Question

问题的简短版本：如果我想为我所在的线程分配一个新的TLS区域，我需要将哪个参数传递给x86_64 Linux系统上的clone系统调用创建

长版：

我正在研究一个研究项目，对于我正在尝试的事情，我想使用clone系统调用而不是pthread_create来创建线程。但是，我也希望能够使用线程本地存储。我现在不打算创建多个线程，所以我可以为我使用克隆系统调用创建的每个线程创建一个新的TLS区域。

我正在查看clone的手册页，它包含有关TLS参数标志的以下信息：

CLONE_SETTLS (since Linux 2.5.32)
   The newtls argument is the new TLS (Thread Local Storage) descriptor.
   (See set_thread_area(2).)

所以我查看了set_thread_area的手册页，注意到以下内容看起来很有希望：

 When  set_thread_area()  is  passed  an  entry_number  of -1, it uses a 
 free TLS entry. If set_thread_area() finds a free TLS entry, the value of
 u_info->entry_number is set upon return to show which entry was changed.

然而，在尝试了一些之后，我的系统（x86_64平台上的Ubunut 10.04）中似乎没有实现set_thread_area。当我运行以下代码时，我收到一条错误消息：set_thread_area() failed: Function not implemented

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h> 
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <linux/unistd.h>

 #include <asm/ldt.h>

int main()
{
  struct user_desc u_info;
  u_info.entry_number = -1; 
  int rc = syscall(SYS_set_thread_area,&u_info);
  if(rc < 0) {
    perror("set_thread_area() failed");
    exit(-1);
  }

  printf("entry_number is %d",u_info.entry_number);
}

我还看到当我使用strace时，看看调用pthread_create时会发生什么，我看不到对set_thread_area的任何调用。我一直在查看nptl pthread源代码，试图了解它们在创建线程时所做的工作。但我还没有完全理解它，我认为它比我正在尝试做的更复杂，因为我不需要在pthread实现中具有强大功能的东西。我假设set_thread_area系统调用是针对x86的，并且x86_64使用了不同的机制。但目前我还没弄清楚它是什么，所以我希望这个问题可以帮助我了解一些我需要了解的内容。

Answer 1

我正在研究一个研究项目，并且正在尝试我想要使用克隆系统调用创建线程而不是使用pthread_create

在极其不太可能的场景中，你的新线程从不调用任何libc函数（直接或通过调用其他调用libc的东西;这也包括动态符号解析通过PLT），然后你可以将你想要的任何TLS存储作为new_tls参数传递给clone。

您应该忽略对set_thread_area的所有引用 - 它们仅适用于32位/ ix86案例。

如果计划在新创建的线程中使用libc，则应放弃您的方法：libc 期望要以某种方式设置TLS，并且当您直接呼叫clone时，您无法无法安排此类设置。当libc发现您没有正确设置TLS时，您的新线程将间歇地崩溃。调试此类崩溃非常困难，唯一可靠的解决方案是......使用pthread_create。

Answer 2

另一个答案是绝对正确的，因为在libc的控制之外设置一个线程可以保证在某一点上造成麻烦。您可以这样做，但您不能再依赖libc的服务，绝对不能依赖任何pthread_*函数或线程局部变量（使用__thread或{{1定义） }}）。

话虽这么说，你甚至可以在x86-64上设置一个用于TLS（GS和FS）的段寄存器。要查找的系统调用是thread_local。

您可以在this piece of code中看到比较在i386和x86-64上设置TLS寄存器的示例。

如何使用克隆系统调用分配新的TLS区域

2 个答案: