Пространство имен компоновщика

Динамический компоновщик решает две проблемы при разработке Treble VNDK:

• Общие библиотеки SP-HAL и их зависимости, включая библиотеки VNDK-SP, загружаются в процессы платформы. Должны быть какие-то механизмы для предотвращения конфликтов символов.
• dlopen() и android_dlopen_ext() могут вводить некоторые зависимости времени выполнения, которые не видны во время сборки и их сложно обнаружить с помощью статического анализа.

Эти две проблемы могут быть решены с помощью механизма пространства имен компоновщика . Этот механизм обеспечивается динамическим компоновщиком. Он может изолировать общие библиотеки в разных пространствах имен компоновщика, чтобы библиотеки с одинаковым именем, но с разными символами не конфликтовали.

С другой стороны, механизм пространства имен компоновщика обеспечивает гибкость, позволяющую экспортировать некоторые общие библиотеки из пространства имен компоновщика и использовать их в другом пространстве имен компоновщика. Эти экспортированные общие библиотеки могут стать интерфейсами прикладного программирования, общедоступными для других программ, при этом детали их реализации скрываются в пространствах имен компоновщика.

Например, /system/lib[64]/libcutils.so и /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so — это две общие библиотеки. Эти две библиотеки могут иметь разные символы. Они загружаются в разные пространства имен компоновщика, поэтому модули платформы могут зависеть от /system/lib[64]/libcutils.so , а общие библиотеки SP-HAL могут зависеть от /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so .

С другой стороны, /system/lib[64]/libc.so — это пример общедоступной библиотеки, которая экспортируется пространством имен компоновщика и импортируется во многие пространства имен компоновщика. Зависимости /system/lib[64]/libc.so , такие как libnetd_client.so , загружаются в пространство имен, в котором находится /system/lib[64]/libc.so . Другие пространства имен не будут иметь доступа к этим зависимостям. Этот механизм инкапсулирует детали реализации, обеспечивая при этом общедоступные интерфейсы.

Как это работает

Динамический компоновщик отвечает за загрузку общих библиотек, указанных в записях DT_NEEDED , или общих библиотек, указанных аргументом dlopen() или android_dlopen_ext() . В обоих случаях динамический компоновщик находит пространство имен компоновщика, в котором находится вызывающая сторона, и пытается загрузить зависимости в то же пространство имен компоновщика. Если динамический компоновщик не может загрузить общую библиотеку в указанное пространство имен компоновщика, он запрашивает у связанного пространства имен компоновщика экспортированные общие библиотеки.

Формат файла конфигурации

Формат файла конфигурации основан на формате файла INI. Типичный файл конфигурации выглядит так:

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}

Файл конфигурации включает в себя:

• Несколько свойств сопоставления разделов каталога в начале, позволяющие динамическому компоновщику выбрать эффективный раздел.
• Несколько разделов конфигурации пространств имен компоновщика:
  • Каждый раздел содержит несколько пространств имен (вершины графа) и несколько резервных связей между пространствами имен (дуги графа).
  • Каждое пространство имен имеет свою собственную изоляцию, пути поиска, разрешенные пути и настройки видимости.

В таблицах ниже подробно описано значение каждого свойства.

Свойство сопоставления разделов каталога

Свойство	Описание	Пример
dir. name	Путь к каталогу, к которому относится раздел [ name ] . Каждое свойство сопоставляет исполняемые файлы в каталоге с разделом конфигурации пространств имен компоновщика. Могут существовать два (или более) свойства с одинаковым name , но указывающие на разные каталоги.	dir.system = /system/bin dir.system = /system/xbin dir.vendor = /vendor/bin Это указывает на то, что конфигурация, указанная в разделе [system] применяется к исполняемым файлам, загружаемым из /system/bin или /system/xbin . Конфигурация, указанная в разделе [vendor] применяется к исполняемым файлам, загружаемым из /vendor/bin .

Свойства отношения

Свойство	Описание	Пример
additional. namespaces	Разделенный запятыми список дополнительных пространств имен (помимо пространства имен default ) для раздела.	additional. namespaces = sphal, vndk Это указывает на то, что в конфигурации [system] есть три пространства имен ( default , sphal и vndk ).
namespace. name . links	Список резервных пространств имен, разделенный запятыми. Если общая библиотека не может быть найдена в текущем пространстве имен, динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из резервных пространств имен. Пространство имен, указанное в начале списка, имеет более высокий приоритет. Примечание. Резервные пространства имен не являются транзитивными. Например, пространство имен A связано с пространством имен B , а пространство имен B — с пространством имен C. Если динамический компоновщик не может найти библиотеку в пространстве имен A , он ищет ТОЛЬКО пространство имен B. Он не ищет пространство имен C .	namespace. sphal. links = default, vndk Если общая библиотека или исполняемый файл запрашивает общую библиотеку, которую невозможно загрузить в пространство имен sphal , динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из пространства имен default . А затем, если общую библиотеку также невозможно загрузить из пространства имен default , динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из пространства имен vndk . Наконец, если все попытки завершаются неудачей, динамический компоновщик возвращает ошибку.
namespace. name . link. other . shared_libs	Список общих библиотек, разделенных двоеточиями, которые можно искать в other пространствах имен, если эти библиотеки не найдены в пространстве name . Это свойство нельзя использовать с namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs . Примечание. Это свойство имеет ту же базовую реализацию, что и файлы public.libraries.txt . Оба механизма управляют импортированными общими библиотеками, указывая ссылку с фильтром имени библиотеки. Разница в том, что ld.config.txt загружается динамическим компоновщиком, и все пространства имен создаются при запуске программы. Напротив, libnativeloader создает пространство имен компоновщика, когда процесс Zygote разветвляется и специализирован для приложения. Пространство имен для собственных библиотек приложения имеет ссылку, которая позволяет использовать только имена библиотек, указанные в public.libraries.txt .	namespace. sphal. link. default. shared_libs = libc.so: libm.so Это означает, что резервная ссылка принимает в качестве запрошенного имени библиотеки только libc.so или libm.so Динамический компоновщик игнорирует резервную ссылку из sphal в пространство имен default если имя запрошенной библиотеки не libc.so или libm.so .
namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs	Логическое значение, указывающее, можно ли искать все общие библиотеки в other пространстве имен, если эти библиотеки не могут быть найдены в пространстве name . Это свойство нельзя использовать с namespace. name . link. other . shared_libs .	namespace. vndk. link. sphal. allow_all_shared_libs = true Это указывает на то, что все имена библиотек могут проходить через резервную ссылку из vndk в пространство имен sphal .

Свойства пространства имен

Свойство	Описание	Пример
namespace. name . isolated	Логическое значение, указывающее, должен ли динамический компоновщик проверять, где находится общая библиотека. Если isolated установлено значение true , могут быть загружены только те общие библиотеки, которые находятся в одном из каталогов search.paths (исключая подкаталоги) или в одном из каталогов permitted.paths (включая подкаталоги). Если isolated установлено значение false (по умолчанию), динамический компоновщик не проверяет путь к общим библиотекам.	namespace. sphal. isolated = true Это означает, что в пространство имен sphal можно загрузить только общие библиотеки из search.paths или из permitted.paths .
namespace. name . search.paths	Список каталогов, разделенных двоеточиями, для поиска общих библиотек. Каталоги, указанные в search.paths добавляются к имени запрошенной библиотеки, если вызовы функций dlopen() или записи DT_NEEDED не указывают полный путь. Каталог, указанный в начале списка, имеет более высокий приоритет. Если isolated установлено значение true , общие библиотеки, находящиеся в одном из каталогов search.paths (за исключением подкаталогов), могут быть загружены независимо от свойства permitted.paths . Например, если search.paths — это /system/${LIB} , а permitted.paths пусто, /system/${LIB}/libc.so можно загрузить, но /system/${LIB}/vndk/libutils.so загрузить нельзя. Примечание. ${LIB} — это встроенный заполнитель. Его заменяет lib для 32-битных процессов и lib64 для 64-битных процессов.	namespace. default. search.paths = /system/${LIB} Это означает, что динамический компоновщик ищет в /system/${LIB} общие библиотеки.
namespace. name . asan.search.paths	Список каталогов, разделенных двоеточиями, для поиска общих библиотек, когда включен AddressSanitizer (ASan) . namespace. name . search.paths игнорируется, когда ASan включен.	namespace. default. asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}: /system/${LIB} Это означает, что когда ASan включен, динамический компоновщик сначала ищет /data/asan/system/${LIB} , а затем ищет /system/${LIB} .
namespace. name . permitted.paths	Список каталогов (включая подкаталоги), разделенных двоеточиями, в которые динамический компоновщик может загружать общие библиотеки (в дополнение к search.paths ), если isolated , имеет значение true . Также можно загрузить общие библиотеки, находящиеся в подкаталогах permitted.paths . Например, если permitted.paths равен /system/${LIB} , можно загрузить как /system/${LIB}/libc.so , так и /system/${LIB}/vndk/libutils.so . Если isolated установлено значение false , permitted.paths игнорируются и выдается предупреждение. Примечание. permitted.paths НЕ добавляются к именам запрошенных библиотек, когда динамический компоновщик ищет общую библиотеку. Его основная цель — позволить программистам загружать общие библиотеки в изолированное пространство имен, указав полный путь к общей библиотеке.	namespace. default. permitted.paths = /system/${LIB}/hw Это означает, что общие библиотеки в /system/${LIB}/hw могут быть загружены в изолированное пространство имен default . Например, без permitted.paths libaudiohal.so не сможет загрузить /system/${LIB}/hw/audio.a2dp.default.so в пространство имен default .
namespace. name . asan.permitted.paths	Список каталогов, разделенных двоеточиями, в которые динамический компоновщик может загружать общие библиотеки при включенном ASan . namespace. name . permitted.paths игнорируется, когда ASan включен.	namespace. default. asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw: /system/${LIB}/hw Это означает, что когда ASan включен, общие библиотеки в /data/asan/system/${LIB}/hw или /system/${LIB}/hw могут быть загружены в изолированное пространство имен default .
namespace. name . visible	Логическое значение, указывающее, может ли программа (кроме libc ) получить дескриптор пространства имен компоновщика с помощью android_get_exported_namespace() и открыть общую библиотеку в пространстве имен компоновщика, передав дескриптор в android_dlopen_ext() . Если visible имеет true , android_get_exported_namespace() всегда возвращает дескриптор, если пространство имен существует. Если visible имеет значение false (по умолчанию), android_get_exported_namespace() всегда возвращает NULL независимо от наличия пространства имен. Общие библиотеки можно загрузить в это пространство имен только в том случае, если (1) они запрошены другим пространством имен компоновщика, имеющим резервную ссылку на это пространство имен, или (2) они запрошены другими общими библиотеками или исполняемыми файлами в этом пространстве имен.	namespace. sphal. visible = true Это указывает на то, что android_get_exported_namespace("sphal") может возвращать действительный дескриптор пространства имен компоновщика.

Создание пространства имен компоновщика

В Android 11 конфигурация компоновщика создается во время выполнения в /linkerconfig вместо использования простых текстовых файлов в ${android-src}/system/core/rootdir/etc . Конфигурация генерируется во время загрузки на основе среды выполнения и включает в себя следующие элементы:

• Если устройство поддерживает VNDK
• Целевая версия VNDK раздела поставщика
• Версия VNDK раздела продукта
• Установленные модули APEX

Конфигурация компоновщика создается путем разрешения зависимостей между пространствами имен компоновщика. Например, если в модулях APEX имеются какие-либо обновления, включающие обновления зависимостей, конфигурация компоновщика создается с учетом этих изменений. Более подробную информацию о создании конфигурации компоновщика можно найти в ${android-src}/system/linkerconfig .

Изоляция пространства имен компоновщика

Существует три типа конфигурации. В зависимости от значения PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES и BOARD_VNDK_VERSION в BoardConfig.mk соответствующая конфигурация генерируется во время загрузки.

PRODUCT_TREBLE_ LINKER_NAMESPACES	BOARD_VNDK_ VERSION	Выбранная конфигурация	Требование СДС
true	current	VNDK	Обязательно для устройств с Android 9 или более поздней версии.
	Пустой	VNDK Lite	Обязательно для устройств с Android 8.x.
false	Пустой	Legacy	Для устройств без высоких частот

Конфигурация VNDK Lite изолирует общие библиотеки SP-HAL и VNDK-SP. В Android 8.0 это должен быть файл конфигурации для динамического компоновщика, если PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES имеет true .

Конфигурация VNDK также изолирует общие библиотеки SP-HAL и VNDK-SP. Кроме того, эта конфигурация обеспечивает полную динамическую изоляцию компоновщика. Это гарантирует, что модули в системном разделе не будут зависеть от общих библиотек в разделах поставщика и наоборот.

В Android 8.1 или более поздней версии конфигурация VNDK является конфигурацией по умолчанию, и настоятельно рекомендуется включить полную динамическую изоляцию компоновщика, задав для BOARD_VNDK_VERSION значение current .

Конфигурация ВНДК

Внимание: этот раздел содержит ссылки на библиотеки RenderScript. Начиная с Android 12, API RenderScript устарели. Они продолжат работать , но ожидается, что производители устройств и компонентов со временем прекратят предоставлять поддержку аппаратного ускорения. Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами ускорения графического процессора, AOSP рекомендует выполнить миграцию с RenderScript .

Конфигурация VNDK изолирует зависимости общей библиотеки между системным разделом и разделами поставщика. По сравнению с конфигурациями, упомянутыми в предыдущем подразделе, различия заключаются в следующем:

• Рамочные процессы

  • создаются пространства имен default , vndk , sphal и rs .
  • Все пространства имен изолированы.
  • Общие системные библиотеки загружаются в пространство имен default .
  • SP-HAL загружаются в пространство имен sphal .
  • Общие библиотеки VNDK-SP загружены в пространство имен vndk .

• Процессы поставщиков

  • создаются пространства имен default , vndk и system .
  • Пространство имен default изолировано.
  • Общие библиотеки поставщика загружаются в пространство имен default .
  • Общие библиотеки VNDK и VNDK-SP загружаются в пространство имен vndk .
  • LL-NDK и его зависимости загружаются в пространство имен system .

Взаимосвязь между пространствами имен компоновщика показана ниже.

Рисунок 1. Изоляция пространства имен компоновщика (конфигурация VNDK).

На изображении выше LL-NDK и VNDK-SP обозначают следующие общие библиотеки:

• ЛЛ-НДК
  • 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
• ВНДК-СП
  • [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

Более подробную информацию можно найти в файле /linkerconfig/ld.config.txt устройства.

Конфигурация ВНДК Lite

Начиная с Android 8.0, динамический компоновщик настроен на изоляцию общих библиотек SP-HAL и VNDK-SP, чтобы их символы не конфликтовали с другими общими библиотеками платформы. Взаимосвязь между пространствами имен компоновщика показана ниже.

Рисунок 2. Изоляция пространства имен компоновщика (конфигурация VNDK Lite)

LL-NDK и VNDK-SP обозначают следующие общие библиотеки:

• ЛЛ-НДК
  • libEGL.so
  • libGLESv1_CM.so
  • libGLESv2.so
  • libc.so
  • libdl.so
  • liblog.so
  • libm.so
  • libnativewindow.so
  • libstdc++.so (нет в конфигурации)
  • libsync.so
  • libvndksupport.so
  • libz.so (в конфигурации перенесен в VNDK-SP )
• ВНДК-СП
  • [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

В таблице ниже перечислены конфигурации пространств имен для процессов платформы, взятые из раздела [system] конфигурации VNDK Lite.

Пространство имен	Свойство	Ценить
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	ЛЛ-НДК
	link.vndk.shared_libs	ВНДК-СП
	link.rs.shared_libs	libRS_internal.so
vndk (для ВНДК-СП)	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	ЛЛ-НДК
rs (для 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 (для скомпилированного ядра RS)
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk
	link.default.shared_libs	ЛЛ-НДК libmediandk.so libft2.so
	link.vndk.shared_libs	ВНДК-СП

В таблице ниже представлена ​​конфигурация пространств имен для процессов поставщика, взятая из раздела [vendor] в конфигурации VNDK Lite.

Пространство имен	Свойство	Ценить
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/${LIB} (устарело) /product/${LIB} (устарело)
	isolated	false

Более подробную информацию можно найти в файле /linkerconfig/ld.config.txt устройства.

История документа

Изменения Android 11

• В Android 11 статические файлы ld.config.*.txt удаляются из базы кода, и вместо этого LinkerConfig генерирует их во время выполнения.

Изменения в Android 9

• В Android 9 пространство имен компоновщика vndk добавляется к процессам поставщика, а общие библиотеки VNDK изолируются от пространства имен компоновщика по умолчанию.
• Замените PRODUCT_FULL_TREBLE на более конкретный PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES .
• Android 9 меняет имена следующих файлов конфигурации динамического компоновщика.
  

  Андроид 8.х	Андроид 9	Описание
  ld.config.txt.in	ld.config.txt	Для устройств с изоляцией пространства имен компоновщика во время выполнения
  ld.config.txt	ld.config.vndk_lite.txt	Для устройств с изоляцией пространства имен компоновщика VNDK-SP.
  ld.config.legacy.txt	ld.config.legacy.txt	Для устаревших устройств под управлением Android 7.x или более ранней версии.

• Удалите [e-mail] .
• Добавлены разделы product и odm .