Как да задействам c'tors на глобали в изпълнима споделена библиотека (.so)?

Вярвам, че попаднах на работещо решение. Базира се на техники за създаване на -nostdlib изпълними файлове (като OS ядра). Нашата споделена библиотека обаче все още свързва стандартните библиотеки в този случай. Намерих тази тема във форума на RaspberryPi за особено полезна.

Решението е ръчно да се изпълнят указателите на функции, съхранени във вградения init_array на споделената библиотека. Номерът е да използвате скрипт за свързване, за да дефинирате указатели за достъп до този масив. След това extern тези указатели в програмния код. Можем да повторим процеса и за изпълнение на деструктори.

В test.cpp имаме следното:

#include <cstdio>
#include <unistd.h>

class Test
{
public:
    Test() { printf("Hello world!\n"); }
    ~Test() { printf("Goodbye world!\n"); }
};

Test myGlobal;  // a global class instance

extern "C"
{
// ensures linker generates executable .so (assuming x86_64)
extern const char test_interp[] __attribute__((section(".interp"))) =
    "/lib64/ld-linux-x86-64.so.2";

// function walks the init_array and executes constructors
void manual_init(void)
{
    typedef void (*constructor_t)(void);
    // _manual_init_array_start and _manual_init_array_end
    // are created by linker script.
    extern constructor_t _manual_init_array_start[];
    extern constructor_t _manual_init_array_end[];

    constructor_t *fn = _manual_init_array_start;
    while(fn < _manual_init_array_end)
    {
        (*fn++)();
    }
}

// function walks the fini_array and executes destructors
void manual_fini(void)
{
    typedef void (*destructor_t)(void);
    // _manual_init_array_start and _manual_init_array_end
    // are created by linker script.
    extern destructor_t _manual_fini_array_start[];
    extern destructor_t _manual_fini_array_end[];

    destructor_t *fn = _manual_fini_array_start;
    while(fn < _manual_fini_array_end)
    {
        (*fn++)();
    }
}

// entry point for libtest.so when it is executed
void lib_entry(void)
{
    manual_init();  // call ctors
    printf("Entry point of the library!\n");
    manual_fini();  // call dtors

    _exit(0);
}

Трябва ръчно да дефинираме _manual* указателите чрез скрипт за свързване. Трябва да използваме ключовата дума INSERT, за да не заменим изцяло скрипта за свързване по подразбиране на ld. Във файл test.ld имаме:

SECTIONS
{
    .init_array : ALIGN(4)
    {
        _manual_init_array_start = .;
        *(.init_array)
        *(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.init_array.*))
        _manual_init_array_end = .;
    }
}
INSERT AFTER .init; /* use INSERT so we don't override default linker script */

SECTIONS
{
    .fini_array : ALIGN(4)
    {
        _manual_fini_array_start = .;
        *(.fini_array)
        *(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.fini_array.*))
        _manual_fini_array_end = .;
    }
}
INSERT AFTER .fini; /* use INSERT so we don't override default linker script */

Трябва да предоставим два параметъра на линкера: (1) нашия скрипт на линкер и (2) входната точка към нашата библиотека. За да компилираме, правим следното:

 g++ test.cpp -fPIC -Wl,-T,test.ld -Wl,-e,lib_entry -shared -o libtest.so

Получаваме следния изход, когато libtest.so се изпълни в командния ред:

$ ./libtest.so 
Hello world!
Entry point of the library!
Goodbye world!

Също така се опитах да дефинирам глобални стойности в .cpp файлове, различни от test.cpp, които също са компилирани в споделената библиотека. Извикванията на ctor за тези глобални са включени в init_array, така че те се извикват от manual_init(). Библиотеката работи "като нормално", когато е заредена като обикновена споделена библиотека.