SPARC: プロシージャのリンクテーブル (リンカーとライブラリ)

リンカーとライブラリ

SPARC: プロシージャのリンクテーブル

SPARC アーキテクチャの場合、プロシージャのリンクテーブルは私用 (private) データに存在します。実行時リンカーは、宛先の絶対アドレスを判定し、これらの絶対アドレスに従ってプロシージャのリンクテーブルのメモリーイメージに変更を加えます。このようにして実行時リンカーは、位置からの独立性とプログラムのテキストの共有性を低下させることなくエントリを向け直します。実行可能ファイルと共有オブジェクトファイルには、別個のプロシージャのリンクテーブルが存在します。

最初の 4 つのプロシージャのリンクテーブルエントリは、予約されます。テーブルの各エントリは 3 ワード (12 バイト) を占めており、最後のテーブルエントリの後には nop 命令が続きます。64 ビット SPARC オブジェクトの場合、各エントリは 8 つの命令 (32 バイト) を占めており、32 バイト境界で整列されなければなりません (テーブル全体は 256 バイト境界で整列されなければなりません)。

再配置テーブルは、プロシージャのリンクテーブルに関連付けられています。_DYNAMIC 配列の DT_JMP_REL エントリは、最初の再配置エントリの位置を与えます。再配置テーブルには、各プロシージャのリンクテーブルエントリに対して 1 つのエントリが同じ順番で存在します。最初の 4 つのエントリを除き、再配置タイプは R_SPARC_JMP_SLOT であり、再配置オフセットは関連付けられているプロシージャのリンクテーブルエントリの先頭バイトのアドレスを指定し、シンボルテーブルインデックスは該当するシンボルを参照します。

プロシージャのリンクテーブルの説明のため、表 7-48 は 4 つのエントリを示しています。最初の 2 つのエントリは予約されている最初の 4 つのエントリの内の 2 つであり、3 番目のエントリは name1 に対する呼び出しであり、4 番目のエントリは name2 に対する呼び出しです。この例では、name2 のエントリがテーブルの最後のエントリであることを前提としており、後に続く nop 命令が示されています。左欄は、動的リンクが行われる前のオブジェクトファイルの命令を示しています。右欄は、実行時リンカーがプロシージャのリンクテーブルエントリを修正することにしてとり得る方法を示しています。

表 7-48 SPARC: プロシージャのリンクテーブルの例

オブジェクトファイル	メモリーセグメント
.PLT0: unimp unimp unimp .PLT1: unimp unimp unimp ...	.PLT0: save %sp,-64,%sp call runtime-linker nop .PLT1: .word identification unimp unimp ...
... .PLT101: sethi (.-.PLT0),%g1 ba,a .PLT0 nop .PLT102: sethi (.-.PLT0),%g1 ba,a .PLT0 nop	... .PLT101: sethi (.-.PLT0),%g1 sethi %hi(name1),%g1 jmp1 %g1+%lo(name1),%g0 .PLT102: sethi (.-.PLT0),%g1 sethi %hi(name2),%g1 jmp1 %g1+%lo(name2),%g0
nop	nop

オブジェクトファイル

メモリーセグメント

.PLT0:
     unimp
	    unimp
	    unimp
.PLT1:
	    unimp
	    unimp
	    unimp
	    ...

.PLT0:
	    save    %sp,-64,%sp
	    call    runtime-linker
	    nop
.PLT1:
	    .word   identification
	    unimp
	    unimp
	    ...

	... 
.PLT101:
	    sethi    (.-.PLT0),%g1
	    ba,a     .PLT0
	    nop
.PLT102:
	    sethi    (.-.PLT0),%g1
	    ba,a     .PLT0
     nop

	...
.PLT101:
	    sethi   (.-.PLT0),%g1
	    sethi   %hi(name1),%g1
	    jmp1    %g1+%lo(name1),%g0
.PLT102:
	    sethi   (.-.PLT0),%g1
	    sethi   %hi(name2),%g1
	    jmp1    %g1+%lo(name2),%g0

nop

nop

実行時リンカーとプログラムは、以下の手順に従ってプロシージャのリンクテーブル内のシンボル参照を協調して解決します。ただし、以下に記述されている手順は、単に説明用のためのものです。実行時リンカーの正確な実行時動作については、記述されていません。

実行時リンカーは、プログラムのメモリーイメージを最初に作成するとき、プロシージャのリンクテーブルの初期エントリに、実行時リンカー自身のルーチンの 1 つに制御を渡すように変更を加える。実行時リンカーはまた、識別情報 (identification) を 2 番目のエントリに格納する。リンカー自身のルーチンが制御を受け取った時、このワードを調べることで、このルーチンを呼び出したオブジェクトを見つけることができる
他のすべてのプロシージャのリンクテーブルエントリは、最初は先頭エントリに渡される。これで、実行時リンカーは各テーブルエントリの最初の実行時に制御を取得する。たとえば、プログラムが name1 を呼び出すと、制御が .PLT101 に渡される
sethi 命令は、現在のプロシージャのリンクテーブルエントリと最初のプロシージャのリンクテーブルエントリの距離を計算する。つまり、.PLT101 と .PLT0 の距離を計算する。この値は、%g1 レジスタの最上位 22 ビットを占める。この例では、実行時リンカーが制御を受け取ると、%g1 には 0x12f000 が格納される
次に、ba,a 命令が .PLT0 にジャンプして、スタックフレームを作成し、実行時リンカーを呼び出す
実行時リンカーは、識別情報の値を使うことによってオブジェクトのデータ構造体 (再配置テーブルを含む) を取得する
実行時リンカーは、%g1 値をシフトしプロシージャのリンクテーブルエントリのサイズで除算することで、name1 の再配置エントリのインデックスを計算する。再配置エントリ 101 には R_SPARC_JMP_SLOT が存在し、オフセットは .PLT101 のアドレスを指定し、シンボルテーブルインデックスは name1 を参照。したがって、実行時リンカーはシンボルの実際の値を取得し、スタックを戻し、プロシージャのリンクテーブルエントリに変更を加え、本来の宛先に制御を渡す

実行時リンカーは、メモリーセグメント欄に示された命令シーケンスを作成しなければならないということはないのですが、作成することがあります。もし作成した場合は、いくつかの点についてより詳しい説明が必要です。

コードを再入可能にするためには、プロシージャのリンクテーブルの命令は、特定の順番で変更が加えられる。実行時リンカーが関数のプロシージャのリンクテーブルエントリを修正中に信号が到達した場合、信号処理コードは、予想可能であり (かつ正しい) 結果を与える元の関数を呼び出すことができなければならない

実行時リンカーは、2 つのワードに変更を加えてエントリを変換する。実行時リンカーは、各ワードを自動的に更新する。再入可能性は、まず nop を jmp1 命令で上書きし、次に ba,a を sethi 命令で上書きすることで実現される。再入可能関数呼び出しがワードの 2 つの更新間に発生した場合、jmp1 は ba,a 命令の遅延スロットに存在し、遅延命令を取り消す。したがって、実行時リンカーは再び制御を取得す。実行時リンカーに対する両方の呼び出しで、同じプロシージャのリンクテーブルエントリに変更が加えられますが、これらの変更は互いに干渉しない

プロシージャのリンクテーブルエントリの最初の sethi 命令は、1 つ前のエントリの jmp1 命令の遅延スロットを埋める。sethi は %g1 レジスタの値を変更するが、以前の内容を捨てても問題はない

変換後、最後のプロシージャのリンクテーブルエントリ (前述した .PLT102) は、jmp1 に対して遅延命令を必要とする。要求されている後続の nop は、この遅延スロットを埋める

LD_BIND_NOW 環境変数は、動的リンクの動作を変更します。この環境変数の値が空文字列以外の場合、実行時リンカーは、プログラムに制御を渡す前に R_SPARC_JMP_SLOT 再配置エントリ (プロシージャのリンクテーブルエントリ) を処理します。LD_BIND_NOW が空文字列の場合、実行時リンカーは、各テーブルエントリの最初の実行時にリンクテーブルエントリを評価します。