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  *      $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 /*
  30  * Define stubs for TLS internals so that programs and libraries can
  31  * link. These functions will be replaced by functional versions at
  32  * runtime from ld-elf.so.1.
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <elf.h>
  39 #include <assert.h>
  40
  41 #include "libc_private.h"
  42
  43 __weak_reference(__libc_allocate_tls, _rtld_allocate_tls);
  44 __weak_reference(__libc_free_tls, _rtld_free_tls);
  45
  46 #ifdef __i386__
  47
  48 __weak_reference(___libc_tls_get_addr, ___tls_get_addr);
  49 __attribute__((__regparm__(1))) void * ___libc_tls_get_addr(void *);
  50
  51 #endif
  52
  53 void * __libc_tls_get_addr(void *);
  54 __weak_reference(__libc_tls_get_addr, __tls_get_addr);
  55
  56 void *_rtld_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  57 void _rtld_free_tls(void *tls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  58 void *__libc_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  59 void __libc_free_tls(void *tls, size_t tcbsize, size_t tcbalign);
  60
  61 #if defined(__ia64__) || defined(__amd64__)
  62 #define TLS_TCB_ALIGN 16
  63 #elif defined(__powerpc__) || defined(__i386__) || defined(__arm__) || \
  64     defined(__sparc64__)
  65 #define TLS_TCB_ALIGN sizeof(void *)
  66 #else
  67 #error TLS_TCB_ALIGN undefined for target architecture
  68 #endif
  69
  70 #if defined(__ia64__) || defined(__powerpc__)
  71 #define TLS_VARIANT_I
  72 #endif
  73 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__) || defined(__sparc64__) || \
  74     defined(__arm__)
  75 #define TLS_VARIANT_II
  76 #endif
  77
  78 #ifndef PIC
  79
  80 #define round(size, align) \
  81         (((size) + (align) - 1) & ~((align) - 1))
  82
  83 static size_t tls_static_space;
  84 static size_t tls_init_size;
  85 static void *tls_init;
  86 #endif
  87
  88 #ifdef __i386__
  89
  90 /* GNU ABI */
  91
  92 __attribute__((__regparm__(1)))
  93 void *
  94 ___libc_tls_get_addr(void *ti __unused)
  95 {
  96         return (0);
  97 }
  98
  99 #endif
 100
 101 void *
 102 __libc_tls_get_addr(void *ti __unused)
 103 {
 104         return (0);
 105 }
 106
 107 #ifndef PIC
 108
 109 #ifdef TLS_VARIANT_I
 110
 111 #define TLS_TCB_SIZE    (2 * sizeof(void *))
 112
 113 /*
 114  * Free Static TLS using the Variant I method.
 115  */
 116 void
 117 __libc_free_tls(void *tcb, size_t tcbsize, size_t tcbalign __unused)
 118 {
 119         Elf_Addr *dtv;
 120         Elf_Addr **tls;
 121
 122         tls = (Elf_Addr **)((Elf_Addr)tcb + tcbsize - TLS_TCB_SIZE);
 123         dtv = tls[0];
 124         free(dtv);
 125         free(tcb);
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Allocate Static TLS using the Variant I method.
 130  */
 131 void *
 132 __libc_allocate_tls(void *oldtcb, size_t tcbsize, size_t tcbalign __unused)
 133 {
 134         Elf_Addr *dtv;
 135         Elf_Addr **tls;
 136         char *tcb;
 137
 138         if (oldtcb != NULL && tcbsize == TLS_TCB_SIZE)
 139                 return (oldtcb);
 140
 141         tcb = calloc(1, tls_static_space + tcbsize);
 142         tls = (Elf_Addr **)(tcb + tcbsize - TLS_TCB_SIZE);
 143
 144         if (oldtcb != NULL) {
 145                 memcpy(tls, oldtcb, tls_static_space + TLS_TCB_SIZE);
 146                 free(oldtcb);
 147
 148                 /* Adjust the DTV. */
 149                 dtv = tls[0];
 150                 dtv[2] = (Elf_Addr)tls + TLS_TCB_SIZE;
 151         } else {
 152                 dtv = malloc(3 * sizeof(Elf_Addr));
 153                 tls[0] = dtv;
 154                 dtv[0] = 1;
 155                 dtv[1] = 1;
 156                 dtv[2] = (Elf_Addr)tls + TLS_TCB_SIZE;
 157
 158                 if (tls_init_size > 0)
 159                         memcpy((void*)dtv[2], tls_init, tls_init_size);
 160                 if (tls_static_space > tls_init_size)
 161                         memset((void*)(dtv[2] + tls_init_size), 0,
 162                             tls_static_space - tls_init_size);
 163         }
 164
 165         return(tcb);
 166 }
 167
 168 #endif
 169
 170 #ifdef TLS_VARIANT_II
 171
 172 #define TLS_TCB_SIZE    (3 * sizeof(Elf_Addr))
 173
 174 /*
 175  * Free Static TLS using the Variant II method.
 176  */
 177 void
 178 __libc_free_tls(void *tcb, size_t tcbsize __unused, size_t tcbalign)
 179 {
 180         size_t size;
 181         Elf_Addr* dtv;
 182         Elf_Addr tlsstart, tlsend;
 183
 184         /*
 185          * Figure out the size of the initial TLS block so that we can
 186          * find stuff which ___tls_get_addr() allocated dynamically.
 187          */
 188         size = round(tls_static_space, tcbalign);
 189
 190         dtv = ((Elf_Addr**)tcb)[1];
 191         tlsend = (Elf_Addr) tcb;
 192         tlsstart = tlsend - size;
 193         free((void*) tlsstart);
 194         free(dtv);
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Allocate Static TLS using the Variant II method.
 199  */
 200 void *
 201 __libc_allocate_tls(void *oldtls, size_t tcbsize, size_t tcbalign)
 202 {
 203         size_t size;
 204         char *tls;
 205         Elf_Addr *dtv;
 206         Elf_Addr segbase, oldsegbase;
 207
 208         size = round(tls_static_space, tcbalign);
 209
 210         assert(tcbsize >= 2*sizeof(Elf_Addr));
 211         tls = calloc(1, size + tcbsize);
 212         dtv = malloc(3 * sizeof(Elf_Addr));
 213
 214         segbase = (Elf_Addr)(tls + size);
 215         ((Elf_Addr*)segbase)[0] = segbase;
 216         ((Elf_Addr*)segbase)[1] = (Elf_Addr) dtv;
 217
 218         dtv[0] = 1;
 219         dtv[1] = 1;
 220         dtv[2] = segbase - tls_static_space;
 221
 222         if (oldtls) {
 223                 /*
 224                  * Copy the static TLS block over whole.
 225                  */
 226                 oldsegbase = (Elf_Addr) oldtls;
 227                 memcpy((void *)(segbase - tls_static_space),
 228                     (const void *)(oldsegbase - tls_static_space),
 229                     tls_static_space);
 230
 231                 /*
 232                  * We assume that this block was the one we created with
 233                  * allocate_initial_tls().
 234                  */
 235                 _rtld_free_tls(oldtls, 2*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr));
 236         } else {
 237                 memcpy((void *)(segbase - tls_static_space),
 238                     tls_init, tls_init_size);
 239                 memset((void *)(segbase - tls_static_space + tls_init_size),
 240                     0, tls_static_space - tls_init_size);
 241         }
 242
 243         return (void*) segbase;
 244 }
 245
 246 #endif /* TLS_VARIANT_II */
 247
 248 #else
 249
 250 void *
 251 __libc_allocate_tls(void *oldtls __unused, size_t tcbsize __unused,
 252         size_t tcbalign __unused)
 253 {
 254         return (0);
 255 }
 256
 257 void
 258 __libc_free_tls(void *tcb __unused, size_t tcbsize __unused,
 259         size_t tcbalign __unused)
 260 {
 261 }
 262
 263 #endif /* PIC */
 264
 265 extern char **environ;
 266
 267 void
 268 _init_tls()
 269 {
 270 #ifndef PIC
 271         Elf_Addr *sp;
 272         Elf_Auxinfo *aux, *auxp;
 273         Elf_Phdr *phdr;
 274         size_t phent, phnum;
 275         int i;
 276         void *tls;
 277
 278         sp = (Elf_Addr *) environ;
 279         while (*sp++ != 0)
 280                 ;
 281         aux = (Elf_Auxinfo *) sp;
 282         phdr = 0;
 283         phent = phnum = 0;
 284         for (auxp = aux; auxp->a_type != AT_NULL; auxp++) {
 285                 switch (auxp->a_type) {
 286                 case AT_PHDR:
 287                         phdr = auxp->a_un.a_ptr;
 288                         break;
 289
 290                 case AT_PHENT:
 291                         phent = auxp->a_un.a_val;
 292                         break;
 293
 294                 case AT_PHNUM:
 295                         phnum = auxp->a_un.a_val;
 296                         break;
 297                 }
 298         }
 299         if (phdr == 0 || phent != sizeof(Elf_Phdr) || phnum == 0)
 300                 return;
 301
 302         for (i = 0; (unsigned) i < phnum; i++) {
 303                 if (phdr[i].p_type == PT_TLS) {
 304                         tls_static_space = round(phdr[i].p_memsz,
 305                             phdr[i].p_align);
 306                         tls_init_size = phdr[i].p_filesz;
 307                         tls_init = (void*) phdr[i].p_vaddr;
 308                 }
 309         }
 310
 311         tls = _rtld_allocate_tls(NULL, TLS_TCB_SIZE, TLS_TCB_ALIGN);
 312
 313         _set_tp(tls);
 314 #endif
 315 }