共享库的初始化和~初始化函数分析

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。

 

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。