供应商原生开发套件 (VNDK) 概览

供应商原生开发套件 (VNDK) 是一组库，可供供应商分区或产品分区中的其他库或二进制文件在 dlopen 运行时期间使用。

为何要使用 VNDK？

AOSP 允许进行框架专用更新，进行此类更新时，系统分区可以升级到最新的框架版本，而供应商分区则保持不变。尽管每个分区中的二进制文件的构建时间不同，但这些文件必须能够相互配合使用。

框架专用更新面临着以下挑战：

框架模块与供应商模块之间的依赖关系。在 Android 8.0 之前的版本中，供应商分区和系统分区中的模块可以相互关联。但是，来自供应商模块的依赖关系对框架模块开发施加了不必要的限制。
AOSP 库的扩展。Android 要求所有 Android 设备在系统分区被替换为标准通用系统映像 (GSI) 时，都必须通过 CTS 测试。但是，当供应商扩展 AOSP 库以提高性能或为其 HIDL 实现添加额外功能时，使用标准 GSI 来刷写系统分区可能会破坏供应商的 HIDL 实现有关如何防止此类破坏的指南，请参阅 VNDK 扩展。

为了应对这些挑战，Android 中包含一些功能，例如 VNDK（如本部分中所述）、HIDL、hwbinder、设备树叠加层和 sepolicy 叠加层。

VNDK 专用术语

VNDK 相关文档使用以下术语：

模块是指共享库或可执行文件。模块会建立构建时依赖关系。
进程是指从可执行文件衍生而来的操作系统任务。进程会建立运行时依赖关系。
以“框架”开头的术语与 system 分区相关：

框架可执行文件是指 /system/bin 或 /system/xbin 中的可执行文件。
框架共享库是指 /system/lib[64] 下的共享库。
框架模块是指框架共享库和框架可执行文件。
框架进程是指从框架可执行文件衍生而来的进程，例如 /system/bin/app_process。

以“供应商”开头的术语与 vendor 分区相关：

供应商可执行文件是指 /vendor/bin 中的可执行文件。
供应商共享库是指 /vendor/lib[64] 下的共享库。
供应商模块是指供应商可执行文件和供应商共享库。
供应商进程是指从供应商可执行文件衍生而来的进程，例如 /vendor/bin/android.hardware.camera.provider@2.4-service。

VNDK 概念

在理想的 Android 8.0 及更高版本环境中，框架进程不加载供应商共享库，所有供应商进程仅加载供应商共享库（和一部分框架共享库），而框架进程与供应商进程之间的通信由 HIDL 和硬件 binder 控制。

这样的环境存在以下可能：来自框架共享库的稳定、公共 API 可能不足以满足供应商模块开发者的需求（尽管 API 在不同的 Android 版本之间会有所变化），要防止出现这种情况，供应商进程需要能够访问一部分框架共享库。此外，由于性能要求可能会导致折中方案，因此必须区别对待某些对响应时间要求严格的 HAL。

以下部分详细介绍了 VNDK 如何处理适用于供应商的框架共享库以及 Same-Process HAL (SP-HAL)。

适用于供应商的框架共享库

本部分介绍了供应商进程可访问的共享库的分类标准。要让供应商模块在多个 Android 版本上皆可正常工作，有以下两种方法：

使框架共享库的 ABI/API 保持稳定。新的框架模块和旧的供应商模块可以使用同一共享库，以减少内存占用和存储空间占用。此外，通过使用同一共享库，还可以避免一些双重加载问题。不过，保持稳定的 ABI/API 的开发成本很高，因此让每个框架共享库导出的所有 ABI/API 都保持稳定是不现实的。
复制旧的框架共享库。此方法会严重限制边信道，即在框架模块与供应商模块之间进行通信的所有机制，包括（但不限于）binder、套接字、管道、共享内存、共享文件和系统属性。除非通信协议被冻结且保持稳定（例如通过 hwbinder 的 HIDL），否则不能进行通信。双重加载共享库也可能会导致出现问题；例如，如果将新库创建的对象传递到旧库的函数中，则可能会出错，因为这些库可能会以不同的方式解读该对象。

根据共享库的特性不同，使用的方法也有差异。因此，框架共享库可分为以下三个子类别：

LL-NDK 库是已知稳定的框架共享库。它们的开发者致力于保持其 API/ABI 稳定性。
- LL-NDK 包含以下库：libEGL.so、libGLESv1_CM.so、libGLESv2.so、libGLESv3.so、libandroid_net.so、libc.so、libdl.so、liblog.so、libm.so、libnativewindow.so、libneuralnetworks.so、libsync.so、libvndksupport.so 和 libvulkan.so。
符合条件的 VNDK 库 (VNDK) 是指可以安全复制两次的框架共享库。框架模块和供应商模块可以与其各自的副本相关联。框架共享库只有满足以下条件才能成为符合条件的 VNDK 库：
- 不向框架发送或从框架接收 IPC。
- 与 ART 虚拟机无关。
- 不读取/写入文件格式不稳定的文件/分区。
- 没有需要法律审查的特殊软件许可。
- 其代码所有者不反对供应商使用该库。
框架专用库 (FWK-ONLY) 是指不属于上述类别的框架共享库。此类库具有以下特点：
- 被视为框架内部实现细节。
- 不得由供应商模块访问。
- 具有不稳定的 ABI/API，无 API/ABI 兼容性保证。
- 不会被复制。

Same-Process HAL (SP-HAL)

Same-Process HAL (SP-HAL) 是一组预先确定的 HAL，作为供应商共享库进行实现，并被加载到框架进程中。SP-HAL 由链接器命名空间（控制共享库可见的库和符号）进行隔离。SP-HAL 必须仅依赖于 LL-NDK 和 VNDK-SP。

VNDK-SP 是一部分预定义的符合条件的 VNDK 库。我们会仔细审查 VNDK-SP 库，以确保将 VNDK-SP 库双重加载到框架进程中不会导致问题。SP-HAL 和 VNDK-SP 均由 Google 定义。

以下库是经过批准的 SP-HAL：

libGLESv1_CM_${driver}.so
libGLESv2_${driver}.so
libGLESv3_${driver}.so
libEGL_${driver}.so
vulkan.${driver}.so
android.hardware.renderscript@1.0-impl.so
android.hardware.graphics.mapper@2.0-impl.so

VNDK-SP 库会在其 Android.bp 文件中指定 vndk: { support_system_process: true }。如果还指定了 vndk: {private:true}，则这些库称为 VNDK-SP-Private，并且对 SP-HALS 不可见。

以下是具有 RS 例外的框架专用库 (FWK-ONLY-RS)：

libft2.so (Renderscript)
libmediandk.so (Renderscript)

VNDK 版本控制

VNDK 共享库带有版本编号：

ro.vndk.version 系统属性将自动添加到 /vendor/default.prop。
VNDK 和 VNDK-SP 共享库会以 VNDK APEX com.android.vndk.v${ro.vndk.version} 的形式安装，并装载到 /apex/com.android.vndk.v${ro.vndk.version} 上。

系统将按以下算法选择 ro.vndk.version 的值：

如果 BOARD_VNDK_VERSION 不等于 current，则使用 BOARD_VNDK_VERSION。
如果 BOARD_VNDK_VERSION 等于 current：

如果 PLATFORM_VERSION_CODENAME 为 REL，则使用 PLATFORM_SDK_VERSION（例如 28）。
否则使用 PLATFORM_VERSION_CODENAME（例如 P）。

供应商测试套件 (VTS)

Android 供应商测试套件 (VTS) 强制要求存在非空 ro.vndk.version 属性。新发布的设备和升级设备都必须定义 ro.vndk.version。一些 VNDK 测试用例（例如 VtsVndkFilesTest 和 VtsVndkDependencyTest）依赖 ro.vndk.version 属性来加载符合条件且匹配的 VNDK 库数据集。