Devingen Paylaşımlı Nesne Desteği

Gerçeklenim

Apache modüllerini yüklemek için DSO desteği, Apache çekirdeğine durağan olarak ilintilenerek derlenmiş olan mod_so adında bir modül tarafından sağlanır. core modülünden başka, bir DSO modülü olamayan tek modül mod_so modülüdür. Hemen hemen tüm diğer Apache modülleri kurulum belgesinde de açıklandığı gibi configure betiğinin --enable-modül=shared seçeneği her modül için ayrı ayrı belirtilerek birer DSO modülü olarak derlenebilir. Derlenmiş modüller mod_filanca.so biçeminde birer DSO ismi alırlar ve her biri istenirse httpd.conf dosyasında mod_so modülünün LoadModule yönergesiyle belirtilerek sunucu başlatılırken veya yeniden başlatılırken sunucuya yüklenebilir.

Apache modülleri için (özellikle üçüncü parti modüller için) DSO dosyası üretimini kolaylaştırmak amacıyla apxs (APache eXtenSion) adında yeni bir destek programı kullanılmaktadır. Bu program Apache modüllerini Apache kaynak ağacından ayrı olarak derlemek için kullanılabilir. Fikir basittir: Apache derlenirken DSO dosyalarını derlemek için platforma bağımlı derleyici ve ilintileyici seçenekleri apxs programının içine konur ve Apache’nin make install ile kurulumu sırasında Apache C başlık dosyaları da kurulur. Böylece kullanıcı Apache dağıtımının kaynak ağacına ihtiyaç duymadan ve platforma bağımlı derleyici ve ilintileyici seçeneklerini bilmek zorunda kalmadan istediği Apache modülünü apxs programını kullanarak derleyebilir.

Kullanıcı Özeti

Apache 2.x’in DSO özelliklerine bir giriş olarak burada kısaca bir bilgi vermekle yetinilecektir:

1. Kaynak dosyası mod_filanca.c dosyasında dağıtılan bir özgün Apache modülünü mod_filanca.so isminde bir DSO modülü olarak derlemek ve kurmak için şöyle yapılır:

   $ ./configure --prefix=/kurulum/yeri --enable-filanca=shared
$ make install

2. Kaynak dosyası mod_filanca.c dosyasında dağıtılan bir üçüncü parti Apache modülünü mod_filanca.so isminde bir DSO modülü olarak derlemek ve kurmak için şöyle yapılır:

   $ ./configure --add-module=modül-türü:/bir/kurulum/yeri/mod_filanca.c \
--enable-filanca=shared
$ make install

3. Paylaşımlı modülleri sonradan kurmak için Apache şöyle yapılandırılır:

   $ ./configure --enable-so
$ make install

4. Kaynak dosyası mod_filanca.c dosyasında dağıtılan bir üçüncü parti Apache modülü mod_filanca.so isminde bir DSO modülü olarak Apache kaynak ağacının dışında apxs kullanarak derlemek ve kurmak için şöyle yapılır:

   $ cd /bir/kurulum/yeri
$ apxs -c mod_filanca.c
$ apxs -i -a -n filanca mod_filanca.la

Tüm durumlarda derlenen paylaşımlı modülü Apache’nin etkin kılabilmesi için httpd.conf dosyasında o modül için bir LoadModule yönergesi bulunmalıdır.

Artalan Bilgisi

Günümüzün Unix türevlerinde var olan şık bir mekanizma sayesinde çalıştırılabilir bir programın adres uzayına çalışma anında yüklenmek veya ilintilenmek üzere Devingen Paylaşımlı Nesneler (DSO - Dynamic Shared Object) adı verilen, özel bir biçem kullanarak kodlanmış program parçaları oluşturulabilir.

Bu yükleme normalde iki yolla yapılabilir: Ya çalıştırılabilir programın başlatılması sırasında yüklenen ld.so adlı bir sistem programınının devingen olarak yüklenmesi ile ya da çalıştırılabilir programın içinden Unix yükleyicisine programsal sistem arayüzü sağlayan dlopen()/dlsym() sistem çağrılarının elle yapılması suretiyle.

İlk yöntemde kullanılan DSO’lara genelde paylaşımlı kütüphaneler veya DSO kütüphaneleri adı verilir ve bunların dosyaları libfilanca.so veya libfilanca.so.1.2 biçiminde isimlendirilir. Belli bir sistem dizininde (normalde /usr/lib) bulunurlar ve derleme sırasında ilintileyici komutuna -lfilanca şeklinde belirtilerek çalıştırılabilir programla ilintilenirler. Doğrudan çalıştırılabilir koda eklenen bu kodlar Unix yükleyicisinin programın başlatılması sırasında kütüphaneyi /usr/lib altında libfilanca.so adıyla bulabilmesini sağlar. Kütüphanelerin aranacağı yerler ya -R gibi bir ilintileyici seçeneği ile koda eklenir ya da arama yolları LD_LIBRARY_PATH ortam değişkeni aracılığıyla yapılandırılır. Böylece çalıştırılabilir programda henüz çözümlenmemiş simgeler DSO içinde bulunarak çözümlenebilir.

Çalıştırılabilir program içindeki simgelere normalde DSO içinden atıfta bulunulmaz (genel kod kütüphanesinin başka programlarca da kullanılması nedeniyle). Bu bakımdan DSO tarafında böyle bir çözümleme yapılmaz. Çalıştırılabilir program da DSO’daki simgeleri kendisi çözümlemeye uğraşmaz, bu işlemlerden tamamen Unix yükleyicisi (ld.so) sorumludur. (Aslında, ld.so’yu çağıracak kod, her çalıştırılabilir programın içine ilintilenmiş (durağan değil) başlatma kodunun bir parçasıdır.) Programlar tarafından ortaklaşa kullanılan kütüphanelerin devingen olarak yüklenmesinin sebebi basittir: Kütüphane kodu libc.so gibi bir sistem kütüphanesine bir kere kaydedilip disk alanından yer kazanılmış olur.

İkinci yöntemde kullanılan DSO’lara yine paylaşımlı kütüphaneler veya DSO kütüphaneleri adı verilir fakat bunların dosyaları geçerli kabule göre filanca.so gibi isimlendirilse de genelde keyfi olarak seçilen bir dosya uzantısı kullanılarak isimlendirilirler. Bu dosyalar genellikle programa özel bir dizinde dururlar ve bu dosyaları kullanacak olan çalıştırılabilir programla aralarında özdevimli olarak bağ kurulmamıştır. Bunun yerine, çalıştırılabilir program DSO’yu çalışma anında dlopen() sayesinde kendi adres uzayına ekler. Çalıştırılabilir program için DSO’daki simgeler bu sırada çözümlenmez. Özdevimli olarak devreye giren Unix yükleyicisi, (varsa) artakalan simgeleri, çalıştırılabilir ihraç edilen simge kümelerini (ve özellikle her yerde hazır ve nazır libc.so içindeki tüm simgeleri) kullanarak çözümler. Bu yolla DSO, çalıştırılabilir programın simge kümesi bilgilerini sanki kendisine baştan durağan olarak ilintilenmiş gibi ulaşabilir.

Son olarak, DSO’nun programlama arayüzünün getirilerinden yararlanmak amacıyla çalıştırılabilir program, daha sonra dağıtım tabloları vb. yerlerde kullanmak üzere dlsym() üzerinden DSO’daki belli simgeleri çözümlemek zorundadır. Başka bir deyişle: Çalıştırılabilir program ihtiyaç duyduğu her simgeyi kullanmak için kendisi çözümleme yapmak zorundadır. Böyle bir mekanizmanın getirisi, programın isteğe bağlı parçalarının gerekli olana kadar yüklenmemesidir (böylece daha az bellek alanı kullanılır). Gerektiği zaman programın işlevselliğini arttırmak amacıyla bu parçalar devingen olarak programa yüklenebilir.

DSO mekanizmasının bu basit gibi görünen işleyişinde zorluk içeren bir adım şudur (başkaları da olabilir): Bir programın işlevselliğini genişletmek için DSO kullanılırken (ikinci yöntem) çalıştırılabilir programdan DSO için simgelerin çözümlenmesi. Zorluğun sebebi, "tersine çözümleme" yapılmasıdır; çalıştırılabilir programın simge kümesindeki DSO simgeleri kütüphane tasarımına aykırı bir şekilde çözümlenir ve bu uygulama tüm platformlarda hazır olarak desteklenmediği gibi standartlaşmış da değildir. Geçer uygulamada çalıştırılabilir programın evrensel simgeleri çoğunlukla yeniden dışa verilmez ve bu bakımdan bir DSO içinde kullanılmaları uygun değildir. Esas sorun, çalıştırılabilir bir programın işlevselliğini çalışma anında genişletmek için DSO kullanımı sırasında ilintileyicinin tüm evrensel simgeleri dışa vermesini zorlamanın bir yolunu bulmaktır.

Paylaşımlı kütüphane yaklaşımı bu bakımdan türünün tek örneğidir, çünkü DSO mekanizması özellikle bunun için tasarlanmıştır, dolayısıyla işletim sisteminin sağladığı hemen hemen tüm kütüphaneler için kullanılabilir. Diğer taraftan, bir programın işlevselliğini genişletmek için paylaşımlı nesne kullanımı çoğu program tarafından kullanılan bir şey değildir.

1998 itibariyle, DSO nesneleriyle çalışma anında çalıştırılabilir program işlevselliğini genişleten başlıca birkaç yazılım paketi vardır: Perl 5 (XS mekanizması ve DynaLoader modülü üzerinden), Netscape Sunucusu, vd. 1.3 sürümünden itibaren Apache de bu gruba katıldı. Çünkü Apache, modül kavramını zaten program işlevselliğini genişletmek için kullanıyordu ve temel işlevselliğine dış modülleri ilintilemek için dahili olarak dağıtım listesine dayalı bir yaklaşım kullanmaktaydı. Dolayısıyla Apache, modüllerini çalışma anında yüklemek için DSO kullanmaya baştan yazgılıydı.

Getiriler ve Götürüler

Yukarıda bahsedilen DSO’ya dayalı özelliklerin getirileri şunlardır:

• Sunucu paketi çalışma anında daha esnektir çünkü, asıl sunucuyu oluşturan parçalar derleme sırasında configure seçenekleriyle birleştirilmek yerine httpd.conf içinde LoadModule yönergeleri sayesinde çalışma anında birleştirilebilmektedir. Bu yolla, örneğin tek bir Apache kurulumuyla birbirinden farklı yapılandırmalara sahip çok sayıda sunucu çalıştırmak mümkündür. (standart veya SSL sürümü; basitleştirilmiş veya güçlendirilmiş sürümü [mod_perl, PHP3], vs.)
• Sunucu paketi kurulumdan sonra bile üçüncü parti modüllerle kolayca genişletilebilir. Bu özellikle, bir Apache temel paketinin yanında PHP3, mod_perl, mod_fastcgi gibi ek paketler oluşturan paket dağıtıcılarına büyük yarar sağlar.
• Yeni Apache modülleri için daha kolay prototip geliştirilebilir: Modül kaynak kodunu DSO/apxs çifti sayesinde Apache kaynak ağacının dışında derleyip modülün yeni bir sürümünü bir apxs -i komutunun ardından apachectl restart yaparak çalışan bir Apache sunucusunda denemek daha kolay hale getirilmiştir.

DSO kullanımının götürüleri ise şunlardır:

• Her platformda hazır olarak desteklenmeme: Tüm işletim sistemleri bir programa devingen olarak kod yükleme becerisine sahip olmadığından DSO mekanizması her platformda kullanılamaz.
• İlk yüklemede %20 yavaşlama: Unix yükleyicisi simgeleri çözümlemek zorunda olduğundan sunucu ilk başlatılırken yaklaşık %20 daha yavaş faaliyete geçer.
• Çalışma sırasında % 5 yavaşlama: Konumdan bağımsız kodun (PIC - Position Independent Code) göreli adresleme için karmaşık oyunlara girmesi ve bunun mutlak adresleme kadar hızlı olmaması nedeniyle sunucu bazı platformlarda çalışma anında yaklaşık %5 daha yavaş çalışabilir.
• DSO'nun tüm modüller için uygun olmaması: DSO modülleri bazı platformlarda diğer DSO temelli kütüphanelerle ilintilenemediğinden (ld -lfilanca) DSO mekanizmasını tüm modül türleri için kullanamazsınız (örneğin a.out temelli platformlar bu işlevselliği ELF temelli platformlar kadar iyi sağlamaz). Başka bir deyişle, DSO dosyaları olarak derlenmiş modüllerin kullanabileceği simgeler ya Apache temel kodunda vardır ya Apache temel kodunun kullandığı C kütüphanesinde (libc) ve diğer durağan ve devingen kütüphanelerde vardır ya da konumdan bağımsız kodu içeren durağan kütüphane arşivlerinde (libfilanca.a) vardır. Diğer modülleri kullanmak için tek şansınız ya Apache çekirdeğinin modüle bir atıf içermesini sağlamak ya da modül kodunu dlopen() vasıtasıyla yüklemektir.