            break;
-        assert(it != ie && "Unable to find section index!");
-        Value = SD->getAddress();
+        // The index is the section ordinal (1-based).
+        Index = SD->getFragment()->getParent()->getOrdinal() + 1;
       }
 
       Type = RIT_Vanilla;
@@ -534,13 +853,13 @@ public:
 
     // struct relocation_info (8 bytes)
     MachRelocationEntry MRE;
-    MRE.Word0 = Address;
+    MRE.Word0 = FixupOffset;
     MRE.Word1 = ((Index     <<  0) |
                  (IsPCRel   << 24) |
                  (Log2Size  << 25) |
                  (IsExtern  << 27) |
                  (Type      << 28));
-    Relocations[Fragment.getParent()].push_back(MRE);
+    Relocations[Fragment->getParent()].push_back(MRE);
   }
 
   void BindIndirectSymbols(MCAssembler &Asm) {
@@ -552,29 +871,37 @@ public:
     // FIXME: Revisit this when the dust settles.
 
     // Bind non lazy symbol pointers first.
+    unsigned IndirectIndex = 0;
     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
-           ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
-      // FIXME: cast<> support!
+           ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
       const MCSectionMachO &Section =
-        static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
+        cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 
       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS)
         continue;
 
+      // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
+      if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
+        IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
+      
       Asm.getOrCreateSymbolData(*it->Symbol);
     }
 
     // Then lazy symbol pointers and symbol stubs.
+    IndirectIndex = 0;
     for (MCAssembler::indirect_symbol_iterator it = Asm.indirect_symbol_begin(),
-           ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it) {
-      // FIXME: cast<> support!
+           ie = Asm.indirect_symbol_end(); it != ie; ++it, ++IndirectIndex) {
       const MCSectionMachO &Section =
-        static_cast<const MCSectionMachO&>(it->SectionData->getSection());
+        cast<MCSectionMachO>(it->SectionData->getSection());
 
       if (Section.getType() != MCSectionMachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS &&
           Section.getType() != MCSectionMachO::S_SYMBOL_STUBS)
         continue;
 
+      // Initialize the section indirect symbol base, if necessary.
+      if (!IndirectSymBase.count(it->SectionData))
+        IndirectSymBase[it->SectionData] = IndirectIndex;
+
       // Set the symbol type to undefined lazy, but only on construction.
       //
       // FIXME: Do not hardcode.
@@ -618,7 +945,7 @@ public:
       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 
       // Ignore non-linker visible symbols.
-      if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it))
+      if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
         continue;
 
       if (!it->isExternal() && !Symbol.isUndefined())
@@ -654,7 +981,7 @@ public:
       const MCSymbol &Symbol = it->getSymbol();
 
       // Ignore non-linker visible symbols.
-      if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it))
+      if (!Asm.isSymbolLinkerVisible(it->getSymbol()))
         continue;
 
       if (it->isExternal() || Symbol.isUndefined())
@@ -699,7 +1026,7 @@ public:
       StringTable += '\x00';
   }
 
-  virtual void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
+  void ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
     // Create symbol data for any indirect symbols.
     BindIndirectSymbols(Asm);
 
@@ -708,7 +1035,7 @@ public:
                        UndefinedSymbolData);
   }
 
-  virtual void WriteObject(const MCAssembler &Asm) {
+  void WriteObject(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout) {
     unsigned NumSections = Asm.size();
 
     // The section data starts after the header, the segment load command (and
@@ -736,16 +1063,17 @@ public:
     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
       const MCSectionData &SD = *it;
+      uint64_t Address = Layout.getSectionAddress(&SD);
+      uint64_t Size = Layout.getSectionSize(&SD);
+      uint64_t FileSize = Layout.getSectionFileSize(&SD);
 
-      VMSize = std::max(VMSize, SD.getAddress() + SD.getSize());
+      VMSize = std::max(VMSize, Address + Size);
 
       if (Asm.getBackend().isVirtualSection(SD.getSection()))
         continue;
 
-      SectionDataSize = std::max(SectionDataSize,
-                                 SD.getAddress() + SD.getSize());
-      SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize,
-                                     SD.getAddress() + SD.getFileSize());
+      SectionDataSize = std::max(SectionDataSize, Address + Size);
+      SectionDataFileSize = std::max(SectionDataFileSize, Address + FileSize);
     }
 
     // The section data is padded to 4 bytes.
@@ -766,8 +1094,8 @@ public:
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it) {
       std::vector<MachRelocationEntry> &Relocs = Relocations[it];
       unsigned NumRelocs = Relocs.size();
-      uint64_t SectionStart = SectionDataStart + it->getAddress();
-      WriteSection(Asm, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
+      uint64_t SectionStart = SectionDataStart + Layout.getSectionAddress(it);
+      WriteSection(Asm, Layout, *it, SectionStart, RelocTableEnd, NumRelocs);
       RelocTableEnd += NumRelocs * RelocationInfoSize;
     }
 
@@ -808,7 +1136,7 @@ public:
     // Write the actual section data.
     for (MCAssembler::const_iterator it = Asm.begin(),
            ie = Asm.end(); it != ie; ++it)
-      Asm.WriteSectionData(it, Writer);
+      Asm.WriteSectionData(it, Layout, Writer);
 
     // Write the extra padding.
     WriteZeros(SectionDataPadding);
@@ -854,11 +1182,11 @@ public:
 
       // Write the symbol table entries.
       for (unsigned i = 0, e = LocalSymbolData.size(); i != e; ++i)
-        WriteNlist(LocalSymbolData[i]);
+        WriteNlist(LocalSymbolData[i], Layout);
       for (unsigned i = 0, e = ExternalSymbolData.size(); i != e; ++i)
-        WriteNlist(ExternalSymbolData[i]);
+        WriteNlist(ExternalSymbolData[i], Layout);
       for (unsigned i = 0, e = UndefinedSymbolData.size(); i != e; ++i)
-        WriteNlist(UndefinedSymbolData[i]);
+        WriteNlist(UndefinedSymbolData[i], Layout);
 
       // Write the string table.
       OS << StringTable.str();
@@ -885,13 +1213,15 @@ void MachObjectWriter::ExecutePostLayoutBinding(MCAssembler &Asm) {
 }
 
 void MachObjectWriter::RecordRelocation(const MCAssembler &Asm,
-                                        const MCDataFragment &Fragment,
-                                        const MCAsmFixup &Fixup, MCValue Target,
+                                        const MCAsmLayout &Layout,
+                                        const MCFragment *Fragment,
+                                        const MCFixup &Fixup, MCValue Target,
                                         uint64_t &FixedValue) {
-  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->RecordRelocation(Asm, Fragment, Fixup,
+  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->RecordRelocation(Asm, Layout, Fragment, Fixup,
                                                    Target, FixedValue);
 }
 
-void MachObjectWriter::WriteObject(const MCAssembler &Asm) {
-  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->WriteObject(Asm);
+void MachObjectWriter::WriteObject(const MCAssembler &Asm,
+                                   const MCAsmLayout &Layout) {
+  ((MachObjectWriterImpl*) Impl)->WriteObject(Asm, Layout);
 }