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 (Red Hat 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 依赖于 A.so。 C.so 依赖于 B.so。
在代码 A.so 中有一个标头，通过它公开功能 A.h，B.so 在代码中有一个 B.h 标头，其中包括 A.h 和 B 功能。代码中的 C.so 包括 B.h.
A.h 定义了一个类型的静态变量 K，当且仅当 A.so 的静态内存管理器被初始化时，该变量才能使用。变量 K 直接在 A.h 中的头文件中定义，因此它的初始化在构成 B.so 和 C.so 的所有对象的全局构造函数中传播。

我像这样链接所有内容：
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
我也试过：
gcc "所有 ElfExec 模块" -lstdc++ -pthread -ldl -lrt --no-relocate -Wl,-rpath,$SO_DIR -L$SO_DIR A.so B.so C.so

运行时 ElfExec 会获得一个 SIGSEGV，因为它会在初始化 A.so 的静态内存管理器之前尝试初始化变量 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 "ALL ElfExec1 MODULES" -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来自 A.so 的全局构造函数，然后再调用来自 B.so 的全局构造函数。
在 ElfExec 的情况下不会发生这种情况。

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 C.so 直接依赖于 A.so。

还有其他方法可以告诉链接器全局构造函数的调用顺序吗？

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，您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，你会这样做，对吧？以正确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。

如果你不能这样做，我的第二个选择是每个需要初始化全局变量的库都有一个 init 方法。库的使用者需要在执行任何操作之前调用该 init 方法，并且库必须尝试阻止使用/构造，直到 init 正确完成。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) 可能有助于该实现。这应该足以使初始化链以正确的顺序组合在一起。

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

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

在库加载时自动执行您需要的操作。这牺牲了一些便携性。可能会牺牲更多，较新版本的 gcc 支持构造函数（优先级）语法。

我最后的选择是使用 dlopen 手动加载库的复杂步骤。

选择最适合你的选择更好，而对后面的选择更差。