Как вызвать c'tors глобальных переменных в исполняемой общей библиотеке (.so)?

Я считаю, что я наткнулся на работоспособное решение. Он основан на методах создания -nostdlib исполняемых файлов (таких как ядра ОС). Однако в этом случае наша общая библиотека по-прежнему связывает стандартные библиотеки. Я нашел эту ветку форума RaspberryPi особенно полезной.

Решение состоит в том, чтобы вручную выполнить указатели функций, хранящиеся во встроенном файле init_array общей библиотеки. Хитрость заключается в использовании скрипта компоновщика для определения указателей для доступа к этому массиву. Затем мы extern добавляем эти указатели в программный код. Мы можем повторить процесс и для выполнения деструкторов.

В test.cpp у нас есть следующее:

#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);
}

Нам нужно вручную определить указатели _manual* через скрипт компоновщика. Мы должны использовать ключевое слово INSERT, чтобы не полностью заменить сценарий компоновщика ld по умолчанию. В файле test.ld у нас есть:

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 */

Мы должны предоставить компоновщику два параметра: (1) наш скрипт компоновщика и (2) точку входа в нашу библиотеку. Для компиляции делаем следующее:

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

Мы получаем следующий вывод, когда libtest.so выполняется в командной строке:

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

Я также пытался определить глобальные переменные в файлах .cpp, отличных от test.cpp, которые также скомпилированы в разделяемую библиотеку. Вызовы ctor для этих глобальных переменных включены в init_array, поэтому они вызываются manual_init(). Библиотека работает «как обычно», когда загружается как обычная разделяемая библиотека.