docs/internals/why-no-libc.txt

   1 ate: Mon, 15 Dec 2008 15:23:31 -0500
   2 From: Stephen McCamant <smcc@CSAIL.MIT.EDU>
   3 To: Igor Shaul <mindmaze@gmail.com>
   4 Cc: valgrind-developers@lists.sourceforge.net
   5 Subject: Re: [Valgrind-developers] Using standard C library in valgrind tool
   6
   7 RW> On Dec 12, 2008, at 6:33 PM, "Igor Shaul" <mindmaze@gmail.com> wrote:
   8
   9 IS> Hi,
  10 IS> I would like to write a valgrind tool that uses the standard c
  11 IS> library (actually, I must link my tool to another library, which
  12 IS> happens to use stdlib). I noticed that all the tools link with -
  13 IS> nodefaultlibs flag, and if said flag is removed, then naturally no
  14 IS> main() is found (stdlib requires a main). So, is there a natural
  15 IS> way to use stdlib in my valgrind tool?
  16
  17 >>>>> "RW" == Robert Walsh <rjwalsh@durables.org> writes:
  18
  19 RW> Sadly, no. Valgrind shares the address space of the guest process,
  20 RW> which would mean libc would get linked into the address space
  21 RW> twice.  There's no telling how libc would react to that.
  22
  23 Though I agree that the short answer is "sorry, that's not supported",
  24 I thought you might find a few more technical details helpful in
  25 considering what to do.
  26
  27 Valgrind tools and the guest processes do run in the same address
  28 space in terms of memory management, but in current versions they
  29 don't share any dynamic linker context, and in fact Valgrind tools
  30 don't link with libc at all, so there wouldn't be a double-linking
  31 problem per se.
  32
  33 However, there are some incompatibilities between Valgrind and glibc
  34 that are the reason Valgrind tools don't link with the standard
  35 libraries. The most fundamental one is that Valgrind and glibc are
  36 both designed with the assumption that they alone will be talking to
  37 the kernel on behalf of their process, but obviously this can't be
  38 true for both at once.
  39
  40 As of a few years ago, it was still possible (though unsupported) to
  41 just link your tool directly with /usr/lib/libc.a, and it worked for
  42 at least a reasonable subset of programs and glibc functionality. I
  43 research tool I was working on did that for a while. However, we gave
  44 that up because of a further issue that affects glibcs configured with
  45 thread-local storage (which I think is standard these days). Glibc now
  46 uses a segment pointed to by %gs to keep TLS, other thread data,
  47 -fstack-protector canary values, and who knows what else. It relies on
  48 its startup code to initialize this correctly, so if you call many
  49 glibc functions before initializing this, it crashes. That's the point
  50 where we gave up.
  51
  52 In theory, I don't think any of these Valgrind/glibc incompatibilities
  53 are fundamental, and there would be ways of hacking around them. But
  54 the glibc and Valgrind developers don't consider them bugs, and so
  55 probably aren't interesting it expending much effort to fix them.
  56
  57 So if you need C standard library functionality that isn't covered by
  58 the Valgrind core's somewhat non-standard subset, you'll have to get
  59 it from somewhere else. What we found to be the easiest approach in
  60 our Fjalar tool was to cut and paste the particular functions we need
  61 from dietlibc (a nice lightweight implementation) or glibc itself. The
  62 code is GPLed if you want to reuse it.
  63
  64 http://groups.csail.mit.edu/pag/fjalar/
  65
  66 Hope this helps,
  67
  68  -- Stephen
  69