Support des objets dynamiques partagés (DSO)

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La conception modulaire du serveur HTTP Apache permet à l'administrateur + de choisir les fonctionnalités à inclure dans le serveur en sélectionnant + un certain nombre de modules. Les modules seront compilés en tant + qu'Objets Dynamiques Partagés (Dynamic Shared Objects ou DSOs) + qui mènent une existence séparée du fichier binaire principal + httpd. Les modules DSO peuvent être compilés en + même temps que le serveur, ou compilés et ajoutés ultérieurement via + l'Outil des Extensions à Apache (Apache Extension Tool ou + apxs).

Les modules peuvent aussi être intégrés statiquement dans le + binaire httpd lors de la compilation de ce + dernier.

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Ce document décrit l'utilisation des modules DSO ainsi que les dessous + de leur fonctionnement.

Implémentation
Mode d'emploi succinct
Les dessous du fonctionnement des DSO
Avantages et inconvénients

Voir aussi

Commentaires

Implémentation

Modules Apparentés	Directives Apparentées
`mod_so`	`LoadModule`

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Le support DSO pour le chargement de modules individuels d'Apache + httpd est + assuré par un module nommé mod_so qui doit être compilé + statiquement dans le coeur d'Apache httpd. Il s'agit du seul module avec le + module core à ne pas pouvoir être compilé en tant que + module DSO lui-même. Pratiquement tous les autres modules d'Apache httpd + distribués seront alors compilés en tant que modules DSO. Une fois + compilé en tant que module DSO nommé mod_foo.so, un + module peut être chargé en mémoire au + démarrage ou redémarrage du serveur à l'aide de + la directive LoadModule du module + mod_so, placée + dans votre fichier httpd.conf.

La compilation en mode DSO peut être désactivée pour certains + modules via l'option --enable-mods-static du script + configure, comme expliqué dans la Documentation sur l'installation.

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Un utilitaire permet de simplifier la création de + fichiers DSO pour les modules d'Apache httpd + (particulièrement pour les modules tiers) ; il s'agit du programme nommé + apxs (APache + eXtenSion). On peut l'utiliser pour construire des modules de type + DSO en dehors de l'arborescence des sources d'Apache httpd. L'idée est + simple : à l'installation du serveur HTTP Apache, la procédure make install + du script configure installe les fichiers d'en-têtes + d'Apache httpd et positionne, pour la plateforme de compilation, les drapeaux du compilateur et de + l'éditeur de liens à l'intérieur du programme + apxs, qui sera utilisé pour la construction de fichiers DSO. + Il est ainsi possible d'utiliser le programme apxs + pour compiler ses sources de modules Apache httpd sans avoir besoin de + l'arborescence des sources de la distribution d'Apache, et sans avoir à + régler les drapeaux du compilateur et de l'éditeur de liens pour le support DSO.

Mode d'emploi succinct

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Afin que vous puissiez vous faire une idée des fonctionnalités DSO + du serveur HTTP Apache 2.x, en voici un résumé court et concis :

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Construire et installer un module Apache httpd faisant partie de la + distribution, par exemple mod_foo.c, + en tant que module DSO mod_foo.so :
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+$ ./configure --prefix=/chemin/vers/installation --enable-foo +$ make install +
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Configure le serveur HTTP Apache avec tous les modules + activés. Seul un jeu de modules de base sera chargé au + démarrage du serveur. Vous pouvez modifier ce jeu de modules + chargés au démarrage en activant ou désactivant les directives LoadModule correspondantes dans le + fichier httpd.conf.
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+$ ./configure --enable-mods-shared=all +$ make install +
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L'argument most de l'option + --enable-modules indique que tous les modules + non-expérimentaux ou qui ne sont pas là à titre d'exemple seront + compilés.
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Certains modules ne sont utilisés que par les développeurs et + ne seront pas compilés. Si vous voulez les utiliser, spécifiez + l'option all. Pour compiler tous les modules disponibles, + y compris les modules de développeurs, spécifiez l'option + reallyall. En outre, la directive LoadModule peut être activée pour tous + les modules compilés via l'option du script configure + --enable-load-all-modules.
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+$ ./configure --enable-mods-shared=reallyall --enable-load-all-modules +$ make install +
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+ Construire et installer un module Apache httpd tiers, par exemple + mod_foo.c, en tant que module DSO + mod_foo.so en dehors de l'arborescence des sources + d'Apache httpd à l'aide du programme apxs : + +
+$ cd /chemin/vers/module_tiers +$ apxs -cia mod_foo.c +
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Dans tous les cas, une fois le module partagé compilé, vous devez + ajouter une directive LoadModule + dans le fichier httpd.conf pour qu'Apache httpd active le module.

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Voir la documentation sur apxs + pour plus de détails.

Les dessous du fonctionnement des DSO

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Les clônes modernes d'UNIX proposent un mécanisme + appelé édition de liens et chargement dynamiques d' + Objets Dynamiques Partagés (DSO), qui permet de construire un + morceau de programme dans un format spécial pour le rendre chargeable + à l'exécution dans l'espace d'adressage d'un programme exécutable.

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Ce chargement peut s'effectuer de deux manières : automatiquement par + un programme système appelé ld.so quand un programme + exécutable est démarré, ou manuellement à partir du programme en cours + d'exécution via sa propre interface système vers le chargeur Unix à l'aide + des appels système dlopen()/dlsym().

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Dans la première méthode, les DSO sont en général appelés + bibliothèques partagées ou encore bibliothèques DSO, et + possèdent des noms du style + libfoo.so ou libfoo.so.1.2. Ils résident dans un + répertoire système (en général /usr/lib) + et le lien avec le programme exécutable est établi à la compilation en + ajoutant -lfoo à la commande de l'éditeur de liens. Les + références à la bibliothèque sont ainsi codées en dur dans le fichier du + programme exécutable de façon à ce qu'au démarrage du programme, le + chargeur Unix soit capable de localiser libfoo.so dans + /usr/lib, dans des chemins codés en dur à l'aide d'options de + l'éditeur de liens comme -R ou dans des chemins définis par la + variable d'environnement + LD_LIBRARY_PATH. Le chargeur peut dès lors résoudre tous les symboles + (jusque là non encore résolus) du DSO dans le programme exécutable.

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Les symboles du programme exécutable ne sont en général pas + référencés par le DSO (car c'est une bibliothèque de code à usage général + et réutilisable), + et ainsi aucune résolution supplémentaire n'est nécessaire. De son côté, + le programme exécutable ne doit accomplir aucune action particulière + pour utiliser les + symboles du DSO car toutes les résolutions sont effectuées par le chargeur + Unix. En fait, le code permettant d'invoquer + ld.so fait partie du code de démarrage pour l'exécution qui + est lié dans tout programme exécutable non statiquement lié. + L'avantage du chargement dynamique du code d'une bibliothèque partagée est + évident : le code de la bibliothèque ne doit être stocké qu'une seule fois + dans une bibliothèque système telle que libc.so, ce qui permet + d'économiser de l'espace disque pour les autres programmes.

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Dans la seconde méthode, les DSO sont en général appelés objets + partagés ou fichiers DSO, et peuvent être nommés avec + l'extension de son choix (bien que le nom conseillé soit du style + foo.so). Ces fichiers résident en général dans un répertoire + spécifique à un programme, et aucun lien n'est automatiquement établi avec + le programme exécutable dans lequel ils sont utilisés. + Le programme exécutable charge manuellement le DSO à l'exécution dans son + espace d'adressage à l'aide de l'appel système dlopen(). + A ce moment, aucune résolution de symboles du DSO n'est effectuée pour le + programme exécutable. Par contre le chargeur Unix + résoud automatiquement tout symbole du DSO (non encore résolu) + faisant partie de l'ensemble de symboles exporté par le programme + exécutable et ses bibliothèques DSO déjà chargées (et en particulier tous + les symboles de la bibliothèque à tout faire libc.so). + De cette façon, le DSO prend connaissance de l'ensemble de symboles du + programme exécutable comme s'il avait été lié statiquement avec lui + auparavant.

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Finalement, pour tirer profit de l'API des DSO, le programme exécutable + doit résoudre certains symboles du DSO à l'aide de l'appel système + dlsym() pour une utilisation ultérieure dans les tables de + distribution, etc... En d'autres termes, le programme exécutable doit + résoudre manuellement tous les symboles dont il a besoin pour pouvoir les + utiliser. + Avantage d'un tel mécanisme : les modules optionnels du programme n'ont pas + besoin d'être chargés (et ne gaspillent donc pas de ressources mémoire) + tant qu'il ne sont pas nécessaires au programme en question. Si nécessaire, + ces modules peuvent être chargés dynamiquement afin d'étendre les + fonctionnalités de base du programme.

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Bien que ce mécanisme DSO paraisse évident, il comporte au moins une + étape difficile : la résolution des symboles depuis le programme exécutable + pour le DSO lorsqu'on utilise un DSO pour étendre les fonctionnalités d'un + programme (la seconde méthode). Pourquoi ? Parce que la "résolution + inverse" des symboles DSO à partir du jeu de symboles du programme + exécutable dépend de la conception de la bibliothèque (la bibliothèque n'a + aucune information sur le programme qui l'utilise) et n'est ni standardisée + ni disponible sur toutes les plateformes. En pratique, les symboles globaux + du programme exécutable ne sont en général pas réexportés et donc + indisponibles pour l'utilisation dans un DSO. Trouver une méthode pour + forcer l'éditeur de liens à exporter tous les symboles globaux est le + principal problème que l'on doit résoudre lorsqu'on utilise un DSO pour + étendre les fonctionnalités d'un programme au moment de son exécution.

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L'approche des bibliothèques partagées est la plus courante, parce que + c'est dans cette optique que le mécanisme DSO a été conçu ; c'est cette + approche qui est ainsi + utilisée par pratiquement tous les types de bibliothèques que fournit le + système d'exploitation.

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Avantages et inconvénients

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Les fonctionnalités ci-dessus basées sur les DSO présentent les + avantages suivants :

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Le paquetage du serveur est plus flexible à l'exécution car le + processus serveur peut être assemblé à l'exécution via la + directive LoadModule du fichier de + configuration httpd.conf plutôt que par des options du script + configure à la compilation. Par exemple, + on peut ainsi exécuter différentes instances du serveur + (standard et version SSL, version minimale et version dynamique + [mod_perl, mod_php], etc...) à partir d'une seule installation + d'Apache httpd.
Le paquetage du serveur peut être facilement étendu avec des modules + tiers, même après l'installation. Ceci présente un gros + avantage pour les mainteneurs de paquetages destinés aux distributions, + car ils peuvent créer un paquetage Apache httpd de base, et des paquetages + additionnels contenant des extensions telles que PHP, mod_perl, mod_fastcgi, + etc...
Une facilité de prototypage des modules Apache httpd, car la paire + DSO/apxs vous permet d'une part de travailler en + dehors de l'arborescence des sources d'Apache httpd, et d'autre part de n'avoir + besoin que de la commande apxs -i + suivie d'un apachectl restart pour introduire une nouvelle + version de votre module fraîchement développé dans le serveur HTTP Apache + en cours d'exécution.

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Inconvénients des DSO :

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Le serveur est environ 20 % plus lent au démarrage + à cause des résolutions de symboles supplémentaires que le chargeur + Unix doit effectuer.
Le serveur est environ 5 % plus lent à l'exécution + sur certaines plates-formes, car le code indépendant de la position (PIC) + nécessite parfois des manipulations compliquées en assembleur pour + l'adressage relatif qui ne sont pas toujours aussi rapides que celles + que permet l'adressage absolu.
Comme les modules DSO ne peuvent pas être liés avec d'autres + bibliothèques basées sur DSO (ld -lfoo) sur toutes les + plates-formes + (par exemple, les plates-formes basées sur a.out ne fournissent en + général pas cette fonctionnalité alors que les plates-formes basées sur + ELF le font), vous ne pouvez pas utiliser le mécanisme DSO pour tous les + types de modules. Ou en d'autres termes, les modules compilés comme + fichiers DSO sont contraints de n'utiliser que les symboles du coeur + d'Apache httpd, de la bibliothèque C + (libc) et toutes autres bibliothèques statiques ou + dynamiques utilisées par le coeur d'Apache httpd, ou d'archives statiques + (libfoo.a) contenant du code indépendant de la + position (PIC). + Il y a deux solutions pour utiliser un autre type de code : soit le + coeur d'Apache httpd contient déjà lui-même une référence au code, soit vous + chargez le code vous-même via dlopen().

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