docs/PORTING

   1 Some notes to help future porters.  Replace 'ARCH' with whatever arch
   2 you are hacking on.
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   5 === Config Files ===
   6 ====================
   7 - create extra/Configs/Config.ARCH
   8    See the other arch files for some good examples.  powerpc/sparc/alpha
   9    should be pretty simple templates.
  10 - add ARCH to the 'Target Architecture' list in extra/Configs/Config.in
  11 - Initially you will want to disable shared libraries, since making
  12    the shared library loader work requires you first have basic architecture
  13    support working.  Thus you should add ARCH_HAS_NO_SHARED and
  14    ARCH_HAS_NO_LDSO to Config.ARCH's TARGET_ARCH
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  17 === libc sysdeps ===
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  19 (note: if glibc has already been ported to your arch, you can usually just
  20        copy a lot of files from them rather than coding from scratch)
  21 - create libc/sysdeps/linux/ARCH
  22 - copy Makefile and Makefile.arch from libc/sysdeps/linux/i386/
  23 - set CSRC and SSRC to nothing in Makefile.arch for now
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  25 - create crt1.S which defines the _start function ... you will probably want
  26   to clear the frame pointer to make gdb happy, and then you will want to call
  27   the funcion __uClibc_main() which takes these parameters:
  28    __uClibc_main(main(), argc, argv, _init(), _fini())
  29   Initially if you wish to make things easier on yourself, you can disable the
  30   UCLIBC_CTOR_DTOR option and just set the init/fini arguments to NULL.
  31   glibc generally stores this function in libc/sysdeps/ARCH/elf/start.S
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  33 - create these additional files in ARCH/bits/
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  35   (template versions can be found in common/bits/ for you to tweak)
  36   endian.h  fcntl.h  setjmp.h  stackinfo.h  uClibc_arch_features.h  wordsize.h
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  38   kernel_types.h should be created based upon linux asm-ARCH/posix_types.h
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  40   copy linux asm-ARCH/stat.h to bits/kernel_stat.h
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  42   create syscalls.h based upon linux's unistd.h / glibc's sysdeps.h ... really
  43   you just want to define the _syscall[0-6] macros.  It is important that
  44   these syscalls should be PIC safe (or you should provide a PIC and non-PIC
  45   version) if you wish to properly support shared libraries.
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  47 - at this point, you should have enough to generate a working HELLO WORLD
  48   static binary (see test/silly/*.c files)
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  50 - if you want UCLIBC_CTOR_DTOR support, you will need to create crti.S and
  51   crtn.S files which define function prologues/epilogues.
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  53 - for a more stable static port, you will need to create these files (and
  54   update the Makefile.arch values accordingly)
  55     __longjmp  bsd-_setjmp  bsd-setjmp  brk  clone  setjmp  syscall  vfork
  56   usually these are written in assembler, but you may be able to cheat and
  57   write them in C ... see other ports for more information
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  60 === pthread deps ===
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  63 TODO: nptl / linuxthreads / linuxthreads.old
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  66 === ldso sysdeps ===
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  68 - elf.h - presumably you've already taught binutils all about the random ELF
  69   relocations your arch needs, so now you need to make sure the defines exist
  70   for uClibc.  make sure the EM_### define exists and all of the R_###_###
  71   reloc defines.
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  73 - enable ldso/shared options in your extra/Configs/Config.ARCH file
  74 - you will need to create the following files in ldso/ldso/ARCH/
  75   dl-debug.h  dl-startup.h  dl-syscalls.h  dl-sysdep.h  elfinterp.c  resolve.S
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  77 - dl-debug.h: define string versions of all the relocations of your arch in the
  78   _dl_reltypes_tab array ... the index should match the actual reloc type, so
  79   if the value of say R_X86_64_PC16 is 13, then "R_X86_64_PC16" better be at
  80   index 13 of the array
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  82 - dl-startup.h:
  83   - define the _start function which should call _dl_start which takes just one
  84     parameter ... a pointer to argc (usually on the stack)
  85     glibc stores this function in libc/sysdeps/ARCH/dl-machine.h as RTLD_START
  86   - define the GET_ARGV() macro which calculates the value of argv based upon
  87     the parameter passed to _dl_start (usually it's simply just ARGS+1)
  88   - define PERFORM_BOOTSTRAP_RELOC() macro which will handle just the relocs
  89     that the ldso itself will generate
  90
  91 - dl-syscalls.h:
  92   if you wrote your bits/syscalls.h file correctly in the libc step above, you
  93   can simply copy this file from another arch and be done ... otherwise you
  94   will have to define the syscall[0-6] macros again, but this time setting
  95   _dl_errno instead of just errno
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  97 - dl-sysdep.h:
  98   misc cruft goes in here ... you want to:
  99   - either define or undefine ELF_USES_RELOCA
 100   - define the INIT_GOT macro
 101   - define MAGIC1 to the EM_### value your ELF arch uses
 102   - define ELF_TARGET to a string name for your arch
 103   - define the do_rem() macro
 104   - define misc ALIGN macro's
 105   - define elf_machine_type_class() macro
 106   - define the inline functions elf_machine_dynamic, elf_machine_load_address,
 107     and elf_machine_relative
 108   glibc stores a bunch of these values in libc/sysdeps/ARCH/dl-machine.h
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 110 - elfinterp.c:
 111   define all the relocation functions ... it's best if you just copy from
 112   another arch which uses the same type of relocations (REL or RELA) and
 113   start from there.
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 115 - resolve.S:
 116   front end of lazy relocation ... define the _dl_linux_resolve symbol which
 117   is called by a PLT entry which has yet to be setup ... you will want to:
 118   - set up arguments for _dl_linux_resolver()
 119   - call _dl_linux_resolver()
 120   - clean up after call
 121   - jump to function address now stored in PLT
 122   glibc stores this function in libc/sysdeps/ARCH/dl-trampoline.S
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 124 - utils/ldd.c - if you want support for ldso cache files (spoiler: you do),
 125   then you'll need to teach ldd a little.  generally, the fallback code
 126   should be smart and "just work", but you should be explicit.  just pop
 127   it open and add an appropriate ifdef for your arch and set MATCH_MACHINE()
 128   and ELFCLASSM.  there are plenty examples and you're (hopefully) smart.
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 130 ====================
 131 ===  Misc Cruft  ===
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 133 - utils/readelf.c - not really needed generally speaking, but might as well
 134   add your arch to the giant EM_* list (describe_elf_hdr)
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 136 - MAINTAINERS - presumably you're going to submit this code back to mainline
 137   and since you're the only one who cares about this arch (right now), you
 138   should add yourself to the toplevel MAINTAINERS file.  do it.