目次: C言語とlibc
前回はtp(スレッドポインタ)レジスタの初期化を調べました。今回はTLSの初期化を見たいと思います。起動時に値が設定されている変数の初期化に関わる部分です。
初期化関数 __libc_setup_tls() ではtpの指す先(__sbrk() で確保したメモリ領域)も初期化しています。しかしこちらは結構複雑です。大雑把に言うと、
このような処理が行われます。コードも見ておきましょう。
// glibc/csu/libc-start.c
STATIC int
LIBC_START_MAIN (int (*main) (int, char **, char ** MAIN_AUXVEC_DECL),
int argc, char **argv,
#ifdef LIBC_START_MAIN_AUXVEC_ARG
ElfW(auxv_t) *auxvec,
#endif
__typeof (main) init,
void (*fini) (void),
void (*rtld_fini) (void), void *stack_end)
{
//...
# ifdef HAVE_AUX_VECTOR
/* First process the auxiliary vector since we need to find the
program header to locate an eventually present PT_TLS entry. */
# ifndef LIBC_START_MAIN_AUXVEC_ARG
ElfW(auxv_t) *auxvec;
{
char **evp = ev;
while (*evp++ != NULL)
;
auxvec = (ElfW(auxv_t) *) evp;
}
# endif
_dl_aux_init (auxvec); //★これ★
if (GL(dl_phdr) == NULL)
# endif
// glibc/elf/dl-support.c
void
_dl_aux_init (ElfW(auxv_t) *av)
{
//...
_dl_auxv = av;
for (; av->a_type != AT_NULL; ++av)
switch (av->a_type)
{
case AT_PAGESZ:
if (av->a_un.a_val != 0)
GLRO(dl_pagesize) = av->a_un.a_val;
break;
case AT_CLKTCK:
GLRO(dl_clktck) = av->a_un.a_val;
break;
case AT_PHDR:
GL(dl_phdr) = (const void *) av->a_un.a_val; //★これ★
break;
case AT_PHNUM:
GL(dl_phnum) = av->a_un.a_val;
break;
// glibc/csu/libc-tls.c
void
__libc_setup_tls (void)
{
//...
/* Look through the TLS segment if there is any. */
if (_dl_phdr != NULL)
for (phdr = _dl_phdr; phdr < &_dl_phdr[_dl_phnum]; ++phdr)
if (phdr->p_type == PT_TLS)
{
/* Remember the values we need. */
memsz = phdr->p_memsz;
filesz = phdr->p_filesz;
initimage = (void *) phdr->p_vaddr + main_map->l_addr;
align = phdr->p_align;
if (phdr->p_align > max_align)
max_align = phdr->p_align;
break;
}
//...
/* Initialize the TLS block. */
#if TLS_TCB_AT_TP
//...
#elif TLS_DTV_AT_TP //★★RISC-Vではこちらのコードが使われる★★
_dl_static_dtv[2].pointer.val = (char *) tlsblock + tcb_offset; //★★TLSのアドレス★★
main_map->l_tls_offset = tcb_offset;
#else
# error "Either TLS_TCB_AT_TP or TLS_DTV_AT_TP must be defined"
#endif
_dl_static_dtv[2].pointer.to_free = NULL;
/* sbrk gives us zero'd memory, so we don't need to clear the remainder. */
memcpy (_dl_static_dtv[2].pointer.val, initimage, filesz); //★★TLSに初期データをコピー★★
PT_TLSタイプのプログラムヘッダーがどこに配置されているか?など調べたい場合は、実行ファイルをreadelfで見るとわかりやすいです。該当するヘッダがある場合は、Type欄がTLSとなるはずです。
Program Headers: Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flags Align LOAD 0x0000000000000000 0x0000000000010000 0x0000000000010000 0x000000000005d944 0x000000000005d944 R E 0x1000 LOAD 0x000000000005e4d0 0x000000000006f4d0 0x000000000006f4d0 0x0000000000002500 0x0000000000007938 RW 0x1000 NOTE 0x0000000000000190 0x0000000000010190 0x0000000000010190 0x0000000000000020 0x0000000000000020 R 0x4 TLS 0x000000000005e4d0 0x000000000006f4d0 0x000000000006f4d0 ★★TLS初期化に使われるセグメント★★ 0x0000000000000020 0x0000000000000068 R 0x8 GNU_STACK 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 RW 0x10 GNU_RELRO 0x000000000005e4d0 0x000000000006f4d0 0x000000000006f4d0 0x0000000000000b30 0x0000000000000b30 R 0x1
PT_TLSが2つある場合はどうなるでしょう?実はPT_TLSは実行ファイルに1つまでなので気にしなくて良いです。プログラムヘッダは同属性のセクションをまとめて1つのセグメントにします。PT_TLSセグメントを1つだけにするには、TLSに関わるセクションを連続して配置する必要があります。
もしTLS関係のセクションを分散させて配置するとリンク時エラーになります。試しにリンカースクリプトを書き換えTLS関係の .tdataと .tbssセクションの間に、TLSと無関係の .dataセクションを挟む形にすると、
riscv64-unknown-linux-gnu/bin/ld: hello: TLS sections are not adjacent: riscv64-unknown-linux-gnu/bin/ld: TLS: .tdata riscv64-unknown-linux-gnu/bin/ld: non-TLS: .data riscv64-unknown-linux-gnu/bin/ld: TLS: .tbss riscv64-unknown-linux-gnu/bin/ld: map sections to segments failed: bad value collect2: error: ld returned 1 exit status make: *** [Makefile:22: hello] エラー1
リンカーに "TLS sections are not adjacent" と怒られました。
< | 2022 | > | ||||
<< | < | 04 | > | >> | ||
日 | 月 | 火 | 水 | 木 | 金 | 土 |
- | - | - | - | - | 1 | 2 |
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |
24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
合計:
本日:
管理者: Katsuhiro Suzuki(katsuhiro( a t )katsuster.net)
This is Simple Diary 1.0
Copyright(C) Katsuhiro Suzuki 2006-2023.
Powered by PHP 8.2.15.
using GD bundled (2.1.0 compatible)(png support.)