Su Linux, TLS è impostato dal kernel o da libc (o altro linguaggio runtime)?

Question

Sto solo studiando come TLS (thread-local storage) è implementato su sistemi Linux. Il documento ELF Handling for Thread-Local Storage spiega come i requisiti di un programma per le variabili locali del thread possono essere codificati in un binario ELF e in che modo il "runtime" deve gestire tali binari.

Tuttavia, non è chiaro se in pratica il "tempo di esecuzione", che imposta l'area TLS (s) sarà il kernel di Linux (e il suo codice per i binari di carico ELF) o qualche codice di inizializzazione in libc. Qualcuno potrebbe spiegarci brevemente?

(Sfondo: sto cercando di collegare ed eseguire un'applicazione in modo statico, ma segfaults all'avvio. In gdb, posso vedere che il codice segfaulting è un codice init di libc. Sta cercando di leggere una variabile statica utilizzando un indirizzo relativo a GS, ma GS è zero.)

Answer 1

L'inizializzazione di memorizzazione locale del thread fa parte del codice di avvio fornito da libc. Durante il collegamento statico, il tuo linker dovrebbe aggiungere l'inizializzazione TLS al codice di avvio collegato al tuo programma.

Per esempio, glibc ha __libc_setup_tls e _dl_tls_setup (tra le altre, cose relative) in libc.a, che saranno aggiunti al codice di inizializzazione del programma se ci si collega tramite, ad esempio, gcc -static. (Per i programmi collegati dinamicamente le funzioni _dl_ ... fanno parte del caricatore di collegamento dinamico ELF, ld-linux.so, che non viene utilizzato per eseguire un programma collegato staticamente.)

Inizializzazione TLS corretta in un collegamento statico l'eseguibile è, quindi, il risultato della collaborazione tra la tua libreria C (che fornisce il codice) e la tua toolchain (che deve capire come collegare correttamente in tutto il codice di avvio necessario).

Il coinvolgimento del kernel nell'inizializzazione TLS è minore. (Fondamentalmente, è sufficiente assicurarsi che la sezione .tdata sia disponibile per libc per l'inizializzazione.) Per i dettagli vedere ELF file TLS and LOAD program sections.