Linux共享库全局构造函数相互依赖

Question

操作系统 Centos 5.6 i686 2.6.18-53.1.4.el5vm。
gcc 版本 4.1.2 20080704（红帽 4.1.2-48）
ld版本2.17.50.0.6-6.el5 20061020

我是这样编译的：
gcc -c -fnon-call-exceptions -fexceptions -Wall -DUNICODE -D_UNICODE -D_REENTRANT -I。
并以这种方式链接：
gcc -lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR $LIBRARIES

我有 3 个库和一个可执行文件：A.so、B.so、C.so、ElfExec
B.so 取决于 A.so。 C.so 依赖于 B.so。
在代码中，A.so 有一个标头，通过它公开功能 Ah，代码中的 B.so 有一个 Bh 标头，其中包含 Ah 和 B 功能。 C.so代码中包含Bh
Ah 定义了一个类型的静态变量 K，当且仅当初始化 A.so 的静态内存管理器时才可以使用该变量。变量 K 直接在 header 中的 Ah 中定义，因此它的初始化会在组成 B.so 和 C.so 的所有对象的全局构造函数中传播。

我这样链接所有内容：
gcc“所有 B 模块”-lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR A.so
gcc“所有 C 模块”-lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR B.so
gcc“所有 ElfExec 模块”-lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR C.so
我也尝试过：
gcc "ALL ElfExec MODULES" -lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR A.so B.so C.so

运行时 ElfExec 得到一个 SIGSEGV，因为它尝试在 A.so 的静态内存管理器初始化之前初始化变量 K。
这是因为 C.so 中的全局构造函数在 A.so 中的全局构造函数之前被调用。
如果我制作一个只需要 B.so 的应用程序 ElfExec2
gcc“所有 ElfExec1 模块”-lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR B.so
这工作正常。

在 ElfExec1 的情况下，链接器发现需要先调用 A.so 中的全局构造函数，然后再调用 B.so 中的全局构造函数。
对于 ElfExec 来说，这种情况不会发生。

我的解决方案是像这样链接 C.so： gcc“所有 C 模块”-lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR A.so B.so
这使得 C.so 直接依赖于 A.so。

是否有另一种方法可以告诉链接器全局构造函数调用的顺序？

Answer 1

正如您所发现的，不要相信链接器比您更了解。如果顺序很重要，则需要以编程方式指定顺序。不要只是试图欺骗链接器。

如果这些不是图书馆，你就会这么做，对吧？以正确的顺序相互调用的构造函数/初始化函数？

我的第一选择是将库设计为不具有或不使用全局变量。

如果你做不到这一点，我的第二个选择是为每个需要初始化全局变量的库提供一个 init 方法。库的使用者需要先调用该 init 方法，然后才能执行任何操作，并且库必须尝试阻止使用/构造，直到正确完成 init。也许将它们设置为 init 方法的静态，然后设置指向它们的全局指针 (K* k) 可能会有助于该实现。这应该足以使初始化链按正确的顺序组合在一起。

最后，如果让任何库的用户（A 表示 B，B 表示 C，C 表示应用程序）调用 init 方法存在障碍，您可以使用 gcc 之类的语言扩展：

extern "C" __attribute__ ((constructor)) void A_lib_ctor()
{
    // ....
}
extern "C" __attribute__ ((destructor)) void A_lib_dtor()
{
    // ....
}

来执行您需要的操作自动加载库。这牺牲了一些可移植性。可能会牺牲更多，较新版本的 gcc 支持构造函数（优先级）语法。

我的最后选择是使用 dlopen 手动加载库的复杂步骤。

最适合您的选择的设计会更好，而最适合您的选择则更糟糕。