lib/libc/gen/tls.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004 Doug Rabson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  *      $FreeBSD: src/lib/libc/gen/tls.c,v 1.7 2005/03/01 23:42:00 davidxu Exp $
  27  *      $DragonFly: src/lib/libc/gen/tls.c,v 1.2 2005/03/09 12:06:31 davidxu Exp $
  28  */
  29
  30 /*
  31  * Define stubs for TLS internals so that programs and libraries can
  32  * link. These functions will be replaced by functional versions at
  33  * runtime from ld-elf.so.1.
  34  */
  35
  36 #include <sys/cdefs.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <elf.h>
  40 #include <assert.h>
  41
  42 #include "libc_private.h"
  43
  44 __weak_reference(__libc_allocate_tls, _rtld_allocate_tls);
  45 __weak_reference(__libc_free_tls, _rtld_free_tls);
  46 #ifdef __i386__
  47 __weak_reference(___libc_tls_get_addr, ___tls_get_addr);
  48 #endif
  49 __weak_reference(__libc_tls_get_addr, __tls_get_addr);
  50
  51 void *_rtld_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  52 void _rtld_free_tls(void *tls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  53 void *__libc_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  54 void __libc_free_tls(void *tls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  55
  56 #if defined(__ia64__) || defined(__powerpc__)
  57 #define TLS_VARIANT_I
  58 #endif
  59 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__) || defined(__sparc64__) || \
  60     defined(__arm__)
  61 #define TLS_VARIANT_II
  62 #endif
  63
  64 #ifndef PIC
  65
  66 #define round(size, align) \
  67         (((size) + (align) - 1) & ~((align) - 1))
  68
  69 static size_t tls_static_space;
  70 static size_t tls_init_size;
  71 #ifdef TLS_VARIANT_I
  72 static size_t tls_init_offset;
  73 #endif
  74 static void *tls_init;
  75 #endif
  76
  77 #ifdef __i386__
  78
  79 /* GNU ABI */
  80
  81 void *___libc_tls_get_addr(void *ti) __attribute__((__regparm__(1)));
  82
  83 __attribute__((__regparm__(1)))
  84 void *
  85 ___libc_tls_get_addr(void *ti __unused)
  86 {
  87         return (0);
  88 }
  89
  90 #endif
  91
  92 void *__libc_tls_get_addr(void *ti);
  93 void *
  94 __libc_tls_get_addr(void *ti __unused)
  95 {
  96         return (0);
  97 }
  98
  99 #ifndef PIC
 100
 101 #ifdef TLS_VARIANT_I
 102
 103 /*
 104  * Free Static TLS using the Variant I method.
 105  */
 106 void
 107 __libc_free_tls(void *tls, size_t tcbsize __unused, size_t tcbalign __unused)
 108 {
 109         Elf_Addr* dtv;
 110
 111         dtv = ((Elf_Addr**)tls)[0];
 112         free(tls);
 113         free(dtv);
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Allocate Static TLS using the Variant I method.
 118  */
 119 void *
 120 __libc_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign __unused)
 121 {
 122         size_t size;
 123         char *tls;
 124         Elf_Addr *dtv;
 125
 126         size = tls_static_space;
 127         if (size < tcbsize)
 128                 size = tcbsize;
 129
 130         tls = malloc(size);
 131         dtv = malloc(3 * sizeof(Elf_Addr));
 132
 133         *(Elf_Addr**) tls = dtv;
 134
 135         dtv[0] = 1;
 136         dtv[1] = 1;
 137         dtv[2] = (Elf_Addr)(tls + tls_init_offset);
 138         if (oldtls) {
 139                 /*
 140                  * Copy the static TLS block over whole.
 141                  */
 142                 memcpy(tls + tls_init_offset,
 143                     (char*) oldtls + tls_init_offset,
 144                     tls_static_space - tls_init_offset);
 145
 146                 /*
 147                  * We assume that this block was the one we created with
 148                  * allocate_initial_tls().
 149                  */
 150                 _rtld_free_tls(oldtls, 2*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr));
 151         } else {
 152                 memcpy(tls + tls_init_offset, tls_init, tls_init_size);
 153                 memset(tls + tls_init_offset + tls_init_size,
 154                     0, tls_static_space - tls_init_size);
 155         }
 156
 157         return tls;
 158 }
 159
 160 #endif
 161
 162 #ifdef TLS_VARIANT_II
 163
 164 /*
 165  * Free Static TLS using the Variant II method.
 166  */
 167 void
 168 __libc_free_tls(void *tcb, size_t tcbsize __unused, size_t tcbalign)
 169 {
 170         size_t size;
 171         Elf_Addr* dtv;
 172         Elf_Addr tlsstart, tlsend;
 173
 174         /*
 175          * Figure out the size of the initial TLS block so that we can
 176          * find stuff which ___tls_get_addr() allocated dynamically.
 177          */
 178         size = round(tls_static_space, tcbalign);
 179
 180         dtv = ((Elf_Addr**)tcb)[1];
 181         tlsend = (Elf_Addr) tcb;
 182         tlsstart = tlsend - size;
 183         free((void*) tlsstart);
 184         free(dtv);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Allocate Static TLS using the Variant II method.
 189  */
 190 void *
 191 __libc_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign)
 192 {
 193         size_t size;
 194         char *tls;
 195         Elf_Addr *dtv;
 196         Elf_Addr segbase, oldsegbase;
 197
 198         size = round(tls_static_space, tcbalign);
 199
 200         assert(tcbsize >= 2*sizeof(Elf_Addr));
 201         tls = malloc(size + tcbsize);
 202         dtv = malloc(3 * sizeof(Elf_Addr));
 203
 204         segbase = (Elf_Addr)(tls + size);
 205         ((Elf_Addr*)segbase)[0] = segbase;
 206         ((Elf_Addr*)segbase)[1] = (Elf_Addr) dtv;
 207
 208         dtv[0] = 1;
 209         dtv[1] = 1;
 210         dtv[2] = segbase - tls_static_space;
 211
 212         if (oldtls) {
 213                 /*
 214                  * Copy the static TLS block over whole.
 215                  */
 216                 oldsegbase = (Elf_Addr) oldtls;
 217                 memcpy((void *)(segbase - tls_static_space),
 218                     (const void *)(oldsegbase - tls_static_space),
 219                     tls_static_space);
 220
 221                 /*
 222                  * We assume that this block was the one we created with
 223                  * allocate_initial_tls().
 224                  */
 225                 _rtld_free_tls(oldtls, 2*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr));
 226         } else {
 227                 memcpy((void *)(segbase - tls_static_space),
 228                     tls_init, tls_init_size);
 229                 memset((void *)(segbase - tls_static_space + tls_init_size),
 230                     0, tls_static_space - tls_init_size);
 231         }
 232
 233         return (void*) segbase;
 234 }
 235
 236 #endif /* TLS_VARIANT_II */
 237
 238 #else
 239
 240 void *
 241 __libc_allocate_tls(void *oldtls __unused, size_t tcbsize __unused,
 242         size_t tcbalign __unused)
 243 {
 244         return (0);
 245 }
 246
 247 void
 248 __libc_free_tls(void *tcb __unused, size_t tcbsize __unused,
 249         size_t tcbalign __unused)
 250 {
 251 }
 252
 253 #endif /* PIC */
 254
 255 extern char **environ;
 256
 257 void
 258 _init_tls()
 259 {
 260 #ifndef PIC
 261         Elf_Addr *sp;
 262         Elf_Auxinfo *aux, *auxp;
 263         Elf_Phdr *phdr;
 264         size_t phent, phnum;
 265         int i;
 266         void *tls;
 267
 268         sp = (Elf_Addr *) environ;
 269         while (*sp++ != 0)
 270                 ;
 271         aux = (Elf_Auxinfo *) sp;
 272         phdr = 0;
 273         phent = phnum = 0;
 274         for (auxp = aux; auxp->a_type != AT_NULL; auxp++) {
 275                 switch (auxp->a_type) {
 276                 case AT_PHDR:
 277                         phdr = auxp->a_un.a_ptr;
 278                         break;
 279
 280                 case AT_PHENT:
 281                         phent = auxp->a_un.a_val;
 282                         break;
 283
 284                 case AT_PHNUM:
 285                         phnum = auxp->a_un.a_val;
 286                         break;
 287                 }
 288         }
 289         if (phdr == 0 || phent != sizeof(Elf_Phdr) || phnum == 0)
 290                 return;
 291
 292         for (i = 0; (unsigned)i < phnum; i++) {
 293                 if (phdr[i].p_type == PT_TLS) {
 294 #ifdef TLS_VARIANT_I
 295                         tls_static_space = round(2*sizeof(Elf_Addr),
 296                             phdr[i].p_align) + phdr[i].p_memsz;
 297                         tls_init_offset = round(2*sizeof(Elf_Addr),
 298                             phdr[i].p_align);
 299 #else
 300                         tls_static_space = round(phdr[i].p_memsz,
 301                             phdr[i].p_align);
 302 #endif
 303                         tls_init_size = phdr[i].p_filesz;
 304                         tls_init = (void*) phdr[i].p_vaddr;
 305                 }
 306         }
 307
 308         tls = _rtld_allocate_tls(NULL, 2*sizeof(Elf_Addr),
 309             sizeof(Elf_Addr));
 310
 311         _set_tp(tls, 2 * sizeof(Elf_Addr));
 312 #endif
 313 }