unify static and dynamic linked implementations of thread-local storage
[musl] / src / env / __init_tls.c
1 #include <elf.h>
2 #include <limits.h>
3 #include <sys/mman.h>
4 #include <string.h>
5 #include <stddef.h>
6 #include "pthread_impl.h"
7 #include "libc.h"
8 #include "atomic.h"
9 #include "syscall.h"
10
11 int __init_tp(void *p)
12 {
13         pthread_t td = p;
14         td->self = td;
15         int r = __set_thread_area(TP_ADJ(p));
16         if (r < 0) return -1;
17         if (!r) libc.can_do_threads = 1;
18         td->tid = __syscall(SYS_set_tid_address, &td->tid);
19         td->locale = &libc.global_locale;
20         td->robust_list.head = &td->robust_list.head;
21         return 0;
22 }
23
24 static struct builtin_tls {
25         char c;
26         struct pthread pt;
27         void *space[16];
28 } builtin_tls[1];
29 #define MIN_TLS_ALIGN offsetof(struct builtin_tls, pt)
30
31 static struct tls_module main_tls;
32
33 void *__copy_tls(unsigned char *mem)
34 {
35         pthread_t td;
36         struct tls_module *p;
37         size_t i;
38         void **dtv;
39
40 #ifdef TLS_ABOVE_TP
41         dtv = (void **)(mem + libc.tls_size) - (libc.tls_cnt + 1);
42
43         mem += -((uintptr_t)mem + sizeof(struct pthread)) & (libc.tls_align-1);
44         td = (pthread_t)mem;
45         mem += sizeof(struct pthread);
46
47         for (i=1, p=libc.tls_head; p; i++, p=p->next) {
48                 dtv[i] = mem + p->offset;
49                 memcpy(dtv[i], p->image, p->len);
50         }
51 #else
52         dtv = (void **)mem;
53
54         mem += libc.tls_size - sizeof(struct pthread);
55         mem -= (uintptr_t)mem & (libc.tls_align-1);
56         td = (pthread_t)mem;
57
58         for (i=1, p=libc.tls_head; p; i++, p=p->next) {
59                 dtv[i] = mem - p->offset;
60                 memcpy(dtv[i], p->image, p->len);
61         }
62 #endif
63         dtv[0] = (void *)libc.tls_cnt;
64         td->dtv = td->dtv_copy = dtv;
65         return td;
66 }
67
68 #if ULONG_MAX == 0xffffffff
69 typedef Elf32_Phdr Phdr;
70 #else
71 typedef Elf64_Phdr Phdr;
72 #endif
73
74 static void static_init_tls(size_t *aux)
75 {
76         unsigned char *p;
77         size_t n;
78         Phdr *phdr, *tls_phdr=0;
79         size_t base = 0;
80         void *mem;
81
82         for (p=(void *)aux[AT_PHDR],n=aux[AT_PHNUM]; n; n--,p+=aux[AT_PHENT]) {
83                 phdr = (void *)p;
84                 if (phdr->p_type == PT_PHDR)
85                         base = aux[AT_PHDR] - phdr->p_vaddr;
86                 if (phdr->p_type == PT_TLS)
87                         tls_phdr = phdr;
88         }
89
90         if (tls_phdr) {
91                 main_tls.image = (void *)(base + tls_phdr->p_vaddr);
92                 main_tls.len = tls_phdr->p_filesz;
93                 main_tls.size = tls_phdr->p_memsz;
94                 main_tls.align = tls_phdr->p_align;
95                 libc.tls_cnt = 1;
96                 libc.tls_head = &main_tls;
97         }
98
99         main_tls.size += (-main_tls.size - (uintptr_t)main_tls.image)
100                 & (main_tls.align-1);
101         if (main_tls.align < MIN_TLS_ALIGN) main_tls.align = MIN_TLS_ALIGN;
102 #ifndef TLS_ABOVE_TP
103         main_tls.offset = main_tls.size;
104 #endif
105
106         libc.tls_align = main_tls.align;
107         libc.tls_size = 2*sizeof(void *) + sizeof(struct pthread)
108                 + main_tls.size + main_tls.align
109                 + MIN_TLS_ALIGN-1 & -MIN_TLS_ALIGN;
110
111         if (libc.tls_size > sizeof builtin_tls) {
112 #ifndef SYS_mmap2
113 #define SYS_mmap2 SYS_mmap
114 #endif
115                 mem = (void *)__syscall(
116                         SYS_mmap2,
117                         0, libc.tls_size, PROT_READ|PROT_WRITE,
118                         MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);
119                 /* -4095...-1 cast to void * will crash on dereference anyway,
120                  * so don't bloat the init code checking for error codes and
121                  * explicitly calling a_crash(). */
122         } else {
123                 mem = builtin_tls;
124         }
125
126         /* Failure to initialize thread pointer is always fatal. */
127         if (__init_tp(__copy_tls(mem)) < 0)
128                 a_crash();
129 }
130
131 weak_alias(static_init_tls, __init_tls);