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<manualpage metafile="dso.xml.meta">

  <title>Prise en charge des objets dynamiques partagés (DSO)</title>

  <summary>
    <p>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
    <program>httpd</program>. 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
    <program>apxs</program>).</p>
    <p>Les modules peuvent aussi être intégrés statiquement dans le
    binaire <program>httpd</program> lors de la compilation de ce
    dernier.</p>

    <p>Ce document décrit l'utilisation des modules DSO ainsi que les dessous
    de leur fonctionnement.</p>
  </summary>


<section id="implementation"><title>Implémentation</title>

<related>
<modulelist>
<module>mod_so</module>
</modulelist>
<directivelist>
<directive module="mod_so">LoadModule</directive>
</directivelist>
</related>

    <p>La prise en charge de DSO pour le chargement de modules individuels d'Apache
    httpd est
    assuré par un module nommé <module>mod_so</module> qui doit être compilé
    statiquement dans le coeur d'Apache httpd. Il s'agit du seul module avec le
    module <module>core</module> 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 <code>mod_foo.so</code>, un
    module peut être chargé en mémoire au
    démarrage ou redémarrage du serveur à l'aide de
    la directive <directive module="mod_so">LoadModule</directive> du module
    <module>mod_so</module> placée
    dans votre fichier <code>httpd.conf</code>.</p>
    <p>La compilation en mode DSO peut être désactivée pour certains
    modules via l'option <code>--enable-mods-static</code> du script
    <program>configure</program>, comme expliqué dans la <a
    href="install.html">Documentation sur l'installation</a>.</p>

    <p>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
    <program>apxs</program> (<dfn>APache
    eXtenSion</dfn>). On peut l'utiliser pour construire des modules de type
    DSO <em>en dehors</em> de l'arborescence des sources d'Apache httpd. L'idée est
    simple : à l'installation du serveur HTTP Apache, la procédure <code>make install</code>
    du script <program>configure</program> 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
    <program>apxs</program> qui sera utilisé pour la construction de fichiers DSO.
    Il est ainsi possible d'utiliser le programme <program>apxs</program>
    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 la prise en charge de DSO.</p>
</section>

<section id="usage"><title>Mode d'emploi succinct</title>

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

    <ol>
      <li>
        <p>Construire et installer un module Apache httpd <em>faisant partie de la
	distribution</em>, par exemple <code>mod_foo.c</code>,
	en tant que module DSO <code>mod_foo.so</code> :</p>

<example>
$ ./configure --prefix=/chemin/vers/installation --enable-foo<br />
$ make install
</example>
      </li>

      <li>
        <p>Configurer 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 <directive
      module="mod_so">LoadModule</directive> correspondantes dans le
      fichier <code>httpd.conf</code>.</p>

<example>
$ ./configure --enable-mods-shared=all<br />
$ make install
</example>

        <p>L'argument <code>most</code> de l'option
	<code>--enable-modules</code> indique que tous les modules
	non-expérimentaux ou qui ne sont pas là à titre d'exemple seront
	compilés.</p>
      </li>

      <li>
      <p>Certains modules ne sont utilisés que par les développeurs et
      ne seront pas compilés. Si vous voulez les utiliser, spécifiez
      l'option <em>all</em>. Pour compiler tous les modules disponibles,
      y compris les modules de développeurs, spécifiez l'option
      <em>reallyall</em>. En outre, la directive <directive
      module="mod_so">LoadModule</directive> peut être activée pour tous
      les modules compilés via l'option du script configure
      <code>--enable-load-all-modules</code>.</p>

<example>
$ ./configure --enable-mods-shared=reallyall --enable-load-all-modules<br />
$ make install
</example>
      </li>

      <li>
        Construire et installer un module Apache httpd <em>tiers</em>, par exemple
        <code>mod_foo.c</code>, en tant que module DSO
        <code>mod_foo.so</code> <em>en dehors</em> de l'arborescence des sources
	d'Apache httpd à l'aide du programme <program>apxs</program> :

<example>
$ cd /chemin/vers/module_tiers<br />
$ apxs -cia mod_foo.c
</example>
      </li>
    </ol>

    <p>Dans tous les cas, une fois le module partagé compilé, vous devez
    ajouter une directive <directive module="mod_so">LoadModule</directive>
    dans le fichier <code>httpd.conf</code> pour qu'Apache httpd active le module.</p>

    <p>Voir la <a href="programs/apxs.html">documentation sur apxs</a>
    pour plus de détails.</p>
</section>

<section id="background"><title>Les dessous du fonctionnement des DSO</title>

    <p>Les clones modernes d'UNIX proposent un mécanisme
    appelé édition de liens et chargement dynamiques d'
    <em>Objets Dynamiques Partagés</em> (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.</p>

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

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

    <p>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
    <code>ld.so</code> 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 <code>libc.so</code>, ce qui permet
    d'économiser de l'espace disque pour les autres programmes.</p>

    <p>Dans la seconde méthode, les DSO sont en général appelés <em>objets
    partagés</em> ou <em>fichiers DSO</em>, et peuvent être nommés avec
    l'extension de son choix (bien que le nom conseillé soit du style
    <code>foo.so</code>). 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 <code>dlopen()</code>.
    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 <code>libc.so</code>).
    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.</p>

    <p>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
    <code>dlsym()</code> pour une utilisation ultérieure dans les tables de
    distribution, <em>etc.</em> 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.</p>

    <p>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.</p>

    <p>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.</p>

</section>

<section id="advantages"><title>Avantages et inconvénients</title>

    <p>Les fonctionnalités ci-dessus basées sur les DSO présentent les
    avantages suivants :</p>

    <ul>
      <li>Le paquetage du serveur est plus flexible à l'exécution car le
      processus serveur peut être assemblé à l'exécution via la
      directive <directive module="mod_so">LoadModule</directive> du fichier de
      configuration <code>httpd.conf</code> plutôt que par des options du script
      <program>configure</program> 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], <em>etc.</em>) à partir d'une seule installation
      d'Apache httpd.</li>

      <li>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,
      <em>etc.</em></li>

      <li>Une facilité de prototypage des modules Apache httpd, car la paire
      DSO/<program>apxs</program> 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 <code>apxs -i</code>
      suivie d'un <code>apachectl restart</code> pour introduire une nouvelle
      version de votre module fraîchement développé dans le serveur HTTP Apache
      en cours d'exécution.</li>
    </ul>

    <p>Inconvénients des DSO :</p>

    <ul>
      <li>Le serveur est environ 20 % plus lent au démarrage
      à cause des résolutions de symboles supplémentaires que le chargeur
      Unix doit effectuer.</li>

      <li>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.</li>

      <li>Comme les modules DSO ne peuvent pas être liés avec d'autres
      bibliothèques basées sur DSO (<code>ld -lfoo</code>) 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
      (<code>libc</code>) et toutes autres bibliothèques statiques ou
      dynamiques utilisées par le coeur d'Apache httpd, ou d'archives statiques
      (<code>libfoo.a</code>) 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 à l’aide de <code>dlopen()</code>.</li>
    </ul>

</section>

</manualpage>