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共享库的初始化和~初始化函数分析

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Win32下可以通过DllMain来初始化和~初始化动态库,而Linux下则没有与之完全对应的函数,但可以通过一些方法模拟它的部分功能。有人会说,很简单,实现_init/_fini两个函数就行了。好,我们来看看事实是不是这样的。

作者:李先静 来源:CSDN 2008年3月21日

关键字: 初始化 共享库 C++ C Linux

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Win32下可以通过DllMain来初始化和~初始化动态库,而Linux下则没有与之完全对应的函数,但可以通过一些方法模拟它的部分功能。有人会说,很简单,实现_init/_fini两个函数就行了。好,我们来看看事实是不是这样的。

 

很多资料上都说可以利用_init/_fini来实现,而我从来没有测试成功过,原因是这两个函数都已经被gcc占用了。比如:

test.c

#include <stdio.h>

 

void _init(void)

{

    printf("%s", __func__);

}

 

void _fini(void)

{

    printf("%s", __func__);

}

 

编译结果:

[root@localhost soinit]# gcc -g test.c -shared -o libtest.so

/tmp/cc4DUw68.o(.text+0x0): In function `_init':

/work/test/soinit/test.c:5: multiple definition of `_init'

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.0.0/../../../crti.o(.init+0x0): first defined here

/tmp/cc4DUw68.o(.text+0x1d): In function `_fini':

/work/test/soinit/test.c:10: multiple definition of `_fini'

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.0.0/../../../crti.o(.fini+0x0): first defined here

collect2: ld returned 1 exit status

 

由此可见,这两个符号已经被编译器的脚手架代码占用了,我们不能再使用。编译器用这两个函数做什么?我们能不能抢占这两个函数,不用编译器提供的,而用我们自己的呢?先看看这两个的实现:

00000594 <_fini>:

 594:   55                      push   %ebp

 595:   89 e5                   mov    %esp,%ebp

 597:   53                      push   %ebx

 598:   50                      push   %eax

 599:   e8 00 00 00 00          call   59e <_fini+0xa>

 59e:   5b                      pop    %ebx

 59f:   81 c3 02 11 00 00       add    $0x1102,%ebx

 5a5:   e8 de fe ff ff          call   488 <__do_global_dtors_aux>

 5aa:   58                      pop    %eax

 5ab:   5b                      pop    %ebx

 5ac:   c9                      leave 

 5ad:   c3                      ret   

 

 0000041c <_init>:

 41c:   55                      push   %ebp

 41d:   89 e5                   mov    %esp,%ebp

 41f:   83 ec 08                sub    $0x8,%esp

 422:   e8 3d 00 00 00          call   464 <call_gmon_start>

 427:   e8 b8 00 00 00          call   4e4 <frame_dummy>

 42c:   e8 2b 01 00 00          call   55c <__do_global_ctors_aux>

 431:   c9                      leave 

 432:   c3                      ret   

 

 

从以上代码中可以看出,这两个函数是用来初始化/~初始化全局变量/对象的,抢占这两个函数可能导致初始化/~初始化全局变量/对象出错。所以不能再打_init/_fini的主意,那怎么办呢?

 

使用全局对象

test.cpp

#include <stdio.h>

class InitFini

{

public:

    InitFini()

    {

        printf("%s\n", __func__);

    }

    ~InitFini()

    {

        printf("%s\n", __func__);

    }

};

 

static InitFini aInitFini;

 

extern "C" int test(int n)

{

    return n;

}

 

Main.c

int test(int n);

 

int main(int argc, char* argv[])

{

    test(1);

    return 0;

}

 

测试结果:

[root@localhost soinit]# ./t.exe

InitFini

~InitFini

那么这两个函数是怎么被调用的呢?我们在gdb里看看:

 

Breakpoint 3, InitFini (this=0xa507bc) at test.cpp:7

7                       printf("%s\n", __func__);

Current language:  auto; currently c++

(gdb) bt

#0  InitFini (this=0xa507bc) at test.cpp:7

#1  0x00a4f5e0 in __static_initialization_and_destruction_0 (__initialize_p=1, __priority=65535) at test.cpp:15

#2  0x00a4f611 in global constructors keyed to test () at test.cpp:21

#3  0x00a4f66a in __do_global_ctors_aux () from ./libtest.so

#4  0x00a4f4a9 in _init () from ./libtest.so

#5  0x002c8b4b in call_init () from /lib/ld-linux.so.2

#6  0x002c8c4a in _dl_init_internal () from /lib/ld-linux.so.2

#7  0x002bb83f in _dl_start_user () from /lib/ld-linux.so.2

 

Breakpoint 4, ~InitFini (this=0x0) at test.cpp:9

9               ~InitFini()

(gdb) bt

#0  ~InitFini (this=0x0) at test.cpp:9

#1  0x00a4f5b3 in __tcf_0 () at test.cpp:15

#2  0x00303e6f in __cxa_finalize () from /lib/libc.so.6

#3  0x00a4f532 in __do_global_dtors_aux () from ./libtest.so

#4  0x00a4f692 in _fini () from ./libtest.so

#5  0x002c9058 in _dl_fini () from /lib/ld-linux.so.2

#6  0x00303c69 in exit () from /lib/libc.so.6

#7  0x002eddee in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6

#8  0x080483b5 in _start ()

从以上信息可以看出,正是从_init/_fini两个函数调用过来的。

 

使用gcc扩展

毫无疑问,以上方法可行,但是在C++中才行。而C语言中,根本没有构造和析构函数。怎么办呢?这时我们可以使用gcc的扩展:

#include <stdio.h>

 

__attribute ((constructor)) void test_init(void)

{

    printf("%s\n", __func__);

}

 

__attribute ((destructor)) void test_fini(void)

{

    printf("%s\n", __func__);

}

 

int test(int n)

{

    return n;

}

 

测试结果:

[root@localhost soinit]# ./t.exe

test_init

test_fini

 

我们不防也看看这两个函数是怎么被调到的:

Breakpoint 3, test_init () at test.c:6

6               printf("%s\n", __func__);

(gdb) bt

#0  test_init () at test.c:6

#1  0x00860586 in __do_global_ctors_aux () from ./libtest.so

#2  0x00860439 in _init () from ./libtest.so

#3  0x002c8b4b in call_init () from /lib/ld-linux.so.2

#4  0x002c8c4a in _dl_init_internal () from /lib/ld-linux.so.2

#5  0x002bb83f in _dl_start_user () from /lib/ld-linux.so.2

(gdb) c

 

Breakpoint 4, test_fini () at test.c:11

11              printf("%s\n", __func__);

(gdb) bt

#0  test_fini () at test.c:11

#1  0x008604d3 in __do_global_dtors_aux () from ./libtest.so

#2  0x008605ae in _fini () from ./libtest.so

#3  0x002c9058 in _dl_fini () from /lib/ld-linux.so.2

#4  0x00303c69 in exit () from /lib/libc.so.6

#5  0x002eddee in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6

#6  0x080483b5 in _start ()

 

从以上信息可以看出,也是从_init/_fini两个函数调用过来的。

 

总结:正如一些资料上所说的,在linux下,_init/_fini是共享库的初始化和~初始化函数。但这两个函数是给gcc用的,我们不能直接使用它们,但可以用本文中提到另外两种方法来实现。

 

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