Add WoA object file emission support
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / MCTargetDesc / ARMAsmBackend.cpp
index ab40f45c952e46e839774d3ffb1e744d681db00b..aade4328db37fa25bc6501020f81d3000a48c02c 100644 (file)
@@ -8,10 +8,13 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
+#include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
 #include "MCTargetDesc/ARMBaseInfo.h"
 #include "MCTargetDesc/ARMFixupKinds.h"
-#include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
+#include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
+#include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
+#include "llvm/MC/MCContext.h"
 #include "llvm/MC/MCDirectives.h"
 #include "llvm/MC/MCELFObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
-#include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
 #include "llvm/MC/MCValue.h"
-#include "llvm/Object/MachOFormat.h"
 #include "llvm/Support/ELF.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/MachO.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 using namespace llvm;
 
@@ -39,24 +41,27 @@ public:
 
 class ARMAsmBackend : public MCAsmBackend {
   const MCSubtargetInfo* STI;
-  bool isThumbMode;  // Currently emitting Thumb code.
+  bool isThumbMode;     // Currently emitting Thumb code.
+  bool IsLittleEndian;  // Big or little endian.
 public:
-  ARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT)
+  ARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT, bool IsLittle)
     : MCAsmBackend(), STI(ARM_MC::createARMMCSubtargetInfo(TT, "", "")),
-      isThumbMode(TT.startswith("thumb")) {}
+      isThumbMode(TT.startswith("thumb")), IsLittleEndian(IsLittle) {}
 
   ~ARMAsmBackend() {
     delete STI;
   }
 
-  unsigned getNumFixupKinds() const { return ARM::NumTargetFixupKinds; }
+  unsigned getNumFixupKinds() const override {
+    return ARM::NumTargetFixupKinds;
+  }
 
   bool hasNOP() const {
     return (STI->getFeatureBits() & ARM::HasV6T2Ops) != 0;
   }
 
-  const MCFixupKindInfo &getFixupKindInfo(MCFixupKind Kind) const {
-    const static MCFixupKindInfo Infos[ARM::NumTargetFixupKinds] = {
+  const MCFixupKindInfo &getFixupKindInfo(MCFixupKind Kind) const override {
+    const static MCFixupKindInfo InfosLE[ARM::NumTargetFixupKinds] = {
 // This table *must* be in the order that the fixup_* kinds are defined in
 // ARMFixupKinds.h.
 //
@@ -78,22 +83,57 @@ public:
 { "fixup_t2_condbranch",     0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_t2_uncondbranch",   0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_arm_thumb_br",      0,            16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
-{ "fixup_arm_bl",            0,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_uncondbl",      0,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_condbl",        0,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_arm_blx",           0,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_arm_thumb_bl",      0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_arm_thumb_blx",     0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 { "fixup_arm_thumb_cb",      0,            16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
-{ "fixup_arm_thumb_cp",      0,             8,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_cp",      0,             8,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 { "fixup_arm_thumb_bcc",     0,             8,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 // movw / movt: 16-bits immediate but scattered into two chunks 0 - 12, 16 - 19.
 { "fixup_arm_movt_hi16",     0,            20,  0 },
 { "fixup_arm_movw_lo16",     0,            20,  0 },
 { "fixup_t2_movt_hi16",      0,            20,  0 },
 { "fixup_t2_movw_lo16",      0,            20,  0 },
-{ "fixup_arm_movt_hi16_pcrel", 0,          20,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
-{ "fixup_arm_movw_lo16_pcrel", 0,          20,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
-{ "fixup_t2_movt_hi16_pcrel", 0,           20,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
-{ "fixup_t2_movw_lo16_pcrel", 0,           20,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+    };
+    const static MCFixupKindInfo InfosBE[ARM::NumTargetFixupKinds] = {
+// This table *must* be in the order that the fixup_* kinds are defined in
+// ARMFixupKinds.h.
+//
+// Name                      Offset (bits) Size (bits)     Flags
+{ "fixup_arm_ldst_pcrel_12", 0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_t2_ldst_pcrel_12",  0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
+{ "fixup_arm_pcrel_10_unscaled", 0,        32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_pcrel_10",      0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_t2_pcrel_10",       0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
+{ "fixup_thumb_adr_pcrel_10",8,            8,   MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
+{ "fixup_arm_adr_pcrel_12",  0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_t2_adr_pcrel_12",   0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
+{ "fixup_arm_condbranch",    8,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_uncondbranch",  8,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_t2_condbranch",     0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_t2_uncondbranch",   0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_br",      0,            16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_uncondbl",      8,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_condbl",        8,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_blx",           8,            24,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_bl",      0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_blx",     0,            32,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_cb",      0,            16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+{ "fixup_arm_thumb_cp",      8,             8,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
+                                   MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
+{ "fixup_arm_thumb_bcc",     8,             8,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
+// movw / movt: 16-bits immediate but scattered into two chunks 0 - 12, 16 - 19.
+{ "fixup_arm_movt_hi16",     12,           20,  0 },
+{ "fixup_arm_movw_lo16",     12,           20,  0 },
+{ "fixup_t2_movt_hi16",      12,           20,  0 },
+{ "fixup_t2_movw_lo16",      12,           20,  0 },
     };
 
     if (Kind < FirstTargetFixupKind)
@@ -101,49 +141,31 @@ public:
 
     assert(unsigned(Kind - FirstTargetFixupKind) < getNumFixupKinds() &&
            "Invalid kind!");
-    return Infos[Kind - FirstTargetFixupKind];
+    return (IsLittleEndian ? InfosLE : InfosBE)[Kind - FirstTargetFixupKind];
   }
 
   /// processFixupValue - Target hook to process the literal value of a fixup
   /// if necessary.
   void processFixupValue(const MCAssembler &Asm, const MCAsmLayout &Layout,
                          const MCFixup &Fixup, const MCFragment *DF,
-                         MCValue &Target, uint64_t &Value,
-                         bool &IsResolved) {
-    const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA();
-    // Some fixups to thumb function symbols need the low bit (thumb bit)
-    // twiddled.
-    if ((unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12 &&
-        (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12 &&
-        (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_thumb_cp) {
-      if (A) {
-        const MCSymbol &Sym = A->getSymbol().AliasedSymbol();
-        if (Asm.isThumbFunc(&Sym))
-          Value |= 1;
-      }
-    }
-    // We must always generate a relocation for BL/BLX instructions if we have
-    // a symbol to reference, as the linker relies on knowing the destination
-    // symbol's thumb-ness to get interworking right.
-    if (A && ((unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_blx ||
-              (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_bl ||
-              (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_blx ||
-              (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_bl))
-      IsResolved = false;
-  }
+                         const MCValue &Target, uint64_t &Value,
+                         bool &IsResolved) override;
+
+
+  void applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data, unsigned DataSize,
+                  uint64_t Value, bool IsPCRel) const override;
 
-  bool mayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const;
+  bool mayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const override;
 
-  bool fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup,
-                            uint64_t Value,
-                            const MCInstFragment *DF,
-                            const MCAsmLayout &Layout) const;
+  bool fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup, uint64_t Value,
+                            const MCRelaxableFragment *DF,
+                            const MCAsmLayout &Layout) const override;
 
-  void relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const;
+  void relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const override;
 
-  bool writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const;
+  bool writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const override;
 
-  void handleAssemblerFlag(MCAssemblerFlag Flag) {
+  void handleAssemblerFlag(MCAssemblerFlag Flag) override {
     switch (Flag) {
     default: break;
     case MCAF_Code16:
@@ -158,6 +180,7 @@ public:
   unsigned getPointerSize() const { return 4; }
   bool isThumb() const { return isThumbMode; }
   void setIsThumb(bool it) { isThumbMode = it; }
+  bool isLittle() const { return IsLittleEndian; }
 };
 } // end anonymous namespace
 
@@ -165,9 +188,11 @@ static unsigned getRelaxedOpcode(unsigned Op) {
   switch (Op) {
   default: return Op;
   case ARM::tBcc:       return ARM::t2Bcc;
-  case ARM::tLDRpciASM: return ARM::t2LDRpci;
+  case ARM::tLDRpci:    return ARM::t2LDRpci;
   case ARM::tADR:       return ARM::t2ADR;
   case ARM::tB:         return ARM::t2B;
+  case ARM::tCBZ:       return ARM::tHINT;
+  case ARM::tCBNZ:      return ARM::tHINT;
   }
 }
 
@@ -179,7 +204,7 @@ bool ARMAsmBackend::mayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const {
 
 bool ARMAsmBackend::fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup,
                                          uint64_t Value,
-                                         const MCInstFragment *DF,
+                                         const MCRelaxableFragment *DF,
                                          const MCAsmLayout &Layout) const {
   switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
   case ARM::fixup_arm_thumb_br: {
@@ -209,6 +234,12 @@ bool ARMAsmBackend::fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup,
     int64_t Offset = int64_t(Value) - 4;
     return Offset > 1020 || Offset < 0 || Offset & 3;
   }
+  case ARM::fixup_arm_thumb_cb:
+    // If we have a Thumb CBZ or CBNZ instruction and its target is the next
+    // instruction it is is actually out of range for the instruction.
+    // It will be changed to a NOP.
+    int64_t Offset = (Value & ~1);
+    return Offset == 2;
   }
   llvm_unreachable("Unexpected fixup kind in fixupNeedsRelaxation()!");
 }
@@ -225,7 +256,18 @@ void ARMAsmBackend::relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
     report_fatal_error("unexpected instruction to relax: " + OS.str());
   }
 
-  // The instructions we're relaxing have (so far) the same operands.
+  // If we are changing Thumb CBZ or CBNZ instruction to a NOP, aka tHINT, we
+  // have to change the operands too.
+  if ((Inst.getOpcode() == ARM::tCBZ || Inst.getOpcode() == ARM::tCBNZ) &&
+      RelaxedOp == ARM::tHINT) {
+    Res.setOpcode(RelaxedOp);
+    Res.addOperand(MCOperand::CreateImm(0));
+    Res.addOperand(MCOperand::CreateImm(14));
+    Res.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));
+    return;
+  } 
+
+  // The rest of instructions we're relaxing have the same operands.
   // We just need to update to the proper opcode.
   Res = Inst;
   Res.setOpcode(RelaxedOp);
@@ -234,7 +276,7 @@ void ARMAsmBackend::relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
 bool ARMAsmBackend::writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
   const uint16_t Thumb1_16bitNopEncoding = 0x46c0; // using MOV r8,r8
   const uint16_t Thumb2_16bitNopEncoding = 0xbf00; // NOP
-  const uint32_t ARMv4_NopEncoding = 0xe1a0000; // using MOV r0,r0
+  const uint32_t ARMv4_NopEncoding = 0xe1a00000; // using MOV r0,r0
   const uint32_t ARMv6T2_NopEncoding = 0xe320f000; // NOP
   if (isThumb()) {
     const uint16_t nopEncoding = hasNOP() ? Thumb2_16bitNopEncoding
@@ -264,7 +306,9 @@ bool ARMAsmBackend::writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
   return true;
 }
 
-static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
+static unsigned adjustFixupValue(const MCFixup &Fixup, uint64_t Value,
+                                 bool IsPCRel, MCContext *Ctx) {
+  unsigned Kind = Fixup.getKind();
   switch (Kind) {
   default:
     llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
@@ -273,11 +317,10 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
   case FK_Data_4:
     return Value;
   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
-    Value >>= 16;
+    if (!IsPCRel)
+      Value >>= 16;
     // Fallthrough
-  case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
-  case ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel:
-  case ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel: {
+  case ARM::fixup_arm_movw_lo16: {
     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
     unsigned Lo12 = Value & 0x0FFF;
     // inst{19-16} = Hi4;
@@ -286,12 +329,10 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
     return Value;
   }
   case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
-    Value >>= 16;
+    if (!IsPCRel)
+      Value >>= 16;
     // Fallthrough
-  case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
-  case ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel:  //FIXME: Shouldn't this be shifted like
-                                       // the other hi16 fixup?
-  case ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel: {
+  case ARM::fixup_t2_movw_lo16: {
     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
     unsigned i = (Value & 0x800) >> 11;
     unsigned Mid3 = (Value & 0x700) >> 8;
@@ -317,7 +358,8 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
       Value = -Value;
       isAdd = false;
     }
-    assert ((Value < 4096) && "Out of range pc-relative fixup value!");
+    if (Ctx && Value >= 4096)
+      Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
     Value |= isAdd << 23;
 
     // Same addressing mode as fixup_arm_pcrel_10,
@@ -340,8 +382,8 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
       Value = -Value;
       opc = 2; // 0b0010
     }
-    assert(ARM_AM::getSOImmVal(Value) != -1 &&
-           "Out of range pc-relative fixup value!");
+    if (Ctx && ARM_AM::getSOImmVal(Value) == -1)
+      Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
     // Encode the immediate and shift the opcode into place.
     return ARM_AM::getSOImmVal(Value) | (opc << 21);
   }
@@ -366,10 +408,14 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
 
   case ARM::fixup_arm_condbranch:
   case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
-  case ARM::fixup_arm_bl:
+  case ARM::fixup_arm_uncondbl:
+  case ARM::fixup_arm_condbl:
   case ARM::fixup_arm_blx:
     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
     // Offset by 8 just as above.
+    if (const MCSymbolRefExpr *SRE = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Fixup.getValue()))
+      if (SRE->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL)
+        return 0;
     return 0xffffff & ((Value - 8) >> 2);
   case ARM::fixup_t2_uncondbranch: {
     Value = Value - 4;
@@ -409,37 +455,65 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
   }
   case ARM::fixup_arm_thumb_bl: {
     // The value doesn't encode the low bit (always zero) and is offset by
-    // four. The value is encoded into disjoint bit positions in the destination
-    // opcode. x = unchanged, I = immediate value bit, S = sign extension bit
+    // four. The 32-bit immediate value is encoded as
+    //   imm32 = SignExtend(S:I1:I2:imm10:imm11:0)
+    // where I1 = NOT(J1 ^ S) and I2 = NOT(J2 ^ S).
+    // The value is encoded into disjoint bit positions in the destination
+    // opcode. x = unchanged, I = immediate value bit, S = sign extension bit,
+    // J = either J1 or J2 bit
     //
-    //   BL:  xxxxxSIIIIIIIIII xxxxxIIIIIIIIIII
+    //   BL:  xxxxxSIIIIIIIIII xxJxJIIIIIIIIIII
     //
     // Note that the halfwords are stored high first, low second; so we need
     // to transpose the fixup value here to map properly.
-    unsigned isNeg = (int64_t(Value - 4) < 0) ? 1 : 0;
+    uint32_t offset = (Value - 4) >> 1;
+    uint32_t signBit = (offset & 0x800000) >> 23;
+    uint32_t I1Bit = (offset & 0x400000) >> 22;
+    uint32_t J1Bit = (I1Bit ^ 0x1) ^ signBit;
+    uint32_t I2Bit = (offset & 0x200000) >> 21;
+    uint32_t J2Bit = (I2Bit ^ 0x1) ^ signBit;
+    uint32_t imm10Bits = (offset & 0x1FF800) >> 11;
+    uint32_t imm11Bits = (offset & 0x000007FF);
+
     uint32_t Binary = 0;
-    Value = 0x3fffff & ((Value - 4) >> 1);
-    Binary  = (Value & 0x7ff) << 16;    // Low imm11 value.
-    Binary |= (Value & 0x1ffc00) >> 11; // High imm10 value.
-    Binary |= isNeg << 10;              // Sign bit.
+    uint32_t firstHalf = (((uint16_t)signBit << 10) | (uint16_t)imm10Bits);
+    uint32_t secondHalf = (((uint16_t)J1Bit << 13) | ((uint16_t)J2Bit << 11) |
+                          (uint16_t)imm11Bits);
+    Binary |= secondHalf << 16;
+    Binary |= firstHalf;
     return Binary;
   }
   case ARM::fixup_arm_thumb_blx: {
     // The value doesn't encode the low two bits (always zero) and is offset by
-    // four (see fixup_arm_thumb_cp). The value is encoded into disjoint bit
-    // positions in the destination opcode. x = unchanged, I = immediate value
-    // bit, S = sign extension bit, 0 = zero.
+    // four (see fixup_arm_thumb_cp). The 32-bit immediate value is encoded as
+    //   imm32 = SignExtend(S:I1:I2:imm10H:imm10L:00)
+    // where I1 = NOT(J1 ^ S) and I2 = NOT(J2 ^ S).
+    // The value is encoded into disjoint bit positions in the destination
+    // opcode. x = unchanged, I = immediate value bit, S = sign extension bit,
+    // J = either J1 or J2 bit, 0 = zero.
     //
-    //   BLX: xxxxxSIIIIIIIIII xxxxxIIIIIIIIII0
+    //   BLX: xxxxxSIIIIIIIIII xxJxJIIIIIIIIII0
     //
     // Note that the halfwords are stored high first, low second; so we need
     // to transpose the fixup value here to map properly.
-    unsigned isNeg = (int64_t(Value-4) < 0) ? 1 : 0;
+    uint32_t offset = (Value - 2) >> 2;
+    if (const MCSymbolRefExpr *SRE = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Fixup.getValue()))
+      if (SRE->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL)
+        offset = 0;
+    uint32_t signBit = (offset & 0x400000) >> 22;
+    uint32_t I1Bit = (offset & 0x200000) >> 21;
+    uint32_t J1Bit = (I1Bit ^ 0x1) ^ signBit;
+    uint32_t I2Bit = (offset & 0x100000) >> 20;
+    uint32_t J2Bit = (I2Bit ^ 0x1) ^ signBit;
+    uint32_t imm10HBits = (offset & 0xFFC00) >> 10;
+    uint32_t imm10LBits = (offset & 0x3FF);
+
     uint32_t Binary = 0;
-    Value = 0xfffff & ((Value - 2) >> 2);
-    Binary  = (Value & 0x3ff) << 17;    // Low imm10L value.
-    Binary |= (Value & 0xffc00) >> 10;  // High imm10H value.
-    Binary |= isNeg << 10;              // Sign bit.
+    uint32_t firstHalf = (((uint16_t)signBit << 10) | (uint16_t)imm10HBits);
+    uint32_t secondHalf = (((uint16_t)J1Bit << 13) | ((uint16_t)J2Bit << 11) |
+                          ((uint16_t)imm10LBits) << 1);
+    Binary |= secondHalf << 16;
+    Binary |= firstHalf;
     return Binary;
   }
   case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
@@ -466,7 +540,10 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
       Value = -Value;
       isAdd = false;
     }
-    assert ((Value < 256) && "Out of range pc-relative fixup value!");
+    // The value has the low 4 bits encoded in [3:0] and the high 4 in [11:8].
+    if (Ctx && Value >= 256)
+      Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
+    Value = (Value & 0xf) | ((Value & 0xf0) << 4);
     return Value | (isAdd << 23);
   }
   case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
@@ -483,7 +560,8 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
     }
     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
     Value >>= 2;
-    assert ((Value < 256) && "Out of range pc-relative fixup value!");
+    if (Ctx && Value >= 256)
+      Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
     Value |= isAdd << 23;
 
     // Same addressing mode as fixup_arm_pcrel_10, but with 16-bit halfwords
@@ -499,62 +577,49 @@ static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
   }
 }
 
-namespace {
-
-// FIXME: This should be in a separate file.
-// ELF is an ELF of course...
-class ELFARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
-public:
-  uint8_t OSABI;
-  ELFARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT,
-                   uint8_t _OSABI)
-    : ARMAsmBackend(T, TT), OSABI(_OSABI) { }
-
-  void applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data, unsigned DataSize,
-                  uint64_t Value) const;
-
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
-    return createARMELFObjectWriter(OS, OSABI);
-  }
-};
-
-// FIXME: Raise this to share code between Darwin and ELF.
-void ELFARMAsmBackend::applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data,
-                                  unsigned DataSize, uint64_t Value) const {
-  unsigned NumBytes = 4;        // FIXME: 2 for Thumb
-  Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
-  if (!Value) return;           // Doesn't change encoding.
-
-  unsigned Offset = Fixup.getOffset();
-
-  // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the bits from
-  // the fixup value. The Value has been "split up" into the appropriate
-  // bitfields above.
-  for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i)
-    Data[Offset + i] |= uint8_t((Value >> (i * 8)) & 0xff);
-}
-
-// FIXME: This should be in a separate file.
-class DarwinARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
-public:
-  const object::mach::CPUSubtypeARM Subtype;
-  DarwinARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT,
-                      object::mach::CPUSubtypeARM st)
-    : ARMAsmBackend(T, TT), Subtype(st) { }
-
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
-    return createARMMachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
-                                     object::mach::CTM_ARM,
-                                     Subtype);
+void ARMAsmBackend::processFixupValue(const MCAssembler &Asm,
+                                      const MCAsmLayout &Layout,
+                                      const MCFixup &Fixup,
+                                      const MCFragment *DF,
+                                      const MCValue &Target, uint64_t &Value,
+                                      bool &IsResolved) {
+  const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA();
+  // Some fixups to thumb function symbols need the low bit (thumb bit)
+  // twiddled.
+  if ((unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12 &&
+      (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12 &&
+      (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12 &&
+      (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10 &&
+      (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12 &&
+      (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_thumb_cp) {
+    if (A) {
+      const MCSymbol &Sym = A->getSymbol().AliasedSymbol();
+      if (Asm.isThumbFunc(&Sym))
+        Value |= 1;
+    }
   }
-
-  void applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data, unsigned DataSize,
-                  uint64_t Value) const;
-
-  virtual bool doesSectionRequireSymbols(const MCSection &Section) const {
-    return false;
+  // For Thumb1 BL instruction, it is possible to be a long jump between
+  // the basic blocks of the same function.  Thus, we would like to resolve
+  // the offset when the destination has the same MCFragment.
+  if (A && (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_bl) {
+    const MCSymbol &Sym = A->getSymbol().AliasedSymbol();
+    const MCSymbolData &SymData = Asm.getSymbolData(Sym);
+    IsResolved = (SymData.getFragment() == DF);
   }
-};
+  // We must always generate a relocation for BL/BLX instructions if we have
+  // a symbol to reference, as the linker relies on knowing the destination
+  // symbol's thumb-ness to get interworking right.
+  if (A && ((unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_blx ||
+            (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_blx ||
+            (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_uncondbl ||
+            (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_condbl))
+    IsResolved = false;
+
+  // Try to get the encoded value for the fixup as-if we're mapping it into
+  // the instruction. This allows adjustFixupValue() to issue a diagnostic
+  // if the value aren't invalid.
+  (void)adjustFixupValue(Fixup, Value, false, &Asm.getContext());
+}
 
 /// getFixupKindNumBytes - The number of bytes the fixup may change.
 static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
@@ -577,7 +642,8 @@ static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
   case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
-  case ARM::fixup_arm_bl:
+  case ARM::fixup_arm_uncondbl:
+  case ARM::fixup_arm_condbl:
   case ARM::fixup_arm_blx:
   case ARM::fixup_arm_condbranch:
   case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
@@ -593,52 +659,181 @@ static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
   case ARM::fixup_arm_thumb_blx:
   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
   case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
-  case ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel:
-  case ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel:
   case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
   case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
-  case ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel:
-  case ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel:
     return 4;
   }
 }
 
-void DarwinARMAsmBackend::applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data,
-                                     unsigned DataSize, uint64_t Value) const {
+/// getFixupKindContainerSizeBytes - The number of bytes of the
+/// container involved in big endian.
+static unsigned getFixupKindContainerSizeBytes(unsigned Kind) {
+  switch (Kind) {
+  default:
+    llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
+
+  case FK_Data_1:
+    return 1;
+  case FK_Data_2:
+    return 2;
+  case FK_Data_4:
+    return 4;
+
+  case ARM::fixup_arm_thumb_bcc:
+  case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
+  case ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10:
+  case ARM::fixup_arm_thumb_br:
+  case ARM::fixup_arm_thumb_cb:
+    // Instruction size is 2 bytes.
+    return 2;
+
+  case ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled:
+  case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
+  case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
+  case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
+  case ARM::fixup_arm_uncondbl:
+  case ARM::fixup_arm_condbl:
+  case ARM::fixup_arm_blx:
+  case ARM::fixup_arm_condbranch:
+  case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
+  case ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12:
+  case ARM::fixup_t2_condbranch:
+  case ARM::fixup_t2_uncondbranch:
+  case ARM::fixup_t2_pcrel_10:
+  case ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12:
+  case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
+  case ARM::fixup_arm_thumb_blx:
+  case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
+  case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
+  case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
+  case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
+    // Instruction size is 4 bytes.
+    return 4;
+  }
+}
+
+void ARMAsmBackend::applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data,
+                               unsigned DataSize, uint64_t Value,
+                               bool IsPCRel) const {
   unsigned NumBytes = getFixupKindNumBytes(Fixup.getKind());
-  Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
+  Value = adjustFixupValue(Fixup, Value, IsPCRel, nullptr);
   if (!Value) return;           // Doesn't change encoding.
 
   unsigned Offset = Fixup.getOffset();
   assert(Offset + NumBytes <= DataSize && "Invalid fixup offset!");
 
-  // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the
-  // bits from the fixup value.
-  for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i)
-    Data[Offset + i] |= uint8_t((Value >> (i * 8)) & 0xff);
+  // Used to point to big endian bytes.
+  unsigned FullSizeBytes;
+  if (!IsLittleEndian)
+    FullSizeBytes = getFixupKindContainerSizeBytes(Fixup.getKind());
+
+  // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the bits from
+  // the fixup value. The Value has been "split up" into the appropriate
+  // bitfields above.
+  for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
+    unsigned Idx = IsLittleEndian ? i : (FullSizeBytes - 1 - i);
+    Data[Offset + Idx] |= uint8_t((Value >> (i * 8)) & 0xff);
+  }
 }
 
+namespace {
+// FIXME: This should be in a separate file.
+class ARMWinCOFFAsmBackend : public ARMAsmBackend {
+public:
+  ARMWinCOFFAsmBackend(const Target &T, const StringRef &Triple)
+    : ARMAsmBackend(T, Triple, true) { }
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+    return createARMWinCOFFObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false);
+  }
+};
+
+// FIXME: This should be in a separate file.
+// ELF is an ELF of course...
+class ELFARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
+public:
+  uint8_t OSABI;
+  ELFARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT,
+                   uint8_t OSABI, bool IsLittle)
+    : ARMAsmBackend(T, TT, IsLittle), OSABI(OSABI) { }
+
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+    return createARMELFObjectWriter(OS, OSABI, isLittle());
+  }
+};
+
+// FIXME: This should be in a separate file.
+class DarwinARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
+public:
+  const MachO::CPUSubTypeARM Subtype;
+  DarwinARMAsmBackend(const Target &T, const StringRef TT,
+                      MachO::CPUSubTypeARM st)
+    : ARMAsmBackend(T, TT, /* IsLittleEndian */ true), Subtype(st) {
+      HasDataInCodeSupport = true;
+    }
+
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+    return createARMMachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
+                                     MachO::CPU_TYPE_ARM,
+                                     Subtype);
+  }
+};
+
 } // end anonymous namespace
 
-MCAsmBackend *llvm::createARMAsmBackend(const Target &T, StringRef TT) {
+MCAsmBackend *llvm::createARMAsmBackend(const Target &T,
+                                        const MCRegisterInfo &MRI,
+                                        StringRef TT, StringRef CPU,
+                                        bool isLittle) {
   Triple TheTriple(TT);
 
-  if (TheTriple.isOSDarwin()) {
-    if (TheTriple.getArchName() == "armv4t" ||
-        TheTriple.getArchName() == "thumbv4t")
-      return new DarwinARMAsmBackend(T, TT, object::mach::CSARM_V4T);
-    else if (TheTriple.getArchName() == "armv5e" ||
-        TheTriple.getArchName() == "thumbv5e")
-      return new DarwinARMAsmBackend(T, TT, object::mach::CSARM_V5TEJ);
-    else if (TheTriple.getArchName() == "armv6" ||
-        TheTriple.getArchName() == "thumbv6")
-      return new DarwinARMAsmBackend(T, TT, object::mach::CSARM_V6);
-    return new DarwinARMAsmBackend(T, TT, object::mach::CSARM_V7);
+  switch (TheTriple.getObjectFormat()) {
+  default: llvm_unreachable("unsupported object format");
+  case Triple::MachO: {
+    MachO::CPUSubTypeARM CS =
+      StringSwitch<MachO::CPUSubTypeARM>(TheTriple.getArchName())
+      .Cases("armv4t", "thumbv4t", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V4T)
+      .Cases("armv5e", "thumbv5e", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V5TEJ)
+      .Cases("armv6", "thumbv6", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V6)
+      .Cases("armv6m", "thumbv6m", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V6M)
+      .Cases("armv7em", "thumbv7em", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7EM)
+      .Cases("armv7k", "thumbv7k", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7K)
+      .Cases("armv7m", "thumbv7m", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7M)
+      .Cases("armv7s", "thumbv7s", MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7S)
+      .Default(MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7);
+
+    return new DarwinARMAsmBackend(T, TT, CS);
+  }
+  case Triple::COFF:
+    assert(TheTriple.isOSWindows() && "non-Windows ARM COFF is not supported");
+    return new ARMWinCOFFAsmBackend(T, TT);
+  case Triple::ELF:
+    assert(TheTriple.isOSBinFormatELF() && "using ELF for non-ELF target");
+    uint8_t OSABI = MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(Triple(TT).getOS());
+    return new ELFARMAsmBackend(T, TT, OSABI, isLittle);
   }
+}
 
-  if (TheTriple.isOSWindows())
-    assert(0 && "Windows not supported on ARM");
+MCAsmBackend *llvm::createARMLEAsmBackend(const Target &T,
+                                          const MCRegisterInfo &MRI,
+                                          StringRef TT, StringRef CPU) {
+  return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, true);
+}
 
-  uint8_t OSABI = MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(Triple(TT).getOS());
-  return new ELFARMAsmBackend(T, TT, OSABI);
+MCAsmBackend *llvm::createARMBEAsmBackend(const Target &T,
+                                          const MCRegisterInfo &MRI,
+                                          StringRef TT, StringRef CPU) {
+  return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, false);
 }
+
+MCAsmBackend *llvm::createThumbLEAsmBackend(const Target &T,
+                                          const MCRegisterInfo &MRI,
+                                          StringRef TT, StringRef CPU) {
+  return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, true);
+}
+
+MCAsmBackend *llvm::createThumbBEAsmBackend(const Target &T,
+                                          const MCRegisterInfo &MRI,
+                                          StringRef TT, StringRef CPU) {
+  return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, false);
+}
+