Spazio dei nomi linker

Il linker dinamico risolve due problemi nel design di Treble VNDK:

• Le librerie condivise SP-HAL e le relative dipendenze, incluse le librerie VNDK-SP, vengono caricate nei processi del framework. Dovrebbero esserci alcuni meccanismi per evitare conflitti di simboli.
• dlopen() e android_dlopen_ext() possono introdurre alcune dipendenze di runtime che non sono visibili al momento della build e possono essere difficili da rilevare utilizzando l'analisi statica.

Queste due sfide possono essere risolte dal meccanismo dello spazio dei nomi linker. Questo meccanismo è fornito dal linker dinamico. Puoi isolerare le librerie condivise in spazi dei nomi del linker diversi in modo che le librerie con lo stesso nome, ma con simboli diversi, non entrino in conflitto.

D'altra parte, il meccanismo dello spazio dei nomi del linker offre la flessibilità in modo che alcune librerie condivise possano essere esportate da uno spazio dei nomi del linker e utilizzate da un altro spazio dei nomi del linker. Queste librerie condivise esportate possono diventare API di programmazione di applicazioni pubbliche per altri programmi, nascondendo al contempo i dettagli di implementazione all'interno degli spazi dei nomi del linker.

Ad esempio, /system/lib[64]/libcutils.so e /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so sono due librerie condivise. Queste due librerie possono avere simboli diversi. Vengono caricati in diversi spazi dei nomi del linker in modo che i moduli del framework possano dipendere da /system/lib[64]/libcutils.so e le librerie condivise SP-HAL possano dipendere da /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so.

D'altra parte, /system/lib[64]/libc.so è un esempio di una libreria pubblica esportata da uno spazio dei nomi del linker e importata in molti spazi dei nomi del linker. Le dipendenze di /system/lib[64]/libc.so, ad esempio libnetd_client.so, vengono caricate nello spazio dei nomi in cui risiede /system/lib[64]/libc.so. Gli altri spazi dei nomi non avranno accesso a queste dipendenze. Questo meccanismo incapsula i dettagli di implementazione, fornendo al contempo le interfacce pubbliche.

Come funziona

Il linker dinamico è responsabile del caricamento delle librerie condivise specificate nelle voci DT_NEEDED o delle librerie condivise specificate dall'argomento di dlopen() o android_dlopen_ext(). In entrambi i casi, il linker dinamico trova lo spazio dei nomi del linker in cui il chiamante risiede e tenta di caricare le dipendenze nello stesso spazio dei nomi del linker. Se il linker dinamico non riesce a caricare la libreria condivisa nello spazio dei nomi del linker specificato, chiede allo spazio dei nomi del linker collegato le librerie condivise esportate.

Formato del file di configurazione

Il formato del file di configurazione si basa sul formato file INI. Un tipico file di configurazione ha questo aspetto:

dir.system = /system/bin
dir.system = /system/xbin
dir.vendor = /vendor/bin

[system]
additional.namespaces = sphal,vndk

namespace.default.isolated = true
namespace.default.search.paths = /system/${LIB}
namespace.default.permitted.paths = /system/${LIB}/hw
namespace.default.asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}:/system/${LIB}
namespace.default.asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw:/system/${LIB}/hw

namespace.sphal.isolated = true
namespace.sphal.visible = true
namespace.sphal.search.paths = /odm/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.permitted.paths = /odm/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.asan.search.paths  = /data/asan/odm/${LIB}:/odm/${LIB}
namespace.sphal.asan.search.paths += /data/asan/vendor/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.asan.permitted.paths  = /data/asan/odm/${LIB}:/odm/${LIB}
namespace.sphal.asan.permitted.paths += /data/asan/vendor/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.links = default,vndk
namespace.sphal.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so
namespace.sphal.link.vndk.shared_libs = libbase.so:libcutils.so

namespace.vndk.isolated = true
namespace.vndk.search.paths = /system/${LIB}/vndk-sp-29
namespace.vndk.permitted.paths = /system/${LIB}/vndk-sp-29
namespace.vndk.links = default
namespace.vndk.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so

[vendor]
namespace.default.isolated = false
namespace.default.search.paths = /vendor/${LIB}:/system/${LIB}

Il file di configurazione include:

• All'inizio di diverse proprietà di mappatura delle sezioni della directory affinché il linker dinamico selezioni la sezione effettiva.
• Diverse sezioni di configurazione degli spazi dei nomi del linker:
  • Ogni sezione contiene diversi spazi dei nomi (vertici del grafico) e diversi link di riserva tra gli spazi dei nomi (archi del grafico).
  • Ogni spazio dei nomi ha le proprie impostazioni di isolamento, percorsi di ricerca, percorsi consentiti e visibilità.

Le tabelle seguenti descrivono in dettaglio il significato di ogni proprietà.

Proprietà di mappatura della sezione della directory

Proprietà	Descrizione	Esempio
dir.name	Un percorso a una directory a cui si applica la sezione [name]. Ogni proprietà mappa gli eseguibili nella directory a una sezione di configurazione degli spazi dei nomi del linker. Potrebbero esserci due (o più) proprietà che hanno lo stesso name, ma rimandano a directory diverse.	dir.system = /system/bin dir.system = /system/xbin dir.vendor = /vendor/bin Ciò indica che la configurazione specificata nella sezione [system] si applica agli eseguibili caricati da /system/bin o /system/xbin. La configurazione specificata nella sezione [vendor] si applica agli eseguibili caricati da /vendor/bin.

Proprietà della relazione

Proprietà	Descrizione	Esempio
additional.namespaces	Un elenco di spazi dei nomi aggiuntivi separati da virgole (oltre allo spazio dei nomi default) per la sezione.	additional.namespaces = sphal,vndk Questo indica che esistono tre spazi dei nomi (default, sphal e vndk) nella configurazione di [system].
namespace.name.links	Un elenco separato da virgole di spazi dei nomi di riserva. Se non è possibile trovare una libreria condivisa nello spazio dei nomi corrente, il linker dinamico tenta di caricarla dagli spazi dei nomi di riserva. Lo spazio dei nomi specificato all'inizio dell'elenco ha una priorità più elevata. Nota: gli spazi dei nomi di riserva non sono transitivi. Ad esempio, lo spazio dei nomi A si collega allo spazio dei nomi B e lo spazio dei nomi B allo spazio dei nomi C. Se il linker dinamico non riesce a trovare la libreria nel namespace A, cerca SOLO nel namespace B. Non esegue la ricerca dello spazio dei nomi C.	namespace.sphal.links = default,vndk Se una libreria condivisa o un file eseguibile richiede una libreria condivisa che non può essere caricata nello spazio dei nomi sphal, il linker dinamico tenta di caricare la libreria condivisa dallo spazio dei nomi default. Se la libreria condivisa non può essere caricata nemmeno dall'default, il linker dinamico tenta di caricarla dallo spazio dei nomi vndk. Infine, se tutti i tentativi non vanno a buon fine, il linker dinamico restituisce un errore.
namespace.name.link.other.shared_libs	Un elenco separato da due punti di librerie condivise in cui è possibile eseguire ricerche negli spazi dei nomi other quando non è possibile trovare queste librerie nello spazio dei nomi name. Questa proprietà non può essere utilizzata con namespace.name.link.other.allow_all_shared_libs. Nota: questa proprietà condivide la stessa implementazione di base con i file public.libraries.txt. Entrambi i meccanismi controllano le librerie condivise importate specificando un collegamento con un filtro per il nome della libreria. La differenza è che ld.config.txt viene caricato dal linker dinamico e tutti gli spazi dei nomi vengono creati all'avvio di un programma. Al contrario, libnativeloader crea uno spazio dei nomi linker quando il processo Zygote viene creato mediante fork e specializzato per un'app. Lo spazio dei nomi per le librerie native dell'app ha un link che consente solo i nomi delle librerie specificati in public.libraries.txt.	namespace.sphal.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so Ciò indica che il collegamento di riserva accetta solo libc.so o libm.so come nome della libreria richiesta. Il linker dinamico ignora il link di riserva dallo spazio dei nomi sphal allo spazio dei nomi default se il nome della libreria richiesta non è libc.so o libm.so.
namespace.name.link.other.allow_all_shared_libs	Un valore booleano che indica se è possibile eseguire ricerche in tutte le librerie condivise nello spazio dei nomi other quando queste librerie non possono essere trovate nello spazio dei nomi name. Questa proprietà non può essere utilizzata con namespace.name.link.other.shared_libs.	namespace.vndk.link.sphal.allow_all_shared_libs = true Ciò indica che tutti i nomi delle librerie possono passare attraverso il link di riserva dallo spazio dei nomi vndk a sphal.

Proprietà dello spazio dei nomi

Proprietà	Descrizione	Esempio
namespace.name.isolated	Un valore booleano che indica se il linker dinamico deve controllare la posizione della libreria condivisa. Se isolated è true, possono essere caricate solo le librerie condivise che si trovano in una delle directory search.paths (escluse le sottodirectory) o sotto una delle directory permitted.paths (incluse le sottodirectory). Se isolated è false (valore predefinito), il linker dinamico non controlla il percorso delle librerie condivise.	namespace.sphal.isolated = true Ciò indica che solo le librerie condivise in search.paths o in permitted.paths possono essere caricate nello spazio dei nomi sphal.
namespace.name.search.paths	Un elenco separato da due punti di directory in cui cercare le librerie condivise. Le directory specificate in search.paths vengono anteposte al nome della libreria richiesto se le chiamate di funzione alle voci dlopen() o DT_NEEDED non specificano il percorso completo. La directory specificata all'inizio dell'elenco ha la priorità più alta. Quando isolated è true, le librerie condivise che si trovano in una delle directory search.paths (escluse le sottodirectory) possono essere caricate indipendentemente dalla proprietà permitted.paths. Ad esempio, se search.paths è /system/${LIB} e permitted.paths è vuoto, /system/${LIB}/libc.so può essere caricato, ma /system/${LIB}/vndk/libutils.so non può essere caricato. Nota: ${LIB} è un segnaposto integrato. Viene sostituito da lib per i processi a 32 bit e lib64 per i processi a 64 bit.	namespace.default.search.paths = /system/${LIB} Ciò indica che il linker dinamico cerca /system/${LIB} per le librerie condivise.
namespace.name.asan.search.paths	Un elenco separato da due punti di directory in cui cercare le librerie condivise quando è abilitato AddressSanitizer (ASan). namespace.name.search.paths viene ignorato quando ASan è attivo.	namespace.default.asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}:/system/${LIB} Ciò indica che quando ASan è attivato, il linker dinamico cerca prima /data/asan/system/${LIB} e poi /system/${LIB}.
namespace.name.permitted.paths	Un elenco di directory (incluse le sottodirectory) separate da due punti in cui il linker dinamico può caricare le librerie condivise (oltre a search.paths) quando isolated è true. Puoi caricare anche le librerie condivise che si trovano nelle sottodirectory di permitted.paths. Ad esempio, se permitted.paths è /system/${LIB}, possono essere caricati sia /system/${LIB}/libc.so sia /system/${LIB}/vndk/libutils.so. Se isolated è false, permitted.paths vengono ignorati e viene emesso un avviso. Nota:il valore permitted.paths NON viene anteposto ai nomi delle librerie richiesti quando il linker dinamico cerca una libreria condivisa. Il suo scopo principale è consentire ai programmatori di caricare le librerie condivise in uno spazio dei nomi isolato specificando il percorso completo della libreria condivisa.	namespace.default.permitted.paths = /system/${LIB}/hw Ciò indica che le librerie condivise in /system/${LIB}/hw possono essere caricate nello spazio dei nomi default isolato. Ad esempio, senza permitted.paths, libaudiohal.so non può caricare /system/${LIB}/hw/audio.a2dp.default.so nello spazio dei nomi default.
namespace.name.asan.permitted.paths	Un elenco di directory separate da due punti in cui il linker dinamico può caricare le librerie condivise quando è abilitato ASan. namespace.name.permitted.paths viene ignorato se è abilitato ASan.	namespace.default.asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw:/system/${LIB}/hw Questo indica che, quando è abilitato ASan, le librerie condivise in /data/asan/system/${LIB}/hw o /system/${LIB}/hw possono essere caricate nello spazio dei nomi default isolato.
namespace.name.visible	Un valore booleano che indica se il programma (diverso da libc) può ottenere un handle dello spazio dei nomi del linker con android_get_exported_namespace() e aprire una libreria condivisa nello spazio dei nomi del linker passando l'handle a android_dlopen_ext(). Se visible è true, android_get_exported_namespace() restituisce sempre l'handle se lo spazio dei nomi esiste. Se visible è false (predefinito), android_get_exported_namespace() restituisce sempre NULL, indipendentemente dalla presenza dello spazio dei nomi. Le librerie condivise possono essere caricate in questo spazio dei nomi solo se (1) sono richieste da un altro spazio dei nomi del linker che ha un link di riserva a questo spazio dei nomi oppure (2) sono richieste da altre librerie condivise o eseguibili in questo spazio dei nomi.	namespace.sphal.visible = true Ciò indica che android_get_exported_namespace("sphal") può restituire un handle dello spazio dei nomi del linker valido.

Creazione dello spazio dei nomi del linker

In Android 11, la configurazione del linker viene creata in fase di esecuzione in /linkerconfig anziché utilizzare file di testo normale in ${android-src}/system/core/rootdir/etc. La configurazione viene generata al momento dell'avvio in base all'ambiente di runtime, che include i seguenti elementi:

• Se il dispositivo supporta VNDK
• Versione VNDK di destinazione della partizione del fornitore
• Versione VNDK della partizione del prodotto
• Moduli APEX installati

La configurazione del linker viene creata risolvendo le dipendenze tra gli spazi dei nomi del linker. Ad esempio, se sono presenti aggiornamenti ai moduli APEX che includono aggiornamenti delle dipendenze, la configurazione del linker viene generata in base a queste modifiche. Maggiori dettagli per creare la configurazione del linker sono disponibili in ${android-src}/system/linkerconfig.

Isolamento dello spazio dei nomi del linker

Esistono tre tipi di configurazione. A seconda del valore di PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES e BOARD_VNDK_VERSION in BoardConfig.mk, la configurazione corrispondente viene generata al momento dell'avvio.

PRODUCT_TREBLE_ LINKER_NAMESPACES	BOARD_VNDK_ VERSION	Configurazione selezionata	Requisito VTS
true	current	VNDK	Obbligatorio per i dispositivi lanciati con Android 9 o versioni successive
	Vuoto	VNDK Lite	Obbligatorio per i dispositivi lanciati con Android 8.x
false	Vuoto	Legacy	Per i dispositivi non Treble

La configurazione VNDK Lite isola le librerie condivise SP-HAL e VNDK-SP. In Android 8.0, deve essere il file di configurazione per il linker dinamico quando PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES è true.

La configurazione VNDK isola anche le librerie condivise SP-HAL e VNDK-SP. Inoltre, questa configurazione fornisce l'isolamento completo del linker dinamico. Garantisce che i moduli nella partizione di sistema non dipendano dalle librerie condivise nelle partizioni del fornitore e viceversa.

In Android 8.1 o versioni successive, la configurazione VNDK è la configurazione predefinita ed è vivamente consigliato abilitare l'isolamento completo del Linker dinamico impostando BOARD_VNDK_VERSION su current.

Configurazione VNDK

Attenzione:questa sezione include riferimenti alle librerie a RenderScript. A partire da Android 12, le API RenderScript sono ritirate. Continueranno a funzionare, ma i produttori di dispositivi e componenti dovrebbero interrompere il supporto dell'accelerazione hardware nel tempo. Per sfruttare appieno l'accelerazione GPU, AOSP consiglia di eseguire la migrazione da RenderScript.

La configurazione VNDK isola le dipendenze delle librerie condivise tra la partizione di sistema e le partizioni del fornitore. Rispetto alle configurazioni descritte nella precedente sottosezione, le differenze sono descritte di seguito:

• Processi framework

  • Vengono creati gli spazi dei nomi default, vndk, sphal e rs.
  • Tutti gli spazi dei nomi sono isolati.
  • Le librerie condivise di sistema vengono caricate nello spazio dei nomi default.
  • Gli SP-HAL vengono caricati nello spazio dei nomi sphal.
  • Librerie condivise VNDK-SP caricate nello spazio dei nomi vndk.

• Processi del fornitore

  • Vengono creati gli spazi dei nomi default, vndk e system.
  • Lo spazio dei nomi default è isolato.
  • Le librerie condivise del fornitore vengono caricate nello spazio dei nomi default.
  • Le librerie condivise VNDK e VNDK-SP vengono caricate nello spazio dei nomi vndk.
  • LL-NDK e le sue dipendenze vengono caricati nello spazio dei nomi system.

La relazione tra gli spazi dei nomi del linker è illustrata di seguito.

Figura 1. Isolamento dello spazio dei nomi del linker (configurazione VNDK).

Nell'immagine sopra, LL-NDK e VNDK-SP indicano le seguenti librerie condivise:

• LL-NDK
  • 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
  • libvulkan.so
• VNDK-SP
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • libRSCpuRef.so
  • libRSDriver.so
  • libRS_internal.so
  • libbase.so
  • libbcinfo.so
  • libc++.so
  • libcutils.so
  • libhardware.so
  • libhidlbase.so
  • libhidlmemory.so
  • libhidltransport.so
  • libhwbinder.so
  • libion.so
  • libutils.so
  • libz.so

Puoi trovare maggiori dettagli in /linkerconfig/ld.config.txt dal dispositivo.

Configurazione di VNDK Lite

A partire da Android 8.0, il linker dinamico è configurato per isolare le librerie condivise SP-HAL e VNDK-SP in modo che i relativi simboli non entrino in conflitto con altre librerie condivise del framework. La relazione tra gli spazi dei nomi del linker è illustrata di seguito.

Figura 2. Isolamento dello spazio dei nomi del linker (configurazione VNDK Lite)

LL-NDK e VNDK-SP indicano le seguenti librerie condivise:

• LL-NDK
  • libEGL.so
  • libGLESv1_CM.so
  • libGLESv2.so
  • libc.so
  • libdl.so
  • liblog.so
  • libm.so
  • libnativewindow.so
  • libstdc++.so (non presente nella configurazione)
  • libsync.so
  • libvndksupport.so
  • libz.so (trasferito in VNDK-SP nella configurazione)
• VNDK-SP
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • libbase.so
  • libc++.so
  • libcutils.so
  • libhardware.so
  • libhidlbase.so
  • libhidlmemory.so
  • libhidltransport.so
  • libhwbinder.so
  • libion.so
  • libutils.so

La tabella seguente elenca la configurazione degli spazi dei nomi per i processi del framework, tratta dalla sezione [system] della configurazione di VNDK Lite.

Namespace	Proprietà	Valore
default	search.paths	/system/${LIB} /odm/${LIB} /vendor/${LIB} /product/${LIB}
	isolated	false
sphal	search.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	permitted.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk,rs
	link.default.shared_libs	LL-NDK
	link.vndk.shared_libs	VNDK-SP
	link.rs.shared_libs	libRS_internal.so
vndk (per VNDK-SP)	search.paths	/odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-sp-${VER}
	permitted.paths	/odm/${LIB}/hw /odm/${LIB}/egl /vendor/${LIB}/hw /vendor/${LIB}/egl /system/${LIB}/vndk-sp-${VER}/hw
	isolated	true
	visible	true
	links	default
	link.default.shared_libs	LL-NDK
rs (per RenderScript)	search.paths	/odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-sp-${VER} /odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	permitted.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB} /data (per il kernel RS compilato)
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk
	link.default.shared_libs	LL-NDK libmediandk.so libft2.so
	link.vndk.shared_libs	VNDK-SP

La tabella seguente mostra la configurazione degli spazi dei nomi per i processi del fornitore, che è tratta dalla sezione [vendor] della configurazione VNDK Lite.

Namespace	Proprietà	Valore
default	search.paths	/odm/${LIB} /odm/${LIB}/vndk /odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB} /vendor/${LIB}/vndk /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-${VER} /system/${LIB}/vndk-sp-${VER} /system/${LIB} (deprecato) /product/${LIB} (deprecato)
	isolated	false

Per ulteriori dettagli, consulta /linkerconfig/ld.config.txt dal dispositivo.

Cronologia dei documenti

Modifiche ad Android 11

• In Android 11, i file ld.config.*.txt statici vengono rimossi dalla base di codice e LinkerConfig li genera in fase di runtime.

Modifiche ad Android 9

• In Android 9, lo spazio dei nomi del linker vndk viene aggiunto ai processi del fornitore e le librerie condivise VNDK sono isolate dallo spazio dei nomi predefinito del linker.
• Sostituisci PRODUCT_FULL_TREBLE con un valore più specifico PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES.
• Android 9 modifica i nomi dei seguenti file di configurazione del linker dinamico.
  

  Android 8.x	Android 9	Descrizione
  ld.config.txt.in	ld.config.txt	Per i dispositivi con isolamento dello spazio dei nomi del linker di runtime
  ld.config.txt	ld.config.vndk_lite.txt	Per i dispositivi con isolamento dello spazio dei nomi del linker VNDK-SP
  ld.config.legacy.txt	ld.config.legacy.txt	Per i dispositivi precedenti con Android 7.x o versioni precedenti

• Rimuovi [e-mail].
• Le partizioni product e odm vengono aggiunte.