32 ビット SPARC: プロシージャーのリンクテーブル

32 ビット SPARC 動的オブジェクトの場合、プロシージャーのリンクテーブルは専用データ内に存在します。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ー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。

最初の 4 つのプロシージャーのリンクテーブルエントリは、予約されています。表 7–37 に例示されてはいますが、これらのエントリの元の内容は指定されていません。テーブル内の各エントリは 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。

再配置テーブルは、プロシージャー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、予約されていないプロシージャーのリンクテーブルエントリごとに 1 つのエントリが同じ順番で存在します。各エントリの再配置タイプは、R_SPARC_JMP_SLOT です。再配置オフセットは関連付けられているプロシージャー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ます。シンボルテーブルインデックスは適切なシンボルを参照します。

プロシージャーのリンクテーブル機能を説明するため、表 7–37 に 4 つのエントリが示されています。4 つのエントリのうちの 2 つは初期状態で予約されているエントリです。3 番目のエントリは name101 に対する呼び出しです。4 番目のエントリは name102 に対する呼び出しです。この例では、name102 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います。この最後のエントリの後には nop 命令が続きます。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ーリンクテーブルのエントリを変更するために使用できる命令シーケンスを示しています。

.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

    nop

.PLT101:
    nop
    ba,a    name101
    nop
.PLT102:
    sethi   (.-.PLT0), %g1
    sethi   %hi(name102), %g1
    jmpl    %g1+%lo(name102), %g0
    
    nop

次の手順は、実行時リンカーとプログラムがプロシージャーのリンクテーブルによってシンボル参照をどのように協調して解決するかを示しています。ただし、次に記述されている手順は、単に説明のためのものです。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。

1. プログラムのメモリーイメージが最初に作成されると、実行時リンカーはプロシージャーのリンクテーブルの初期エントリを変更します。これらのエントリは、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修正されます。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します。実行時リンカーが制御を受け取ると、このワードは呼び出したオブジェクトを見つけるために調べられます。

2. ほかのすべてのプロシージャー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ます。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します。たとえば、プログラムが name101 を呼び出すと、制御がラベル .PLT101 に渡されます。

3. sethi 命令は、現在のプロシージャーのリンクテーブルエントリ (.PLT101) と最初のプロシージャーのリンクテーブルエントリ (.PLT0) の距離を計算します。この値は、%g1 レジスタの最上位 22 ビットを占めます。

4. 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します。

5. 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) を取得します。

6. 実行時リンカーは、%g1 値をシフトしプロシージャーのリンクテーブルエントリのサイズで除算することで、 name101 の再配置エントリのインデックスを計算します。再配置エントリ 101 のタイプは R_SPARC_JMP_SLOT です。再配置オフセットは .PLT101 のアドレスを指定し、また、そのシンボルテーブルインデックスは name101 を参照します。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、プロシージャー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します。

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必ずしも作成するとは限りません。ただし、作成する場合は、いくつかの点でより詳細な説明が必要です。

• コードを再入可能にするため、プロシージャーのリンクテーブルの命令に、特定の順番で変更が加えられます。実行時リンカーが関数のプロシージャー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りません。

• 実行時リンカーは、エントリを変換するために 3 つのワードを変更します。実行時リンカーは、命令を実行する際、ワード単位でのみ不可分に更新できます。このため、各ワードを逆順に更新して再入を可能にします。再入可能関数呼び出しが最後のパッチの直前に発生した場合、実行時リンカーは再度制御を取得します。実行時リンカーに対する両方の呼び出しで、同じプロシージャーのリンクテーブルエントリに変更が加えられるが、これらの変更は互いに干渉しません。

• プロシージャー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ます。sethi は %g1 レジスタの値を変更するが、以前の内容を破棄しても問題はありません。

• 変換後、最後のプロシージャーのリンクテーブルエントリ (.PLT102) は、jmp1 の遅延命令を必要とします。要求されている後続の nop は、この遅延スロットを埋めます。

.PLT101 と .PLT102 の命令シーケンスの違いから、関連する宛先に合わせた最適化の方法を知ることができます。

LD_BIND_NOW 環境変数は、動的リンク動作を変更します。この環境変数の値がヌル文字以外の場合、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 再配置エントリを処理します。